Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 177-186.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Nous avons développé un modèle biomécanique dans le but de quantifier et de comparer les stratégies cinétiques de l’épaule et du coude de personnes saines et de personnes présentant un syndrome d’abutement de l’épaule (SAÉ). Compte tenu de la biomécanique particulière au SAÉ, nous nous attendions d’observer une différence dans les stratégies cinétiques des deux groupes, surtout lorsque la tâche nécessitait l’implication de la coiffe des rotateurs. Dix sujets avec SAÉ et 11 sujets contrôles ont été testés. À l’aide d’une rétroaction visuelle sur un écran d’ordinateur, le sujet devait atteindre une cible correspondant à une force isométrique équivalant à 40% de la force maximale volontaire (avant l’apparition de la douleur). Le sujet devait faire cette tâche pour 8 directions dans le plan frontal (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°). Pour un droitier, la direction 0° est à droite selon l’axe horizontal. De plus, les valeurs positives suivent le sens antihoraire. Le modèle biomécanique et la mesure de la force isométrique permettent de calculer les contributions des moments de force de l’épaule et du coude pendant une tâche coordonnée. Indépendamment de la direction de la force isométrique, le groupe présentant le SAÉ était en mesure d’atteindre la cible, mais il nécessitait plus de temps que le groupe contrôle. Comparativement aux sujets sains, les sujets avec SAÉ montraient une contribution moindre du moment de force rotatoire de l’épaule (rotation interne ou externe) lorsque la cible était à 0° ou à 225°. Toutefois, les patients avaient une plus grande contribution du moment de force en abduction/adduction de l’épaule pour les cibles situées à 0°, 135° et 180°. Enfin, lorsque la cible était à 315°, les sujets avec SAÉ montraient une diminution de la contribution du moment de force de flexion/extension du coude. Globalement, l’utilisation du modèle biomécanique a permis de démontrer que, pour certaines directions dans le plan frontal, les sujets avec SAÉ utilisent une stratégie cinétique différente des sujets sains pour générer une force isométrique lors d’une tâche coordonnée. Ces observations s’expliquent en partie par les problèmes reliés à la coiffe des rotateurs dans le SAÉ. / A biomechanical model was used to quantify the kinetic strategy of the shoulder and the elbow joints. Joint torques were estimated to verify the effect of the subacromial impingement syndrome (SIS) during isometric force task by comparing healthy people with injured people. The biomechanical model was tested with 2 groups: people with SIS (n = 10) and a control group (n = 11). The task was to generate, as quickly and as accurately as possible, an isometric force corresponding to 40% of the maximal voluntary contraction (without pain) in the frontal plan to reach a visual target. There were eight target positions (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° and 315°). Each target location required a different combination of elbow and shoulder torques. The biomechanical model and the measurement of the isometric forces allowed us to calculate the kinetic strategy of the shoulder and the elbow. The results showed that regardless of the target location, the group with SIS was able to reach the target but needed more time to reach the target compared to the control group. Concerning the kinetic strategies, the patients, in contrast to healthy participants, needed lower rotational shoulder torque contribution to reach the target located at 0° and 225° and they had a greater abduction/adduction torque contribution when the targets were located at 0°, 135° and 180°. Finally, patients with impingement syndrome had lower elbow flexion/extension torque contribution when the target was located at 315°. Overall, the biomechanical model demonstrated that, for some target positions, the patients used different kinetic strategy than healthy participants to reach the target.

Ce mémoire utilise une approche basée sur les méthodes d’identification paramétrique afin de représenter la relation entre signaux électromyographiques du biceps et du triceps versus le moment de force au coude variant dynamiquement lors de contractions à angle constant. La performance de deux modèles linéaires, le modèle «Auto Régressive with eXogenous inputs (ARX)» et le modèle «Output Error(OE)», de plusieurs ordres sont comparées. La performance des modèles est évaluée lors de l’utilisation de différents pré-processeurs, basée sur des canaux uniques ou multiples et l’utilisation d’un filtre «adaptive whitening». Le pré-processeur «multiple channels with adaptive whitening» améliore les performances d’identification. Le modèle OE permet une meilleure identification mais est sujet à des problèmes de convergence. / This thesis analyzes different parametric System identification (ID) methods to détermine a linear relationship between electromyographic signais from the biceps and the triceps and a dynamically varying torque about the elbow for constant angles contractions. The performance of two different linear models, Auto Régressive with eXogenous inputs (ARX) and Output Error (OE) of different orders are compared. The performance of the models are estimated with different pre-processors, single and multiple, with / without adaptive whitening filter. The multiple channels with adaptive whitening pre-processor increases the performance of the two models tested. The OE model leads to a better identification performance but is subject to convergence problems. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

La masse corporelle et la direction des charges sont des facteurs qui peuvent modifier la morphologie des surfaces articulaires qui sont généralement orientées et de taille suffisante pour résister aux charges chroniques. Chez les hominoïdes, les forces de tension et compression, générées par la locomotion, sont transmises à travers l’articulation du coude. Ces espèces ont une morphologie similaire de l’extrémité distale de l’humérus, mais qui présente certaines différences selon la taille des individus et leurs modes de locomotion. Ce projet tente de caractériser plus exhaustivement cette variation en analysant la largeur des surfaces articulaires ainsi que leur position et orientation par rapport à l’axe long de la diaphyse. La prémisse de ce mémoire est que, chez les espèces plus arboricoles, la morphologie de l’articulation distale de l’humérus répond aux stress transverses générés par les puissants muscles fléchisseurs du poignet et des doigts qui traversent le coude obliquement. En revanche, les espèces plus terrestres présentent une morphologie permettant de résister aux forces axiales provenant du contact avec le sol. Des coordonnées tridimensionnelles et des mesures linéaires ont été recueillies sur un échantillon squelettique d’individus des genres Homo, Pan, Gorilla et Pongo. Les résultats obtenus révèlent que l’orientation et la position des surfaces articulaires de la trochlée correspondent aux types de locomotion, or leur taille et celle et du capitulum semblent être influencées par la taille des individus. L’hypothèse suggérant que les stress reliés aux divers modes de locomotion des hominoïdes influencent la morphologie de l’articulation distale de l’humérus est donc supportée. / In hominoids, tensile and compressive forces generated by locomotion and upper-limb use are transmitted through the elbow joint. It has been noticed that the distal humerus of hominoid is morphologically very similar across species. However, some studies have suggested that articular shape varies in relation to size and locomotor modes. This project is an attempt to characterize more thoroughly distal humeral variation in hominoids. It considers the humeral trochlea not only as a structure by itself, as it has been done before, but as an articulation that varies in orientation relative to the diaphysis. Indeed, there is evidence that articulations have a minimum size and are generally oriented to better resist habitual loads. This project tested the hypothesis that predominantly arboreal species are expected to present joints that have a size, position and orientation of articular surfaces to better resist shear loads generated by the strong finger and wrist flexor muscles crossing the elbow obliquely. Consequently, predominantly terrestrial species should present articulations shape and orientation that are better to resist axial load generated by ground reaction forces. Ten landmarks and two linear measurements were taken from a skeletal sample including specimens from the Homo, Pan, Gorilla and Pongo genus. Results show that orientation and position of humeral trochlea joint surfaces correlate with locomotor modes and that length of the articular surfaces seems to be better correlated with size. The main hypothesis suggesting that stress related to locomotion in hominoids should influence the morphology of distal humeral joints is therefore supported.

La masse corporelle et la direction des charges sont des facteurs qui peuvent modifier la morphologie des surfaces articulaires qui sont généralement orientées et de taille suffisante pour résister aux charges chroniques. Chez les hominoïdes, les forces de tension et compression, générées par la locomotion, sont transmises à travers l’articulation du coude. Ces espèces ont une morphologie similaire de l’extrémité distale de l’humérus, mais qui présente certaines différences selon la taille des individus et leurs modes de locomotion. Ce projet tente de caractériser plus exhaustivement cette variation en analysant la largeur des surfaces articulaires ainsi que leur position et orientation par rapport à l’axe long de la diaphyse. La prémisse de ce mémoire est que, chez les espèces plus arboricoles, la morphologie de l’articulation distale de l’humérus répond aux stress transverses générés par les puissants muscles fléchisseurs du poignet et des doigts qui traversent le coude obliquement. En revanche, les espèces plus terrestres présentent une morphologie permettant de résister aux forces axiales provenant du contact avec le sol. Des coordonnées tridimensionnelles et des mesures linéaires ont été recueillies sur un échantillon squelettique d’individus des genres Homo, Pan, Gorilla et Pongo. Les résultats obtenus révèlent que l’orientation et la position des surfaces articulaires de la trochlée correspondent aux types de locomotion, or leur taille et celle et du capitulum semblent être influencées par la taille des individus. L’hypothèse suggérant que les stress reliés aux divers modes de locomotion des hominoïdes influencent la morphologie de l’articulation distale de l’humérus est donc supportée. / In hominoids, tensile and compressive forces generated by locomotion and upper-limb use are transmitted through the elbow joint. It has been noticed that the distal humerus of hominoid is morphologically very similar across species. However, some studies have suggested that articular shape varies in relation to size and locomotor modes. This project is an attempt to characterize more thoroughly distal humeral variation in hominoids. It considers the humeral trochlea not only as a structure by itself, as it has been done before, but as an articulation that varies in orientation relative to the diaphysis. Indeed, there is evidence that articulations have a minimum size and are generally oriented to better resist habitual loads. This project tested the hypothesis that predominantly arboreal species are expected to present joints that have a size, position and orientation of articular surfaces to better resist shear loads generated by the strong finger and wrist flexor muscles crossing the elbow obliquely. Consequently, predominantly terrestrial species should present articulations shape and orientation that are better to resist axial load generated by ground reaction forces. Ten landmarks and two linear measurements were taken from a skeletal sample including specimens from the Homo, Pan, Gorilla and Pongo genus. Results show that orientation and position of humeral trochlea joint surfaces correlate with locomotor modes and that length of the articular surfaces seems to be better correlated with size. The main hypothesis suggesting that stress related to locomotion in hominoids should influence the morphology of distal humeral joints is therefore supported.

La luxation du coude, seconde luxation en termes de fréquence (luxations à la main exclues), est souvent compliquée d’une fracture de la tête radiale, parfois comminutive et inaccessible à une ostéosynthèse. Dans le contexte de lésions ligamentaires importantes associées, la simple résection de la tête radiale se solde habituellement par une instabilité articulaire grave. Le recours à l’hémi-arthroplastie est dans ces circonstances actuellement systématique.Plusieurs types de prothèses sont disponibles mais aucune d’entre elles ne reproduit exactement l’anatomie. Les prothèses en silicone étant abandonnées, l’engouement actuel est en faveur de prothèses métalliques qui, par leur rigidité, permettent un meilleur transfert des contraintes axiales tout en restaurant la stabilité en valgus. Trois types de prothèses sont disponibles, les prothèses monobloc (un seul composant articulé avec le capitulum), les prothèses modulaires (deux composants, cupule et tige de tailles variables pour s’adapter au mieux à l’anatomie du patient), et les prothèses bi-articulées offrant également une certaine modularité et comportant une articulation entre tige et cupule permettant une meilleure adaptabilité de cette dernière au capitulum et à l’incisure radiale de l’ulna dans les différents mouvements du coude et de l’avant-bras. Appartenant à cette dernière catégorie, la prothèse de Judet présente la particularité de posséder un col angulé de 15° pour s’adapter au mieux à l’anatomie variable des patients. Les résultats à court et moyen terme de ces implants sont généralement bons mais les résultats à long terme sont encore peu documentés.Dans une hémi-arthroplastie, une bonne adaptabilité de la prothèse implique une meilleure congruence articulaire et donc un transfert des forces sur une surface plus grande, avec moins de contraintes. L’arthroplastie la plus congruente est donc celle qui, potentiellement, induit le moins d’usure du capitulum. Les prothèses monopolaires sont décrites comme plus stable mais moins congruentes que les prothèses bipolaires.Les buts de la présente étude sont d’une part d’évaluer les modifications des surfaces de contact radio-capitulaire en fonction de différentes positions de flexion du coude et de rotation de l’avant-bras sur coude intact et de les comparer à celles obtenues avec trois différents types de prothèses de tête radiale (prothèse monopolaire, prothèse bipolaire simple et prothèse bipolaire de Judet). D’autre part, le travail évalue la stabilité du coude au cours de différents mouvements de flexion du coude et de rotation de l’avant-bras avant et après ces trois différents modes d’arthroplastie de la tête radiale.Les hypothèses de départ sont que les surfaces de contact diminuent après toute arthroplastie de tête radiale, la prothèse de Judet offrant de meilleures surfaces de contact pour une stabilité moindre, la prothèse monopolaire offrant une plus grande stabilité latérale pour des surfaces de contact moindres et la prothèse bipolaire droite conférant une stabilité et des surfaces articulaires de contact intermédiaires.Pour tester ces hypothèses, 12 membres supérieurs de cadavres frais ont été utilisés. Les surfaces de contact radio-capitulaire ont été évaluées par la réalisation de moulage de l’articulation avant et après arthroplastie de la tête radiale et la stabilité du coude a été évaluée par le biais d’une analyse du mouvement rendue possible par l’utilisation d’un système optoélectronique. Cinq variables ont ainsi pu être évaluées dans les états intact, après capsulectomie antérieure (nécessaire à la réalisation des moulages), après résection de la tête radiale et après la pose de chacune des trois prothèses de tête radiale.Il a été observé que les surfaces de contact radio-capitulaire chutaient après les arthroplasties de tête radiale sans pour autant qu’il n’y ait de distinction entre ces dernières. La position de supination offrait de meilleures surfaces de contact articulaires notamment par le biais d’un contact radio-conoïdien complémentaire au contact radio-capitulaire. Les prothèses bi-articulées présentaient une subluxation latérale de leur tête radiale en position neutre et cela s’accompagnait d’une diminution des surfaces articulaires de contact. L’analyse cinématique a permis de mettre en évidence que la réalisation d’une capsulectomie antérieure augmentait la laxité du coude en varus tout comme les arthroplasties de tête radiale et que la laxité du coude en valgus était augmentée après résection de la tête radiale.La laxité rotatoire du coude, dépendante de la rotation de l’avant-bras, était également augmentée par la capsulectomie antérieure et cet effet était majoré après les prothèses bi-articulées.Les stabilités latérale et rotatoire du coude en regard de la prothèse monopolaire se rapprochaient de celles observées en regard de la tête radiale native tandis que la stabilité du coude en regard des prothèses bi-articulées était un intermédiaire entre la stabilité observée dans la situation native et celle observée en l’absence de tête radiale.Les résultats de la présente étude plaident en faveur de l’utilisation de prothèses monopolaires qui semblent offrir une meilleure stabilité du coude ainsi qu’un meilleur contact articulaire en position neutre. Les mécanismes qui sous-tendent l’instabilité des prothèses bi-articulées ne sont pas clairs et l’exploitation d’autres paramètres issus de l’analyse cinématique pourrait permettre de mieux définir ces phénomènes d’instabilité. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’instrument le plus fréquemment utilisé pour la mesure de l’amplitude de mouvement du coude est le goniomètre universel. Or celui-ci ne fait pas l’unanimité : plusieurs auteurs remettent en question sa fiabilité et validité. Cette étude détaille donc, en trois étapes, une alternative beaucoup plus précise et exacte : une méthode radiographique de mesure. Une étude de modélisation a d’abord permis de repérer les sources d’erreur potentielles de cette méthode radiographique, à ce jour jamais utilisée pour le coude. La méthode a ensuite servi à évaluer la validité du goniomètre. À cette fin, 51 volontaires ont participé à une étude clinique où les deux méthodes ont été confrontées. Finalement, la mesure radiographique a permis de lever le voile sur l’influence que peuvent avoir différents facteurs démographiques sur l’amplitude de mouvement du coude. La méthode radiographique s’est montrée robuste et certaines sources d’erreurs facilement évitables ont été identifiées. En ce qui concerne l’étude clinique, l’erreur de mesure attribuable au goniomètre était de ±10,3° lors de la mesure du coude en extension et de ±7,0° en flexion. L’étude a également révélé une association entre l’amplitude de mouvement et différents facteurs, dont les plus importants sont l’âge, le sexe, l’IMC et la circonférence du bras et de l’avant-bras. En conclusion, l’erreur du goniomètre peut être tolérée en clinique, mais son utilisation est cependant déconseillée en recherche, où une erreur de mesure de l’ordre de 10° est inacceptable. La méthode radiographique, étant plus précise et exacte, représente alors une bien meilleure alternative. / The most commonly used instrument for elbow range of motion measurement is the universal goniometer. However great controversy remains regarding its reliability and validity. Hence this study presents an accurate and precise alternative: a radiographic method of measurement. The limits of the radiographic method and potential sources of error were first evaluated through a biomechanical study. Fifty-one volunteers then participated in a clinical study in which this radiographic method was compared to the goniometer for elbow range of motion measurement. Finally, the great precision of radiographic measurements allowed us to study the potential influence of various demographic and anthropometric factors on elbow range of motion in the last part of this work. Regarding the clinical study, the goniometric and radiographic methods differ but they correlate. The goniometer’s measurement error was ±10.3° during extension measurement and ±7.0 ° for flexion. Secondly, the radiographic method provides consistent results despite malpositioning of the upper limb during radiographic image acquisition and easily preventable sources of error were identified. The study finally found an association between the range of motion and various factors, including age, sex, BMI, and the arm and forearm circumferences. In conclusion, error associated with the use of the goniometer could be tolerated in a clinical setting, the instrument being both inexpensive and simple to use. However, its use is discouraged in the research context, where a measurement error of 10° is unacceptable. The radiographic method, being more precise and accurate, represents a much better alternative.