Résumé indisponible / Résumé indisponible

L'analyse musculo-squelettique est un outil de plus en plus utilisé dans les domaines d'application tels que l'ergonomie, la rééducation ou le sport. Cette analyse permet une estimation des efforts articulaires et des tensions musculaires mises en jeu au cours du mouvement. Les modèles et méthodes que cette analyse exploite conduisent à des résultats de plus en plus réalistes. Cela a pour conséquence de limiter les performances de ces logiciels : le temps de calcul augmente et il est nécessaire de mettre en place des protocoles ainsi que qu’un post-traitement des données long et complexe pour adapter les modèles au sujet. Enfin, de tels logiciels nécessitent une expertise importante des utilisateurs pour être pleinement opérationnels. Ces différents points limitent dans la plupart des cas l'utilisation de ces logiciels au domaine de la recherche.Dans l'objectif de démocratiser l'utilisation des analyses musculo-squelettiques, cette thèse propose des contributions permettant d’améliorer les performances de telles analyses en conservant un bon niveau de précision, ainsi que des contributions permettant une calibration spécifique au sujet des modèles facile à mettre en œuvre. Tout d'abord, dans un souci de maîtrise complète des outils de l’analyse du mouvement, cette thèse développe une approche globale sur l'ensemble des étapes qui la constitue : les étapes de cinématique, de dynamique et d'estimation des efforts musculaires. Pour chacune de ces étapes, des méthodes de résolution en temps rapide ont été proposées. Une méthode de résolution de la question de la répartition des efforts musculaires utilisant une base de données pré-calculée est notamment largement développée. De plus, un processus complet de calibration utilisant uniquement le matériel disponible dans une salle d'analyse de mouvement classique a été développé, où les données utilisées sont issues de capture de mouvement ainsi que de plateformes de force. / Musculoskeletal analysis becomes popular in applications fields such as ergonomics, rehabilitation or sports. This analysis enables an estimation of joint reaction forces and muscles tensions generated during motion. Models and methods used in such an analysis give more and more accurate results. As a consequence, performances of software are limited: computation time increases, and experimental protocols and associated post-process are long and tedious to define subject-specific models. Finally, such software need a high expertise level to be driven properly.In order to democratize the use of musculoskeletal analysis for a wide range of users, this thesis proposes contributions enabling better performances of such analyses and preserving accuracy, as well as contributions enabling an easy subject-specific model calibration. Firstly, in order to control the whole analysis process, the thesis is developed in a global approach of all the analysis steps: kinematics, dynamics and muscle forces estimation. For all of these steps, quick analysis methods have been proposed. Particularly, a quick muscle force sharing problem resolution method has been proposed, based on interpolated data. Moreover, a complete calibration process, based on classical motion analysis tools available in a biomechanical lab has been developed, based on motion capture and force platform data.

Ce travail de thèse porte sur l’analyse de la tenue mécanique d’un type particulier de prothèse dentaire, la prothèse transvissée sur quatre implants communément appelée «All-on-Four», destinée au traitement des patients totalement édentés. Il est nécessaire de tenter de mieux connaître les indications et la pérennité de ce type de prothèse, car elle a montré de nombreux cas de défaillances précoces. Dans un premier temps, le travail a porté sur l'élaboration d'un capteur occlusal quantifiant les forces fournies par le patient. Ce capteur, facile d'utilisation et peu onéreux, peut devenir un outil commun des cabinets dentaires et permettre au praticien de personnaliser le design de la prothèse et de détecter les patients à risques. Dans un deuxième temps, la recherche a porté sur l'étude proprement dite de la prothèse transvissée sur quatre implants. Le but est d’observer les conséquences d'une solution complète prothétique fixe sur les mouvements du corps mandibulaire lors des trois phases principales de la mastication que sont l'intercuspidie maximale, le bout à bout incisif et la latéralité travaillante. L’influence de plusieurs paramètres a été étudiée (matériaux de la prothèse, design de la prothèse, qualité de l’os mandibulaire, angulation des implants postérieurs). L’étude a été conduite, d’abord par voie numérique, grâce à un modèle par éléments finis paramétré, puis par voie expérimentale, par la création d'un banc test mécanique novateur qui tente de respecter au mieux la physiologie humaine. Il ressort que le biomimétisme est l'une des meilleures réponses mécaniques aux solutions prothétiques en odontologie : l'optimisation et la pérennité des soins doivent tenir compte des propriétés mécaniques des tissus naturels et respecter la physiologie du patient. A terme, l’étude vise à permettre d’optimiser le rôle de prescripteur du chirurgien-dentiste dans le choix de la solution prothétique. Cette démarche s’inscrit dans la dentisterie moderne et actuelle dénommée «e-dentisterie», dont le principe est d’automatiser le processus de création d’une solution prothétique individualisée pour chaque patient, depuis le cabinet du praticien dentaire jusqu’au centre d’usinage / This thesis deals with the analysis of the mechanical behavior of a particular dental prosthesis, named “All-on-Four”, specifically dedicated to totally edentulous patients. Because several complications have been reported, it is necessary to understand the precise behavior of these prostheses. Initially, a new device has been developed, in order to quantify the intensity of the occlusal forces developed by the patient during mastication. Because it is very simple to use and not expensive, this device could help the dental surgeon in choosing the prosthesis’ design and in identifying the high-risk patients. Then the research focused on the prosthesis itself. The aim was to understand how the fixed implant rehabilitation can interact with the mandibular bone deformation during the three main steps of mastication which are incisal clenching, maximum intercuspation and unilateral molar clench. The influence of several parameters was investigated, including the prosthesis’ materials, the prosthesis’ design, the quality of the mandibular bone, and the angulation of posterior implants. The study was conducted in two ways: the first one is numerical, with a complete finite element model of the rehabilitated mandible; the second was experimental and was performed thanks to an innovative test bench specifically developed in order to respect the mandibular physiology. The results showed that biomimetics is one of the best solutions for prosthodontics in dentistry: the optimization and reliability of dental cares have to take into account the mechanical properties of natural tissues and respect the physiology of the patient. In perspective, this study aims to help the dental surgeon in deciding which prosthetic solution should be prescribed to his patient. This approach comes within the scope of the modern dentistry named “e- dentistry”, which consists of designing an individual prosthetic device for each patient through a complete automated processing between the dental surgeon’s office and the fabrication laboratory

Cette thèse présente des observations GNSS dans l'Ouest et le Nord-Est Vénézuélien, et Trinidad utilisées pour contraindre la géodynamique de la zone d'étude et la cinématique des principales failles dans cette frontière des plaques. Je présente un travail intégral de conception, installations d'un réseau géodésique dans l'ouest du Venezuela et deux campagnes d'acquisition des données GNSS. Dans le Nord-Est Vénézuélien, une campagne d'acquisition des données a été réalisée avec la réoccupation des repères installés et mesurés depuis 2003. Lors du traitement des données, j'ai inclus l'ensemble des campagnes antérieures disponibles et les données des stations GNSS permanentes de la région. Les vitesses observées dans l'Ouest Vénézuélien correspondent bien avec le mouvement des plaques Caraïbes et Sud Amérique. Cependant, le lent taux de déplacement des failles principales et le court intervalle de temps entre les observations n'a pas permis d'obtenir un champ des vitesses avec suffisamment de précision. Au contraire, les observations épisodiques réalisées sur dix ans dans le Nord-Est du Venezuela ont permis contraindre la cinématique de la faille d'El Pilar (EPF). Dans cette région, nous avons étudié les effets de la variation des propriétés élastiques sur la faille et de part et d'autre de celle-ci. Le champ de vitesses asymétrique obtenu sur les deux côtés de la faille a été simulé avec cinq approches. Un premier modèle simple dans un demi-espace homogène montre une profondeur de blocage de 1,8 km. À l'aide d'un modèle hétérogène en considérant des contrastes entre les propriétés du matériel de part et d'autre de l'EPF, nous avons montré une profondeur de blocage de 3 km et un coefficient de rigidité de 0,37. Cette dernière valeur indique que le côté nord à l'EPF composé de roches ignées et métamorphiques présente une rigidité ~1,7 fois supérieure au côté sud composé de formations sédimentaires. À partir d'un modèle tridimensionnel élastostatique, la présence d'une zone de compliance a été suggérée. Cette zone proche de la faille caractérisée par une faible rigidité serait présente de la surface à 3 km de profondeur et présenterait une largeur de 1 à 5 km et une réduction de rigidité de 30%. La simulation des vélocités avec un modèle de distribution du glissement le long du plan de faille montre la présence de glissements asismiques dans toute la partie supérieure du segment Ouest tandis que la partie supérieure du segment Est se montre partialement bloquée, ce secteur partiellement bloqué correspondrait à la rupture en surface des séismes de 1797 et 1929. En se basant sur la combinaison des vélocités obtenues par comparaison GPS/GPS et triangulation/GPS nous avons étudié la cinématique des failles principales de Trinidad. Le champ de vitesses de part et d'autre de la faille de la cordillère centrale de Trinidad (CRF) indique une asymétrie du gradient de vitesse de part et d'autre de la faille. Le modèle simple de déformation interseismique montre une profondeur de blocage de 10 km et le modèle hétérogène asymétrique suggère une profondeur de blocage de 2,5 km avec un coefficient de rigidité de 0,20 %, qui suggère une rigidité trois fois supérieure du côté nord par rapport au côté sud. La simulation du glissement le long des failles de Trinidad montre un glissement asismique atteignant 12 mm/an le long de la partie supérieure de la CRF et de sa prolongation en mer la Warm Spring Fault. Ce comportement change vers le nord-est avec une diminution importante du creep le long de la partie supérieure de la faille. La prolongation de l'EPF se montre inactive à Trinidad. L'existence d'un creep important le long des failles d'El Pilar et de la faille de la cordillère centrale de Trinidad pourrait expliquer le bas niveau de sismicité instrumentale, historique et préhistorique de ces accidents qui localisent pourtant un coulissement de 20mm/an. L'existence de ce creep induirait une réduction de l'aléa sismique de moitié. / The Caribbean-South American plate boundary is described as a wide active transpresional zone. This dissertation presents GNSS observations in Western and Northeastern Venezuela, and Trinidad used to constrain the geodynamic of the region and the kinematic of the principal faults along this plate boundary. Here, a whole work of conception, installation of network and measurements with two campaigns of GNSS observations in Western Venezuela is presented. In the case of Northeastern Venezuela, a GNSS data acquisition campaign was carried out measuring pre-existing sites installed and occupied since 2003 by FUNVISIS and University of Savoie team. The data processing for these sites includes data from previous acquisition campaigns and permanent GNSS stations. In Western Venezuela, observed velocities correspond roughly with the motion of Caribbean and South American plates. Nonetheless, the slow rate of fault-slip of main faults and the short span between the data acquisition campaigns in Western Venezuela do not allow assess the velocity field with sufficient accuracy. In northeastern Venezuela, I focused on the effects of variable elastic properties of the El Pilar Fault (EPF) and surrounding medium on inferred slip rates and locking depths. The asymmetric velocity field on both sides of EPF have been evaluated with five approaches. In a first step, a simple elastic half-space model was applied showing a 1.8 km locking depth. Next, a model considering contrast of material properties across the EPF depicts out 3 km locking depth and a 0.37 asymmetric coefficient indicating that the igneous-metamorphic northern side has a rigidity ~1.7 times higher than the sedimentary southern side. From a three-dimensional elastostatic model, the presence of a near-fault low-rigidity compliant zone has been evaluated suggesting a zone in the upper 3 km in depth and going from 1 to 5 km width with a 30 per cent of rigidity reduction. The creep associated to the shallow locking depth was clearly shown with the slip distribution model and the displacement simulation method. The results show a widespread partially-creep pattern in the eastern upper segment, while the upper western segment exhibits a partially locked area which coincides with the rupture surface of 1797 and 1929 earthquakes. From the compilation of GNSS observations and triangulation-to-GPS comparison of previous studies, the kinematic of main faults in Trinidad has been studied. The velocity field across the Central Range Fault (CRF) points out an asymmetry of velocity gradient on both sides. The heterogeneous asymmetric model point out a 2.5 km locking depth with a 0.20 asymmetric coefficient indicating that the northern side has a rigidity ~3.3 times higher to the southern side. Similar approaches have been applied to the EPF extension in Trinidad. The creep in the upper part of CRF as response to the shallow locking depth was quantified using a slip distribution model. A creep of 12 mm/yr was calculated in the southwestern onshore portion of the CRF and the Warm Springs Fault, nevertheless, this behavior changes northeastward where the CRF show a significant decrease of slip in the upper part. The slip along the EPF prolongation appears locked along its upper and lower part in the onshore portion demonstrating that this segment section is not needed to simulate observed velocities and is inactive. Furthermore, the Los Bajos Fault is shown with a slip of 7 mm/yr in the segment upon which the EPF in Venezuela transfers its slip eastward and that act as a synthetic Riedel shears. The localized aseismic displacement pattern associated with creeping or partially creeping fault segments could explain the low level of historical seismicity in the Northeastern Venezuela and Trinidad. The EPF in Venezuela and the CRF accommodate between 50-60% of the plate boundary zone motion that point out a reduction of the seismic hazard almost by half

L'analyse morpho-fonctionnelle précise de l'épaule, notamment au niveau de l'articulation glénohumérale (GH), permettrait d'améliorer notre compréhension des dysfonctions de l'épaule associées aux ruptures de la coiffe des rotateurs. Cependant, des difficultés techniques compliquent l'analyse de la morphologie et du mouvement de l'épaule dans un contexte clinique. Dans le cadre de la présente thèse, une méthode d'analyse 3D des translations GH basée sur l'acquisition de séquences de radiographies biplanes sous EOS™ a été développée. Une étude pilote sur 10 sujets sains a d'abord permis de vérifier la facilité d'application d'un protocole d'acquisition des images et d'évaluer la répétabilité de l'identification des repères anatomiques de l'épaule sur les radiographies. La méthode proposée en dernier lieu permet, suite à l'acquisition de radiographies, de reconstruire un modèle personnalisé morpho-réaliste de la scapula et un modèle simplifié de l'humérus. Ces modèles sont ensuite recalés interactivement sur les images acquises à différentes positions du bras et utilisés pour décrire les translations GH à ces positions. La méthode a été validée en termes de précision et de répétabilité sur des images acquises d'épaules cadavériques et de patients ayant des ruptures de la coiffe des rotateurs. La dernière partie du travail présenté ici consiste à appliquer la méthode développée à 30 sujets (25 patients et 5 sujets sains) pour lesquels l'état de la coiffe des rotateurs et la fonction de l'épaule ont été évalués, puis à étudier les corrélations entre les translations GH et la fonction de l'épaule. / Precise morpho-functional analysis of the shoulder, including of the glenohumeral (GH) joint, would allow improving our understanding of shoulder dysfunction associated to rotator cuff tears. However, technical difficulties make analysis of shoulder morphology and motion difficult in a clinical setting. The work carried out during this thesis allowed developing a method for 3D analysis of GH translations relying on the acquisition of sequences of biplanar radiographs with the EOS™ system. A pilot study carried out on 10 healthy subjects allowed verifying the ease of application of an image acquisition protocol and evaluating the repeatability of shoulder landmark identification on the radiographs. The final proposed method allows, following the acquisition of radiographs, obtaining a personalized morphologically realistic reconstruction of the scapula and a simplified model of the humerus. These models are then interactively registered to the images acquired at different arm positions and used to describe GH translations for these positions. The proposed method was validated in terms of precision and repeatability on images acquired of cadaveric shoulders and of patients with rotator cuff tears. The last part of the work presented here consists in applying the developed method to 30 subjects (25 patients and 5 asymptomatic subjects) for whom rotator cuff condition and shoulder function were assessed, and to study correlations between GH translations and shoulder function.

Cette thèse porte sur la modélisation thermomécanique 3D en configuration de fraisage. Afin de déterminer, pour chaque orientation de la plaquette et à chaque position angulaire de l’outil, le torseur d’action complet (efforts et moments) trois grandes parties ont été développées dans ce manuscrit.En se basant sur les lignes de glissement dans les trois zones de coupe, un modèle de coupe orthogonale a été développé. Le rayon d’acuité est intégré dans la modélisation et les résultats du modèle sont sensibles à ce paramètre. Le modèle a été validé par une confrontation avec des essais de rabotage.Pour deux types de plaquette, à arêtes droite et ronde, l’étude cinématique le long de l’arête de coupe a menée à la détermination du torseur cinématique instantanée en chaque point. Cette partie a permis de définir une nouvelle composante de vitesse de coupe dépendante de la position angulaire de l’outil. L’inclinaison de l’arête génère une vitesse parallèle à l’arête de coupe (perpendiculaire au plan de coupe en configuration orthogonale) qui participe au comportement cinématique de la matière dans les zones de cisaillement primaire et secondaire.Une modélisation volumique 3D dans les deux zones de coupe primaire et secondaire a permis de définir la cartographie de déformation et de vitesse de déformation. Cette approche a été basée sur les données cinématiques et les conditions aux limites appropriées. Les gradients de contraintes et de vitesses trouvés sont à l’origine de l’apparition des moments de coupe. / This thesis is focused on 3D thermomechanical modeling in milling configuration. In order to determine, for each insert orientation and each tool angular position, the complete actions torsor (forces and moments) three parts have been developed in this work.Based on the slip lines in the three cutting areas, an orthogonal cutting model was developed. The tool edge radius is built in modeling and model results are sensitive to this parameter. The model was validated by comparison with experimental tests.For two types of insert, with straight and round edge, the kinematic study along the cutting edge allowed to determine the instantaneous kinematic torsor at each point. This part has defined a new cutting velocity component dependent of tool angular position. The inclination of the edge generates a parallel velocity to the cutting edge (perpendicular to the cutting plane in orthogonal configuration) that participates in the kinematic behavior of the material in the primary and secondary shear zones.A 3D solid modeling in the primary and secondary cutting zones helped to define the cartography of strain and strain rate. This approach was based on kinematic data and appropriate boundary conditions. The gradients of stresses and velocities are the source of the appearance of the cutting moments.

Le but de cette thèse était d'étudier, in vivo, la cinématique en 3D du genou lors de la marche sur des patients souffrant d'arthrose du genou et de quantifier l'apport de l'arthroplastie totale du genou (PTG) sur la restauration d'une cinématique normale. Trente patients et un groupe de contrôle composé de 12 participants du même âge ont été inclus dans la première étude. Sur ces 30 patients, nous avons obtenu des évaluations de suivi après l'arthroplastie totale du genou sur 20 patients, avec un délai moyen de 11 mois. L'analyse cinématique tridimensionnelle du genou a été réalisée en utilisant le système KneeKGTM. Cette analyse de la marche a révélé que la cinématique de genou avec arthrose médiale diffère de la cinématique du genou sain. Le groupe avec arthrose du genou montrait une stratégie de raidissement de la marche en présentant une réduction de mouvement non seulement dans le plan sagittal, mais aussi dans le plan axial. Après PTG, les patients avaient de meilleurs paramètres cliniques, spatio-temporels et cinématiques. Malgré les améliorations, la cinématique du genou lors de la marche dans le groupe PTG différaient de celle du groupe contrôle / Patients with knee osteoarthritis tend to modify spatial and temporal parameters during walking to reduce the pain. There are common gait features which are consistently shown to be significantly linked to osteoarthritis severity such as knee adduction moment, knee flexion angle, stiffness and walking speed. Total knee arthroplasty (TKA) is considered the gold standard treatment for end-stage knee osteoarthritis. Nearly a million of total knee prosthesis are implanted worldwide each year. However, reduced physical function of the knee is partly, but apparently not fully, remedied by surgery. The purpose of this thesis was to investigate the in vivo, three dimensional knee kinematics during gait at the patients with knee osteoarthritis and the influence of total knee arthroplasty on restoration of normal kinematics. Weight bearing kinematics in medial OA knees differ from normal knee kinematics. Knee OA group showed an altered “screw-home” mechanism by decreased excursion in sagittal and axial tibial rotation and a posterior translation of the tibia. Following TKA, patients had better clinical, spatiotemporal and kinametic parameters. They walked longer, faster and with a better range of motion. Despite improvements, the knee kinematics during gait in TKA group differed from healthy control group. They had a lower extension, lower range of axial rotation and an increased tibial posterior translation. Future research should be focused on comparing different designs of prosthesis pre- and post operatively in a longer follow-up delay

La rupture du ligament croisé antérieure (LCA) conduit à une instabilité et à des modifications biomécaniques du genou. Actuellement, les patients présentant une lésion du LCA bénéficient généralement une reconstruction du LCA. L'analyse cinématique quantitative est un outil important pour acquérir une compréhension approfondie de la fonction articulaire du genou normal et pathologique au cours de la locomotion humaine. Ce travail est axé sur l'évaluation in vivo de la cinématique du genou chez les patients avec rupture du LCA, avant et après la reconstruction du LCA au cours de toutes les phases de la marche, en utilisant un nouvel outil d'évaluation 3D, quasi-rigide, en temps réel (KneeKGTM). Dans la première étude, des modifications cinématiques significatives ont été identifiées dans les genoux avec une rupture du LCA. Ces changements cinématiques pourraient mener à des contacts fémoro-tibiaux anormaux du cartilage pendant les activités quotidiennes, représentant potentiellement un mécanisme biomécanique de l'usure des articulations après une lésion du LCA. Dans la seconde étude, l'analyse 3D in vivo du mouvement a révélé que les genoux avec LCA reconstruits améliorent significativement leur extension par rapport aux genoux avec LCA déficient, mais il y avait encore une différence par rapport au groupe témoin sain. Dans le plan axial, le tibia reste en position interne significative par rapport à un groupe témoin, tandis qu'il n'y avait pas de différences significatives en translation antéro-postérieur et dans le plan coronal. Ces changements cinématiques pourraient conduire à une charge anormale dans l'articulation du genou et initier le processus d'atteinte dégénérative cartilagineuse à venir. Toutefois, les données cinématiques post-opératoires ont été collectées 10 mois après la chirurgie, ainsi un suivi plus long serait nécessaire pour évaluer si ces changements cinématiques persistent dans le temps, et leurs effets sur l'articulation / Because of the role of the ACL in knee joint’s biomechanics, it is essential to quantify the kinematics of ACL deficient and ACL reconstructed knee. In-vitro models bare the handicap of limited muscle simulation, while static, one-dimensional testing cannot predict the behavior of these groups of patients under realistic loading conditions. Currently, the most widely accepted method for assessing joint movement patterns is gait analysis. Respectively, 3D motion analysis is necessary to provide high reliability movement analysis. The purpose of the study was in-vivo evaluation of the behavior of the anterior cruciate ligament deficient (ACLD) and anterior cruciate ligament reconstructed (ACLR) knees during walking, using 3D, real-time assessment tool. Significant alterations of joint kinematics in the ACLD knee were revealed in this study by manifesting a higher flexion gait strategy and excessive internal tibial rotation during walking that could result in a more rapid cartilage thinning throughout the knee. In the other hand, even though ACLR knees showed some improvements in sagittal plane compared to ACLD knees, in axial plane there still exists difference compared to healthy control knees. These kinematic changes could lead to abnormal loading in knee joint and initiate the process for future chondral degeneration. However, the post-operative kinematic data were collected 10 months after surgery, so a longer follow-up is needed to evaluate if these kinematic changes persist in time, and their effects in joint degeneration

Ce travail de thèse investigue la cinématique des doigts longs par deux approches différentes et complémentaires ainsi que la faisabilité de la fusion entre celles-ci. La première approche comporte le développement complet d’un protocole d’évaluation fonctionnelle tridimensionnelle des doigts. Des mouvements continus sont étudiés de manière in vivo et la cinématique des cinq doigts est visualisée simultanément. La seconde approche consiste en l’application d’une méthodologie in vitro de modélisation des doigts afin de créer un modèle anatomiquement fidèle permettant d’apprécier la cinématique tridimensionnelle ainsi que différents paramètres biomécaniques des muscles mobilisant les doigts longs. Les deux approches sont finalement comparées et la faisabilité de leur couplage étudiée en vue d’une fusion des données issues de ces deux méthodologies. Les méthodes développées dans ce travail sont également considérées dans le cadre d’une utilisation clinique. La première partie de ce travail présente la méthodologie complète d’un protocole novateur d’évaluation de la cinématique des doigts in vivo. Plusieurs mouvements analytiques et fonctionnels des doigts ont été analysés sur un échantillon de vingt sujets sains. Les mouvements analytiques ont tout d’abord permis d’étudier le comportement physiologique des doigts mais également de constater des spécificités fonctionnelles de chacun. Les mouvements fonctionnels ont ensuite permis d’analyser la biomécanique des doigts lors de mouvements plus complexes. Les synergies intra- et inter-doigts ont été étudiées et les spécificités des muscles mobilisant les doigts sont discutées. Enfin, une base de données de sujets sains a été créée pour permettre de futures études incluant des sujets souffrant de pathologies de l’appareil neuro-musculo-squelettique de la main. Les limites mises en évidence ainsi que le rôle des muscles décrit dans cette première partie justifient l’emploi de la modélisation dans la suite de ce travail.La deuxième partie de ce travail apporte une contribution à la modélisation musculo-squelettique des doigts longs. Une nouvelle méthodologie de création de référentiels pour les segments des doigts longs est présentée et confrontée à une méthodologie faisant standard (recommandations de l’International Society of Biomechanics). Par ailleurs, le modèle développé sur base de données tomodensitométriques a permis d’étudier plusieurs paramètres de la cinématique par positions discrètes des doigts longs. Le modèle est apparu satisfaisant concernant la cinématique articulaire. Une méthodologie originale de modélisation des muscles extrinsèques des doigts est également présentée. Les résultats de l’étude des excursions tendineuses et des bras de levier musculaires ont permis de conclure que le modèle est pertinent pour l’étude de la cinématique articulaire des doigts longs et des paramètres musculaires présentés dans certaines limites. Le modèle musculo-squelettique décrit constitue une base pour de multiples améliorations futures dont certaines sont abordées dans ce travail. Afin de rendre le modèle le plus proche de la réalité, les données des deux premières parties du travail sont envisagées dans le cadre d’une fusion de données. La dernière partie de ce travail s’intéresse à la faisabilité de la fusion entre la méthodologie d’évaluation fonctionnelle de la cinématique des doigts in vivo et la modélisation musculo-squelettique des doigts longs. De nombreux paramètres cinématiques ont été comparés et les limitations identifiées ont été investiguées, dont notamment les artéfacts liés aux déplacements des tissus mous sur les segments osseux. Par ailleurs, les perspectives d’utilisation de ces deux méthodologies dans un environnement clinique sont également abordées. Dans sa globalité, ce travail apporte une contribution à la connaissance de la cinématique des doigts longs par deux approches différentes ainsi que par l’étude de la faisabilité de la fusion entre celles-ci. Les méthodologies présentées offrent de multiples possibilités. Les limitations inhérentes aux méthodologies employées dans ce travail sont étudiées et discutées. De multiples pistes de réflexion et d’études futures sont également présentées sur base des travaux décrits. La fusion des données abordée pourra dans les travaux futurs permettre de développer des outils pour l’analyse fonctionnelle des doigts dans des applications en recherche fondamentale ou en routine clinique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail de thèse porte sur des études de la cinématique 3D de la colonne cervicale in vivo chez des sujets asymptomatiques (N=30); il se divise en quatre parties. La colonne cervicale de tous les sujets est reconstruite en 3D à partir des images de tomodensitométrie dans différentes positions :position neutre, rotation axiale gauche et droite et lors du positionnement pré-manipulatif de la tête.<p>La première partie de ce travail a comme objectif fondamental de déterminer la cinématique 3D inter-segmentaire de la colonne cervicale, lors de la rotation axiale maximale de la tête. Les valeurs déterminées pour tous les paramètres cinématiques 3D vont nous servir comme base de données de référence.<p>Dans la deuxième partie, nous souhaitons contribuer à une meilleure compréhension du rôle des ligaments alaires lors de la rotation axiale. Pour cela, nous avons déterminé la cinématique 3D de l’os occipital par rapport à l’axis. Même s’il est inhabituel d’ignorer l’atlas, il nous a semblé plus juste de considérer les segments osseux qui livrent les principales insertions des ligaments alaires. La biomécanique de ces ligaments dépend des mouvements de l’os occipital par rapport à l’axis.<p>La troisième partie est orientée vers l’objectif principal de la thèse qui vise à déterminer les amplitudes articulaires inter-segmentaires lors de la position pré-manipulative de la colonne cervicale. Cette étude va nous permettre de comparer les amplitudes atteintes lors de la mise en position pré-manipulative avec celles des mouvements physiologiques.<p>La dernière partie a pour objectif principal de déterminer la longueur du trajet de l’artère vertébrale en position neutre, et ensuite de comparer la variation de longueur du trajet de l’artère vertébrale entre la position en rotation axiale maximale de la tête d’une part, et la position pré-manipulative d’autre part, donc lors de l’application d’une technique manipulative à composantes multiples telle qu’utilisée régulièrement en ostéopathie.<p>En comparant la position pré-manipulative à la rotation physiologique, les résultats les plus importants de ce travail sont :(1) les amplitudes segmentaires sont inférieures pour la position pré-manipulative et (2) l’artère vertébrale est moins allongée lors de cette mise en position que lors de la rotation physiologique. Ces deux faits, jusque-là inédits, sont importants en clinique ostéopathique courante et montrent l’importance d’un choix judicieux de la technique manipulative et de son exécution.<p> / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished