La stabilisation de la tête sur le tronc en position assise représente une activité posturale effectuée quotidiennement. La posture assise est particulièrement importante puisqu'elle est conservée même chez les patients souffrant de désordres neurologiques les empêchant de marcher. Ainsi, que l'on travaille devant un poste informatique ou que l'on conduise un véhicule automobile, de nombreux mécanismes de contrôle posturaux sous-tendent cette stabilisation de façon à stabiliser notre référentiel visuel pour accomplir une tâche donnée. Ces mécanismes posturaux de contrôle de la tête sur le tronc dépendent d'une interaction complexe entre différentes informations sensorielles. Un modèle intéressant permettant d'élucider les mécanismes de la stabilisation de la tête sur le tronc est l'accident automobile. Pendant un tel événement, une perturbation linéaire est appliquée brusquement au tronc, perturbant la position de la tête sur le tronc. Les études présentées dans cette thèse traitent principalement des réponses posturales céphaliques et nucales observées chez l'humain suite à une perturbation linéaire appliquée au tronc. Les objectifs spécifiques de cette thèse sont de vérifier : 1. L'implication possible des réflexes cervicocolique et vestibulocolique et d'une réponse cognitive dans l'élaboration des commandes motrices nucales lors d'une perturbation linéaire assise. 2- L'adaptabilité des réponses posturales cervicales en fonction du contexte environnemental. 3- Le rôle de l'appareil vestibulaire dans l'élaboration de réponses posturales nucales adaptées au contexte environnemental en modifiant les afférences vestibulaires à l'aide d'un léger courant galvanique. 4- La possibilité de modéliser l'angulation des vertèbres cervicales à l'aide de marqueurs cutanés. De façon générale, les résultats des études présentées dans cette thèse permettent de mieux comprendre l'implication relative des différents afférents sensoriels et d'une réponse cognitive dans l'élaboration des commandes motrices nucales. Plus spécifiquement, il apparaît que les afférents nucaux soient importants dans le déclenchement des réponses posturales alors que les afférents vestibulaires semblent jouer un rôle principalement lors des ajustements posturaux en pro-action. De plus, il semble qu'une réponse cognitive puisse modifier les réponses posturales suite à une accélération linéaire. Les résultats présentés dans cette thèse montrent qu'en diminuant l'incertitude entourant le contexte environnemental de la perturbation, il est possible de modifier les réponses posturales. Ainsi, lorsque nous connaîtrons le type réponse posturale permettant de protéger les structures cervicales, il sera permis d'envisager le développement d'aides technologiques qui permettraient au sujet de produire une réponse posturale efficace et sécuritaire lors d'un accident automobile. Finalement, les résultats de la dernière étude de cette thèse montrent qu'il est possible de modéliser l'angulation des vertèbres cervicales à l'aide de marqueurs externes. De futurs modèles permettront peut-être d'étudier de façon non invasive les mouvements segmentaires cervicaux lors d'une perturbation appliquée au tronc en posture assise.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’exploitation de données radiographiques, en particulier pour la reconstruction 3D du rachis de patients scoliotiques, est un prérequis à la modélisation personnalisée. Les méthodes actuelles, bien qu’assez robustes pour la routine clinique, reposent sur des ajustements manuels fastidieux. Dans ce contexte, ce travail de thèse vise à la détection automatisée de points anatomiques spécifiques des vertèbres, permettant ainsi des ajustements automatisés. Nous avons développé premièrement une méthode originale de localisation de coins de vertèbres cervicales et lombaires sur les radiographies sagittales. L’évaluation rigoureuse de cette méthode suggère sa robustesse et sa précision. Nous avons ensuite développé un algorithme pour le problème pertinent cliniquement de localisation des pédicules sur les radiographies coronales. Cet algorithme se compare favorablement aux méthodes similaires dans la littérature, qui nécessitent une saisie manuelle. Enfin, nous avons soulevé les problèmes, relativement peu étudiés, de détection, identification et segmentation des apophyses épineuses du rachis cervical dans les radiographies sagittales. Toutes les tâches mentionnées ont été réalisées grâce à une combinaison originale de descripteurs visuels et une classification multi-classe par Random Forest, menant à une nouvelle et puissante approche de localisation et de segmentation. Les méthodes proposées dans cette thèse suggèrent un grand potentiel pour être intégré à la reconstruction 3D du rachis, utilisée quotidiennement en routine clinique. / Exploitation of spine radiographs, in particular for 3D spine shape reconstruction of scoliotic patients, is a prerequisite for personalized modelling. Current methods, even though robust enough to be used in clinical routine, still rely on tedious manual adjustments. In this context, this PhD thesis aims toward automated detection of specific vertebrae landmarks in spine radiographs, enabling automated adjustments. In the first part, we developed an original Random Forest based framework for vertebrae corner localization that was applied on sagittal radiographs of both cervical and lumbar spine regions. A rigorous evaluation of the method confirms robustness and high accuracy of the proposed method. In the second part, we developed an algorithm for the clinically-important task of pedicle localization in the thoracolumbar region on frontal radiographs. The proposed algorithm compares favourably to similar methods from the literature while relying on less manual supervision. The last part of this PhD tackled the scarcely-studied task of joint detection, identification and segmentation of spinous processes of cervical vertebrae in sagittal radiographs, with again high precision performance. All three algorithmic solutions were designed around a generic framework exploiting dedicated visual feature descriptors and multi-class Random Forest classifiers, proposing a novel solution with computational and manual supervision burdens aiming for translation into clinical use. Overall, the presented frameworks suggest a great potential of being integrated in current spine 3D reconstruction frameworks that are used in daily clinical routine.

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

Les effets des agents anti-ostéoporotiques sur le tissu osseux sont évalués au niveau de la crête iliaque (CI) mais les réponses aux traitements peuvent varier selon le site osseux. Le but de cette étude était de comprarer les effets de l’acide zolérodronique (ZOL) et du tériparatide (TPTD) au niveau de la crête iliaque et de la vertèbre lombaire L1 (VL1) chez la brebis âgée. Le ZOL a induit une forte diminution du remodelage osseux et une augmentation des microendommagements au niveau des deux sites et une modification des crosslinks du collagène surtout au niveau de l’os cortical de la CI. Trois mois de TPTD ont augmenté le remodelage osseux uniquement au niveau de la VL1. En conclusion, les délais et les amplitudes de réponses au ZOL ou au TPTD diffèrent entre la CI et la VL1 chez la brebis. Ces résultats montrent l’importance de prendre en compte le site osseux pour évaluer les effets des agents anti-ostéoporotiques / The effects of anti-osteoporotic agents on bone tissue are evaluated on iliac crest (IC) but the answers to treatments may vary according to the skeletal site. The purpose of this study was to compare the effect of zoledronic acid (ZOL) and teriparatide (TPTD) on IC and lumbar vertebrae (LV1) in ewes. ZOL has induced a high decrease of bone remodeling, an increase in microdamages in both sites and a modification of collagen crosslinks mainly in cortical bone of IC. Three months of TPTD has increased the bone remodeling only in LV1. In conclusion, the delays and the magnitudes of responses to ZOL or to TPTD differ between IC and LV1 in ewes. These results show that the distinction of bone sites to study the early effects of antiosteoporotic therapies appears meaningful

Cette étude évaluait l'efficacité de la biorétroaction thermique, assistée de relaxation, avec 10 patients, 5 femmes et 5 hommes, souffrant de douleur lombaire chronique. En outre, le rôle de la perception d'efficacité personnelle lors d'un tel traitement a été étudié. Tous les patients ont reçu 12 sessions de biorétroaction. Quatre paramètres psychologiques ont été mesurés quotidiennement durant toute la période d'expérimentation (15 semaines), soit: la douleur, le niveau d'activité, la perception d'efficacité personnelle ainsi que l'humeur. Les données descriptives tendent à indiquer l'effet positif de l'intervention sur chacun des paramètres de même que le rôle médiateur de la perception d'efficacité personnelle sur les autres variables. Cependant, dû au petit échantillon et au nombre de variables étudiées, aucun des résultats observés n'est significatif, à un seuil alpha de .05. L'intérêt d'un tel traitement de même que l'importance de la perception d'efficacité personnelle sont discutés.

Meiolania platyceps is the stratigraphically youngest, and osteologically best-known members of the enigmatic Paleogene-Holocene testudinatan clade Meiolaniidae. This study generated digital reconstructions of intervertebral mobility using the complete cervical series of M. platyceps as a functional model for inferring feeding habits in giant meiolaniid taxa. A combined photogrammetric and CT data approach was used to compile surface meshes for each individual vertebra, which were then scaled, articulated, and animated to visualise maximal movement through segments radiating from the dorsoventral and mediolateral planes. The results show that M. platyceps was incapable of any kind of neck retraction, which is not surprising given the massive skull and prong-like squamosal horns. In addition, impeded dorsal flexibility via the vertebral processes and projecting anterior margin of the carapace suggests that browsing would have been difficult. Indeed, the neck of M. platyceps was best capable of downward mobility allowing the skull to tilt forward. This presumably brought the muzzle into a grazing position and allowed the animal to feed upon low growing herbaceous vegetation, ferns and palm fruits. Because of the insularity and the skull configuration of this aberrant turtle, an intraspecific combat behaviour has also been suggested in the reconstruction of the lifestyle of M. platyceps. / Meiolania platyceps, en stor behornad sköldpadda som levde under Pleistocen, är en av de yngsta och osteologiskt mest välkända medlemmarna av den enigmatiska Paleogen-Holocena gruppen av testudinata sköldpaddor, dit familjen Meiolaniidae hör. Genom att digitalt rekonstruera exemplarets kompletta nacke, inklusive samtliga halsryggens kotor, kunde artens matvanor såväl som dess potentiella stridsbeteende mellan individer inom arten beskrivas. De individuella kotorna fogades samman genom att kombinera fotogrammetri med CT-data, och efter att ha justerat deras respektive storlekar samt artikulerat dem kunde kotornas maximala rörelsevidd animeras såväl dorsoventralt som mediolateralt. Den mjukvaran som användes för detta var framförallt 3D Studio Max, dock i mindre utsträckning även Agisoft Photoscan Geomagic. Resultatet från de 3D-modeller som genererats i denna undersökning stöder hypotesen att M. platyceps saknade förmågan att dra in dess huvud och hals i skalet, vilket inte är helt överraskande med tanke på dess massiva skalle och utstickande squamosala horn. Skillnaden i hur nacken böjs ventralt jämfört med dorsalt tyder dock på att denna sköldpaddas betningstekniker varit desto mer utvecklade, särskilt eftersom vegetationen under denna tid bestod till största delen av palmer. Skallens position och konfiguration hos detta märkliga djur ger ytterligare information om artens beteende, och det verkar som att intraspecifika slagsmål kan ha förekommit hos M. platyceps. / Meiolania platyceps est l’un des derniers et mieux connus membre de l’énigmatique clade des Meiolaniidae de la période du Paléogène-Holocène. Notre étude fut de générer des reconstructions digitales de la mobilité intervertébrale en utilisant la série complète de cervicales de M. platyceps en tant que modèle fonctionnel afin d’inférer le comportement alimentaires du taxon des meiolanides. Une combinaison de données photogrammétriques et de scannes fut utilisée afin de compiler des surfaces en 3D pour chaque vertèbre, mises à l’échelle, articulées et animées afin de visualiser les mouvements optimaux selon les plans dorsoventral et mediolateral. Les résultats montrent nettement que M. platyceps était incapable de rétracter son cou, ce qui n’est pas surprenant considérant sa tête massive et ses impressionnantes cornes. Qui plus est, la flexibilité dorsale, entravée par les apophyses vertébrales et la marge antérieure de la carapace, suggère que le « browsing » aurait été difficile. En effet, le cou de M. platyceps était mieux à même d’une mobilité ventrale permettant au crâne de basculer vers l'avant. Ce qui aurait entraîné le museau dans une position de « grazing » et aurait permis à l’animal de se nourrir de végétation herbacée, de fougères et de fruits de palmiers. En raison de l'insularité et de la configuration du crâne de cette tortue aberrante, un comportement de combat intraspécifique a également été suggéré dans la reconstruction de la vie de M. platyceps.