Modélisation mécanique du rachis humain en mouvement obtenue par le traitement de radiographies tridimensionnelles et de signaux externes

par Florence Labesse-Jied

Thèse de doctorat en Sciences. Mécanique

Sous la direction de Joannes Dimnet.

Soutenue en 1996

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Joannes Dimnet.


  • Résumé

    La colonne vertebrale en mouvement peut etre etudiee soit par l'intermediaire de radiographies, soit en utilisant des marqueurs reflechissants fixes sur la peau du sujet. Les equipes exploitant ce type de signal assimilent directement les deplacements des marqueurs externes aux mouvements internes osseux. Dans ce memoire, nous abordons le probleme de facon inverse. L'objectif est de proposer une fonction de transfert correctrice des donnees externes pour acceder aux mouvements de la colonne vertebrale en trois dimensions. Le mouvement retenu est un changement de posture debout-assis realisable aussi bien par des sujets sains que par des sujets pathologiques et correspondant a une tache de la vie courante. Dans un premier temps, une analyse stereoradiographique tridimensionnelle du sujet equipe de marqueurs externes radioopaques dans chacune des positions extremes debout et assis permet de connaitre la geometrie de la colonne vertebrale pour ces deux postures. Une analyse des mobilites articulaires intervertebrales met en evidence une succession de segments rigides (regroupant des vertebres successives de mobilite reduite) articules entre eux par des zones de forte mobilite. Pour proposer une modelisation simplifiee realiste, un mecanisme a six degres de liberte est insere entre deux segments rigides. Les trajectoires spatiales des marqueurs externes fixes aux memes emplacements que les marqueurs radioopaques sont reconstruites tout au long du mouvement continu de facon non-invasive par le systeme optoelectronique: motion analysis system. L'emplacement des marqueurs externes en regard du segment rigide interne est optimise suivant trois criteres: les deplacements des marqueurs par rapport aux vertebres constitutives du segment sont minimises ainsi que leurs glissements par rapport au segment rigide interne. Le critere de solidification est applique a ces donnees pour selectionner parmi n marqueurs les trois representant le triangle le moins deforme au cours du temps. Les trajectoires continues spatiales des triangles sont exploitees pour calculer la cinematique du modele externe. A chaque niveau du modele, les mouvements parasites des masses musculaires et graisseuses interposees entre la peau et la structure osseuse sont quantifies. Ceci constitue les bases d'un modele tridimensionnel de correction de la cinematique articulaire externe dans le but de restituer les valeurs de la cinematique interne

  • Titre traduit

    Mechanical model of the moving human spine using three-dimensional x-rays and external data


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Informations

  • Détails : 1 vol. (I-183 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 160-168

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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