Réponse de l'épaule humaine à des impacts latéraux et obliques : analyse tridimensionnelle du mouvement et définition d'un critère de lésions

par Sabine Compigne

Thèse de doctorat en Biomécanique

Sous la direction de Jean-Pierre Verriest et de Michel Brunet.

Soutenue en 2005

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    L’objectif de ce travail a été de déterminer la réponse mécanique de l’épaule ainsi que sa limite de tolérance en cas de choc latéral. Sept sujets d’anatomie ont été soumis à des impacts infra-lésionnels et lésionnels au niveau de leur articulation glenohumérale droite et gauche respectivement. Les impacts ont été délivrés à l’aide d’un impacteur horizontal de masse 23. 4 kg et de forme rectangulaire (150  80 mm²). Les essais à une vitesse de 1. 5 m. S-1 (épaule droite) ont été réalisés selon trois directions d‘impact (-15°, 0°, +15°) et les essais entre 3 à 6 m. S-1 (épaule gauche) à 0°. Le mouvement des points anatomiques des os de l’épaule et du thorax a été reconstruit dans l’espace par l’intermédiaire de marqueurs réfléchissants fixés sur les os. Les accélérations des os de l’épaule ont également été enregistrées. A la fin des essais, l’inventaire des lésions a été établi par radiographie et autopsie. Les essais obliques ont montré des variations de réponse de l’épaule selon la direction d’impact. A 4 m. S-1, un effort d’impact de l’ordre de 1. 7 kN est atteint et une déflexion bi-acromiale de 40 à 60 mm est observée respectivement pour les essais infra-lésionnels et lésionnels. La fracture de clavicule est la plus fréquente des fractures créées lors des essais. Elle peut être aisément prédite par la mesure de la déflexion acromion-sternum. Ce travail a notamment permis le développement de corridors de réponse de l’épaule pour différentes vitesses. Ces derniers pourront être utilisés pour la validation des mannequins de choc et des modèles numériques.

  • Titre traduit

    = Response of the human shoulder to lateral impact : tridimensional analysis of the movement and definition of injury criteria


  • Résumé

    The objective of this work was to collect data to establish reference biomechanical corridors and to define shoulder tolerance in the case of a side impact. Post Mortem Human Subject tests were conducted to investigate the response of the human shoulder submitted to a non-injurious or an injurious lateral impact. Due to the shoulder structure and its ability to move in different planes, a three dimensional analysis of its kinematics during the impact was performed. Seven Post Mortem Human Subjects were submitted to different low velocity non-injurious impacts (v=1. 5 m. S-1) to the right shoulder at three different angles in the horizontal plane (-15°, 0°, +15°). Then, the left shoulder was submitted to a purely lateral high velocity impact (v=3 to 6 m. S-1). The load was delivered by a 23. 4 kg impactor fitted with a rigid 150  80 mm² rectangular impacting plate. Shoulder and thoracic bony structures were instrumented with tri-axial accelerometers and photographic markers tracked by seven high speed cameras. X-ray pictures and autopsies were performed to identify injuries. Slight modifications in the shoulder responses were observed depending on the impact directions. At 4 m. S-1, an average of 1. 7 kN impact force was reached along with a acromion-to-acromion deflection of 40 to 60 mm, respectively for non-injurious and injurious cases. The clavicle fracture found the most often during the tests, could be easily predicted by the acromion-to-sternum deflection measure. Different response corridors have been developed for different impact velocities. These corridors are be usefull in the development of more biofidelic dummies and numerical models.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 208-216

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3188)
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