Contributions algorithmiques à l'analyse musculo-squelettique ˸ modèles et méthodes

Algorithmic contributions to musculoskeletal analysis ˸ models and methods

• Auteur / Autrice : Claire Livet
• Direction : Georges Dumont, Charles Pontonnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Productique et Robotique
• Date : Soutenance le 08/07/2022
• Etablissement(s) : Rennes, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Université de Rennes - École normale supérieure - Rennes - Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires - Analysis-Synthesis Approach for Virtual Human Simulation
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yannick Aoustin, Laetitia Fradet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Floren Colloud, Sonia Duprey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes (mécanique)

Biomécanique

Mots clés libres

Biomécanique

Contraintes

Cinématique

Efforts musculaires

Temps de calcul

Biomechanics

Constraints

Kinematics

Muscle forces

Computation time

Résumé

Dans un cadre de rééducation clinique, on peut chercher à établir la sévérité d'une pathologie locomotrice d'un patient. Cela nécessite d'utiliser des outils permettant d'évaluer des variables biomécaniques avec un retour rapide au clinicien. On peut utiliser pour cela l'analyse biomécanique du mouvement, qui s'appuie sur l'utilisation de modèles et de méthodes pour évaluer ces variables biomécaniques. Afin de poser un diagnostic pertinent, il est important d'utiliser un modèle du patient anatomiquement réaliste. Il faut alors pouvoir fournir au clinicien un retour en temps réel sur les performances du patient en utilisant un modèle soumis à des contraintes géométriques.Cette thèse propose différentes contributions algorithmiques pour réduire de le temps de calcul des étapes de l'analyse musculo-squelettique tout en prenant en compte des contraintes géométriques présentes dans le corps humain, à la fois pour l'évaluation des variables cinématiques mais aussi musculaires. Elle s'intéresse aussi à la réduction du temps de calcul pour la génération de modèles de chemins musculaires.

In a clinical rehabilitation context, one can try to establish the severity of a locomotor pathology of a patient. This requires the use of tools allowing the evaluation of biomechanical variables with a quick feedback to the clinician. This can be done using biomechanical movement analysis, which relies on the use of models and methods to assess these biomechanical variables. In order to make a relevant diagnosis, it is important to use an anatomically realistic model of the patient. It is then necessary to provide the clinician with real-time feedback on the patient's performance using a geometrically constrained model.This thesis proposes different algorithmic contributions to reduce the computation time of the musculoskeletal analysis steps while taking into account geometric constraints present in the human body, both for the evaluation of kinematic and muscular variables. It is also interested in reducing the computation time for the generation of muscle path models.