Modélisation personnalisée de la scapula en position fonctionnelle pour l’aide au diagnostic et au traitement

Personalized modeling of the scapula in functional position to aid diagnosis and treatment".

• Auteur / Autrice : Sandrine Bousigues
• Direction : Wafa Skalli, Nicola Hagemeister, Laurent Gajny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique (AM)
• Date : Soutenance le 13/11/2023
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak (Paris ; 2013-....) - Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak (Paris ; 2013-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Burdin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Wafa Skalli, Nicola Hagemeister, Laurent Gajny, Yoann Lafon-Jalby, Franck Dujardin, Sonia Duprey, Xavier Ohl
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yoann Lafon-Jalby, Franck Dujardin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomécanique

Radiographie

Thorax

Dissertation universitaire

Scapula

Mots clés libres

Scapula

Scapulothoracique

Radiographie biplane

Scapula

Scapulothoracique

Biplanar radiography

Résumé

Les douleurs et perte de mobilité de l’épaule peuvent devenir handicapantes pour les personnes affectées. Ces troubles peuvent survenir dans un contexte traumatique, de maladie du travail, mais également du fait du vieillissement des individus. De nombreuses études documentent les altérations de l’alignement postural avec le vieillissement, mais peu d’études investiguent les liens entre ces altérations et les troubles d’épaules. L’effet du vieillissement sur la position et orientation des épaules est également peu étudié. On peut donc se demander s’il est pertinent de les prendre en compte dans un traitement. Cette thèse propose une méthode de modélisation 3D en position fonctionnelle de la scapula à partir de radiographies biplanes, en s’appuyant sur les travaux de thèses précédentes menées par P.Y. Lagacé, X. Ohl et C. Zhang. Cette méthode a été évaluée en justesse (avec une erreur point-surface <3 mm) et en reproductibilité. Cependant, la méthode proposée ainsi que les précédentes nécessitent la prise d’une paire de radiographies biplanes spécifiques avec une position d’acquisition différente de celle utilisée pour étudier l’alignement postural (permettant une reconstruction 3D du rachis et de la cage thoracique). On ne peut donc pas étudier sur la même paire d’image des paramètres liés à l’épaule et à l’alignement postural. Pour résoudre ce deuxième problème, une solution de recalage de la méthode a été proposée et évaluée (avec une reproductibilité < 5° et une justesse < 5°) pour mettre en relation cette modélisation 3D de la scapula avec une modélisation 3D du rachis et de la cage thoracique. Enfin, des volontaires asymptomatiques ont été recrutés afin d’appliquer ces méthodes et proposer des premiers résultats exploratoires sur le lien entre équilibre postural et la pose/orientation de la scapula.

Shoulder pain and loss of mobility can become disabling for those affected. These disorders can occur in the context of trauma, work-related illness, or as a result of aging. Many studies document alterations in postural alignment with aging, but few investigate the links between these alterations and shoulder disorders. The effect of aging on shoulder position and orientation is also poorly studied. This raises the question of whether it is relevant to take them into account in treatment. This thesis proposes a method for 3D modeling of the functional position of the scapula using biplane radiographs, building on previous thesis work by P.Y. Lagacé, X. Ohl and C. Zhang. This method was evaluated for accuracy (with a point-surface error <3 mm) and reproducibility. However, both the proposed and previous methods require a pair of specific biplane radiographs to be taken, with a different acquisition position from that used to study postural alignment (enabling 3D reconstruction of the spine and ribcage). It is therefore not possible to study shoulder and postural alignment parameters on the same pair of images. To solve this second problem, a solution was proposed to realign the method (with reproducibility < 5° and accuracy < 5°) in order to link this 3D modeling of the scapula with 3D modeling of the spine and ribcage. Finally, asymptomatic volunteers were recruited to apply these methods and propose initial results.