Quantification des efforts intervertébraux et articulaires en temps-réel au cours de la marche des enfants atteints de scoliose idiopathique

La marche est une activité quotidienne et est le moyen de déplacement le plus simple pour l'être humain. Une pathologie musculosquelettique telle que la scoliose idiopathique (SI) peut avoir des répercussions importantes sur la qualité de vie des personnes affectées. Plusieurs études ont montré que le patron de marche chez les patients scoliotiques peut différer d'un patron de marche normal. Plus spécifiquement, l'asymétrie au niveau du rachis peut causer une réduction de l'amplitude de mouvement du bassin et des membres inférieurs et une dépense énergétique plus élevée. La correction du patron de marche chez ces patients est donc cruciale et peut avoir des répercussions positives sur leur qualité de vie. L'objectif de ce projet est de développer un outil qui calcule les efforts internes au niveau des articulations des membres inférieurs et tout au long de la colonne vertébrale en temps-réel. Cet outil permettra de faciliter les traitements de réadaptation de la marche des patients scoliotiques en quantifiant l'asymétrie au niveau du tronc grâce aux efforts articulaires. Pour ce faire, le corps humain a été modélisé comme un système dynamique multicorps tridimensionnel. Des capteurs de position ont été placés sur chaque vertèbre et sur des marqueurs anatomiques des membres inférieurs. Les efforts intervertébraux et articulaires ont été obtenus grâce à des processus de cinématique inverse et de dynamique inverse à l'aide du logiciel de modélisation dynamique Robotran. L'outil développé a été testé par le biais d'une analyse de cas comparant les données d'un sujet scoliotique et d'un sujet sain. Les résultats présentés dans ce mémoire montrent que les efforts intervertébraux médio-latéraux et antéro-postérieurs peuvent être des indicateurs d'asymétrie de la colonne vertébrale puisqu'ils sont plus élevés chez le sujet scoliotique. Le couple et la force médio-latéraux moyens de la colonne vertébrale sont respectivement 200% et 114% plus élevés chez le sujet scoliotique. Les mêmes efforts antéro-postérieurs sont 100% et 50% plus élevés. De plus, les résultats montrent que les efforts sont distribués de manière uniforme tout au long de la colonne vertébrale et que l'on n'observe pas des efforts plus élevés autour de l'apex ou au niveau d'un autre point critique de la colonne vertébrale.