Élastographie ultrasonore et localisation des zones de tension dans les muscles du bras

Au cours des deux dernières décennies, on a mis en évidence, soit par des études anatomiques ou physiologiques, la présence de compartiments fonctionnels regroupant des fibres musculaires à l'intérieur d'un muscle donné. On pense qu'une telle organisation neuromusculaire, qui se retrouve tant chez l'animal que chez l'homme, servirait à assurer un contrôle plus fin et précis d'une articulation et à optimiser la force qu'elle peut exercer. Il serait intéressant de pouvoir cartographier anatomiquement ces compartiments chez un sujet, d'une part pour mieux saisir la complexité des mécanismes de production des mouvements humains et d'autre part pour pouvoir appliquer cette connaissance à l'interprétation des signaux électromyographiques associés. Dans la mesure où il serait possible d'activer volontairement chacun de ces compartiments, une personne ayant subi une amputation plus ou moins sévère du bras pourrait alors parvenir à apprendre à contrôler plus finement une prothèse commandée par les signaux de ses muscles. Pour tenter de localiser les compartiments du biceps et du triceps brachii mis sous tension lors de diverses contractions, on a utilisé l'élastographie ultrasonore, une méthode d'imagerie non invasive qui permet de caractériser les propriétés mécaniques des tissus mous, en particulier leur rigidité. Pour les muscles, il a été démontré que plus le niveau de contraction est élevé, plus le muscle est rigide, plus les images d'élastographie diffèrent de celles obtenues au repos. En élastographie, on perturbe mécaniquement le milieu à analyser, et on analyse les différences entre les images avant et après cette perturbation. Les méthodes de calcul pour estimer les différences entre les signaux pré- et post-perturbation qui sont utilisées ici sont principalement le flux optique et l'intercorrélation. Les calculs sont d'abord validés sur des images de synthèse, puis sur des images ultrasonores acquises sur des fantômes et enfin sur des images acquises sur un biceps humain en contraction. Ce travail constitue une première étape d'une démarche qui, à plus long terme, vise à mieux contrôler une prothèse myoélectrique du membre supérieur dotée de plusieurs degrés de liberté.