Développer un modèle cinématique de mobilisation précoce pour les blessés médullaires

Résumé

Les lésions médullaires sont parmi les événements les plus catastrophiques qu'un individu puisse subir, entraînant une perte majeure de fonctions motrices et sensorielles. Après une telle lésion, la mobilisation précoce est cruciale pour récupérer les fonctions perdues, et il est essentiel qu’elle soit initiée le plus tôt possible, soit dans les 48 heures suivant l'intervention chirurgicale de la colonne vertébrale. L'initiative de mobilisation dans ce délai critique est uniquement pratiquée à l'hôpital du Sacré-Coeur de Montréal, où les patients bénéficient d'une mobilisation par ergomètre cyclique passif. Les séances actuelles se concentrent sur la sécurité des patients, la surveillance de leurs signes vitaux et leur confort pendant l'exercice. Pour aller au-delà de cette approche et explorer la possibilité d'adapter individuellement les séances pour optimiser la récupération à long terme, une étude approfondie a été entreprise. Cette étude a utilisé le modèle FullBody d’OpenSim pour estimer la biomécanique des membres inférieurs des patients médullaires. Le modèle a été ajusté aux dimensions morphologiques des patients afin de reproduire le plus fidèlement possible des mouvements réels. La mise à l'échelle manuelle s'est avérée hautement efficace pour adapter précisément le modèle FullBody à une gamme variée de tailles de segments corporels. De plus, la capacité du modèle à reproduire des poses statiques et des mouvements des jambes a été confirmée comme étant très précise. Sur les 14 séances de vélo prévues par patient, 6 ont nécessité un équipement comprenant des marqueurs réfléchissants, un système de suivi de trajectoire de marqueurs Optitrack, des capteurs électromyographiques avec des électrodes et deux semelles de pression. Leur placement et leur calibration ont été vérifiés pour l'analyse du mouvement de pédalage. L'étude des relations biomécaniques lors de l’exercice cyclique passif chez des sujets médullaires a montré une corrélation entre les mouvements articulaires et les étirements musculaires, mais n'a pas permis d'identifier de lien clair avec les stimulations électriques des muscles ou les forces de pression. En analysant l'impact des paramètres d'amplitude du pédalier et de vitesse de pédalage, il a été constaté que ces paramètres influençaient significativement les étirements musculaires et les mouvements articulaires, offrant ainsi la possibilité de contrôler ces aspects biomécaniques en ajustant les réglages de l’ergomètre cyclique. Cette étude paramétrique a également permis d'identifier un effet patient important, signifiant que la morphologie des sujets médullaires est à prendre en compte pour ajuster les paramètres d’utilisation de l’ergomètre. L'adaptation personnalisée des paramètres de pédalage pourrait ainsi améliorer la stimulation des jambes des sujets, avec des différences notables selon la taille des patients. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces observations préliminaires.

Date	15 juin 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Yvan Petit (Directeur(-trice)) & Jean Marc Mac-Thiong (Codirecteur(-trice))