6.2 Matériel et Méthode
7.2.2 Estimation des points internes à partir de données externes
L'estimation des points internes à partir de données externes est réalisée de manière diérente pour les parties bassin, cervicales thoraciques et lombaires, genoux et chevilles. Les diérentes méthodes utilisées pour chaque partie sont résumées dans ce chapitre et le détail de leur mise en application est indiqué en annexe C.
Rachis thoracique et lombaire
La méthode présentée au chapitre 6 a été retenue pour prédire les centres interverté-braux de C7/T1 à L4/L5. Cette méthode consiste à exprimer les coordonnées de la ligne
médiane du dos dans un repère en 2D avec pour origine l'épineuse de C7 (C7e), un axe t
passant par C7 et le milieu des PSIS (P SISe), et un axe d perpendiculaire à ce dernier
dirigé vers l'intérieur du corps (Figure. 7.2). Les valeurs Dien ti = [0.0, 0.1, . . . , 0.9, 1.0]
sont estimées pour prédire la courbure du rachis dans un premier temps, puis les po-sitions des centres intervertébraux le long de cette courbe sont estimées a partir de leurs abscisses curvilignes moyennes entre C7/T1 et L5/S1. Dans cette étude L5/S1 est estimé à partir de prédicteurs du bassin. A n d'obtenir des coordonnées 3D, les coor-données médio-latérales des centres intervertébraux seront estimées par la coordonnée médio-latérale moyenne entre les épineuses de C7 et le milieu des PSIS.
Figure 7.2 Représentation de la ligne médiane du dos Se et de la courbe du rachis Sint dans un
repère en 2D.
CHAPITRE 7 : APPLICATION A PARTIR DE SCANS 3D Rachis cervical
Le segment de la tête a été découpé du reste du corps par un plan de coupe passant par MidC7IJ (milieu entre l'épineuse de C7 (C7) et l'incision jugulaire (IJ)) et dont la normale est dirigée selon l'axe principal du cou (produit vectoriel entre le vecteur reliant IJ et C7 et l'axe latéral du repère). Le barycentre du segment tête a été mesuré (BarTête). De manière similaire avec la prédiction du rachis thoracique et lombaire,
les coordonnées moyennes dint
i en ti = [0.0, 0.1, . . . , 0.9, 1.0] sont estimées pour prédire
la courbure du rachis cervical dans un premier temps, puis les positions des centres intervertébraux le long de cette courbe sont estimées par leurs abscisses curvilignes moyennes entre C1/C2 et C7/T1 (Figure. 7.3).
Les moyennes à utiliser pour appliquer cette méthode sont décrites en Annexe C.
Figure 7.3 Représentation de la courbe passant par les centres intervertébraux du rachis cervical
de C1/C2 à C7/T1 exprimés dans un repère en 2D.
Points du bassin
La méthode de Peng et al. (2015) a été utilisée pour prédire L5/S1, les centres de hanche et le milieu des ischions.
La méthode consiste à prédire le point C qui fournit la plus petite distance à chacune
des sphères centrées sur les points anatomiques osseux repérés par palpation Tip
(ex-ternes) et ayant pour rayon la distance ri estimée à partir de mesures externes (Figure.
CHAPITRE 7 : APPLICATION A PARTIR DE SCANS 3D minimiserf (C) = n X i=1 (||C − Tip|| − ri)2 (7.1) avec i ≥ 3.
Les prédicteurs utilisés pour estimer ri sont des distances entre points anatomiques
externes appartenant au même segment osseux que le point C à prédire. Dans cette étude seules les distances entre des points anatomiques les plus accessibles à la palpation ont
été envisagées pour prédire ri, à savoir :
PW (largeur du bassin) : distance entre les deux ASIS.
PD (profondeur du bassin) : distance entre le milieu entre les deux PSIS et le milieu entre les deux ASIS.
FL (longueur du fémur) : distance entre l'ASIS et l'épicondyle fémoral ipsilatéral.
Les distances ri peuvent être estimées en utilisant les équations fournies par Peng et al.
(2015). Dans cette étude de nouveaux coe cients pour estimer ri à l'aide de ces trois
prédicteurs ont été calculés à partir des 80 reconstructions osseuses.
Figure 7.4 Etapes successives d'estimation d'un point interne avec la méthode de Peng et al. 2015.
Etape 1 (à gauche) : Estimation du point interne C à l'aide des points osseux palpés Tip. Les distances riont préalablement été estimées à l'aide du calcul de PW, PD et FL à partir des points osseux palpés. Etape 2 (à droite) : Une fois le point C estimé, les distances Rientre C et des marqueurs placés sur la peau Timsont calculées.
Les points Tip correspondent aux points osseux palpés sur l'os au travers de la peau
dans une posture standard debout (points anatomiques externes), par exemple à l'aide de la méthode A-Palp qui permet de se rapprocher au plus près du point osseux. En pratique lors de l'analyse de la posture ou du mouvement d'un individu, les points osseux ne sont pas palpés à chaque instant du mouvement et les points internes du squelette doivent être estimés à partir des marqueurs de surface. Une fois la palpation réalisée,
des marqueurs Timont donc été collés sur la surface de la peau à l'endroit où les points
CHAPITRE 7 : APPLICATION A PARTIR DE SCANS 3D osseux avaient été palpés. Les marqueurs sont donc séparés des points osseux et des points palpés par un intervalle de tissu mou alors que les points palpés se rapprochent le plus des véritables points osseux.
La méthode pour prédire des points internes à partir des marqueurs de surface se déroule donc en deux étapes décrites dans la Figure. 7.4.
La première étape consiste à prédire la position des points internes C à partir des
points palpés Tip. Le sujet se tient alors dans une posture de référence. Une fois le point
C estimé, les distances Ri qui séparent C des marqueurs de surface Tim sont calculées.
Ces distances sont supposées xes au cours du mouvement malgré le mouvement de la
peau. Les distances Ri sont utilisées pour prédire les centres articulaires internes à l'aide
de la fonction à minimiser f en remplaçant Tip par Tim.
Il est néanmoins recommandé d'appliquer la méthode à une posture d'intérêt relati-vement proche de la posture de référence pour éviter les artefacts dus aux mourelati-vements des tissus mous : par exemple si la posture d'étude est une posture assise, il faudrait
palper les points Tip en position assise.
Dans le cas de cette étude, il n'a pas été réalisé de palpation avec la méthode A-palp. Les points T − ip seront donc considérés comme les points anatomiques des reconstruc-tions osseuses des sujets.
Les régressions utilisées pour prédire ri à partir de points palpés sont décrites en
annexe C.
Membres inférieurs Le centre articulaire nominal du genou est considéré comme le milieu du segment joignant les deux épicondyles fémoraux repérés par palpation (Frigo et Rabuetti, 1998). Le centre articulaire nominal de la cheville est considéré comme le milieu du segment joignant les deux malléoles du tibia et du péroné repérées par palpation.