Analyse biomécanique des membres inférieurs chez l’enfant infirme moteur cérébral.

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Assi, Ayman (2008) Analyse biomécanique des membres inférieurs chez l’enfant infirme moteur cérébral. Doctorat Biomécanique, Laboratoire de Biomécanique CNRS UMR 8005, ENSAM 2008ENAM0007 p.167.

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Résumé

L’infirmité motrice cérébrale (IMC) est une pathologie résultante d’une lésion cérébrale qui atteint environ 4/1000 des nouveau-nés. Cette pathologie consiste en un trouble moteur dû à la contraction continue des muscles (spasticité) qui induit des raideurs musculaires évolutives avec l’âge engendrant des déformations osseuses. L’analyse quantifiée de la marche (AQM) permet d’objectiver et de mieux cibler les traitements orthopédiques. Cette thèse vise à enrichir l’AQM par une modélisation tridimensionnelle personnalisée du squelette et des muscles.

L’AQM a été effectuée dans un laboratoire installé au Liban. Une base de données de sujets sains a été établie pour servir de référence à la compréhension des patterns de marche des patients. Une estimation des incertitudes liées aux paramètres de l’AQM a été effectuée, par étude de répétabilité et méthode de Monte Carlo, afin d’objectiver les comparaisons entre patients et sujets sains et entre données pré et post traitement. Une reconstruction 3D personnalisée du squelette en position debout a été effectuée par stéréoradiographie sous le système EOS® chez des enfants sains et IMC pour valider la faisabilité d’une telle technique. Des paramètres quantifiant les vices architecturaux ont été calculés et les incertitudes ont été estimées. Le recalage des structures osseuses durant la marche a été étudié grâce à la mise en place d’une cabine de stéréoradiographie au laboratoire d’analyse de la marche à Beyrouth. Des acquisitions IRM chez des sujets sains et un sujet IMC à Beyrouth ont permis d’explorer la faisabilité de la reconstruction 3D personnalisée des muscles des membres inférieurs en position couchée. La géométrie musculaire a été quantifiée en terme de longueurs, volumes et aires physiologiques. Une première approche de la reconstruction 3D des muscles en position debout a été réalisée en combinant les données de l’IRM et les structures osseuses obtenues par stéréoradiographie, permettant ainsi de calculer les rapports de longueurs entre corps musculaire et partie tendineuse. Ce travail permet d’analyser les anomalies de la marche à la lumière des déformations osseuses et musculaires pour une meilleure prise en charge thérapeutique des enfants IMC.

Table des Matières

INTRODUCTION 1



PREMIERE PARTIE : CONTEXTE CLINIQUE ET ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE 5



CHAPITRE I : CONTEXTE CLINIQUE 7



1. ANATOMIE DES MEMBRES INFERIEURS 7

A. Plans de Références Anatomiques 7

B. Ostéologie du Membre Inférieur 8

C. Arthrologie et Myologie du Membre Inférieur 12



2. LA MARCHE HUMAINE 17

A. Le cycle de marche et ses composantes 17

B. Caractéristiques de la marche normale 19

C. Quantification de la Marche 20



3. L’INFIRMITE MOTRICE CEREBRALE 22

A. Définition 22

B. Les tableaux cliniques de l’IMC 22

C. Profils de marche communs chez l’IMC 23

D. Prise en charge globale de l’enfant IMC 24



4. PRISE EN CHARGE ORTHOPEDIQUE DU PATIENT IMC MARCHANT 25

A. Mécanismes en cause et problèmes orthopédiques 25

B. Prise de décision thérapeutique 26

C. Traitements envisagés 28



5. SYNTHESE INTERMEDIAIRE 30



CHAPITRE II : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE 31



1. ANALYSE QUANTIFIEE DE LA MARCHE 31

A. Matériels, méthodes et protocoles utilisés 32

B. Incertitudes de mesures 39

C. Conclusion intermédiaire 44



2. ARCHITECTURE DES MEMBRES INFERIEURS 45

A. Méthode clinique 45

B. Méthodes radiologiques 47

C. Méthode échographique 48

D. Méthodes 3D 49

E. Méthode stéréoradiographique 50

F. Conclusion intermédiaire 51



3. EXPLORATION MUSCULAIRE 53

A. Intérêts de la géométrie musculaire personnalisée chez l’IMC 53

B. Méthodes utilisées 56

C. Conclusion intermédiaire 58





CHAPITRE III : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ET OBJECTIFS DE LA THESE 59



DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL PERSONNEL 61



CHAPITRE I : ANALYSE DE LA MARCHE CHEZ L’ENFANT INFIRME MOTEUR CEREBRAL 63



1. BASE DE DONNEES DE SUJETS SAINS ET INCERTITUDES DE MESURES 64

A. Matériels et Méthodes 64

B. Résultats 67

C. Discussion 72



2. EXAMEN DE LA MARCHE CHEZ LES PATIENTS IMC 75

A. Visualisation et interprétation des résultats 75

B. Matériels et méthodes 76

C. Résultats 77

D. Discussion 80

E. Etude de Cas : KN 81



3. CONCLUSION INTERMEDIAIRE 84





CHAPITRE II : RECONSTRUCTION 3D DES MEMBRES INFERIEURS CHEZ L’ENFANT IMC ET L’ENFANT SAIN 85



1. FAISABILITE ET EXPLOITATION DE LA RECONSTRUCTION 3D CHEZ L’ENFANT SAIN ET IMC A L’AIDE DU SYSTEME EOS® 86

A. Matériels et Méthodes 86

B. Résultats 90

C. Discussion 94



2. COMBINAISON : RECONSTRUCTION 3D ET ANALYSE DE LA MARCHE 97

A. Matériels et Méthodes 97

B. Résultats 102

C. Discussion 105

D. Etude de cas : KN 107



3. CONCLUSION INTERMEDIAIRE 109





CHAPITRE III : RECONSTRUCTION 3D DES MUSCLES DES MEMBRES INFERIEURS CHEZ L’ENFANT SAIN ET IMC 111



1. FAISABILITE ET EXPLOITATION DE LA RECONSTRUCTION 3D DES MUSCLES CHEZ L’ENFANT 112

A. Matériels et Méthodes 112

B. Résultats 116

C. Discussion 120



2. RECONSTRUCTION MUSCULAIRE 3D EN POSITION DEBOUT : ETUDE PRELIMINAIRE 122

A. Matériels et Méthodes 122

B. Résultats 125

C. Discussion 127

D. Etude de cas : KN 129



3. CONCLUSION INTERMEDIAIRE 131



CONCLUSION GENERALE 133





PUBLICATIONS 139

INDEX 143

BIBLIOGRAPHIE 147

ANNEXE 155

ANNEXE 1 : INCERTITUDES DE MESURES 156

ANNEXE 2 : EXAMENS D’ANALYSE DE LA MARCHE DE KN 159

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