Academic literature on the topic 'Gonarthrose fémoro-Tibiale'

Le projet se situe dans le contexte de la gonarthrose fémoro-tibiale, et plus spécifiquement de son traitement par orthèse de décharge. Du fait de la cinématique particulière de l’orthèse testée, un protocole spécifique a été mis en place dans le but d’approfondir les mécanismes d’actions de cette orthèse. Ce protocole s’est appuyé sur des outils d’investigation utilisés dans la routine clinique (système EOS® et Vicon®). Seize sujets symptomatiques ont participé à l’étude. Les objectifs principaux étaient de valider et d’utiliser des méthodes de personnalisation des modèles, support de la biomécanique, dans ce contexte spécifique, afin d’améliorer la précision de la quantification des paramètres cinématiques et dynamiques. En effet, l’état de l’art démontre que l’indicateur dynamique couramment utilisé dans l’étude de la gonarthrose, le moment articulaire externe d’adduction, souffre de résultats controversés. Les objectifs secondaires étaient de caractériser la pathologie à l’aide des indicateurs calculés ainsi que d’approfondir le mécanisme d’action de l’orthèse de décharge. Ainsi, deux méthodes principales ont été investiguées. La première porte sur l’analyse séquentielle cinématique de l’articulation fémoro-tibiale en utilisant le système EOS®. Cette analyse nécessite une étape de recalage d’objet 3D sur des vues 2D biplanaires. La fiabilité de ce recalage manuel a été quantifiée en évaluant, d’une part, la précision de la méthode grâce à des données in vitro et, d’autre part, la répétabilité de la méthode grâce à la participation de 3 opérateurs et de 6 sujets asymptomatiques dont les acquisitions ont permis d’obtenir des vues du genou dans plusieurs positions (extension et flexion 20°, 40°et 90°). La seconde méthode consiste en la fusion de données issues de deux environnements (EOS® et Vicon®) de façon à quantifier les moments articulaires externes dans le genou en définissant le point auquel sont calculés ces moments à partir du modèle 3D du fémur. Ce modèle étant recalé dans l’environnement Vicon® par l’intermédiaire des marqueurs externes détectables dans les acquisitions EOS® et Vicon®. Les résultats principaux concernent :1/ la fiabilité du recalage des modèles 3D des os sur des vues 2D de l’ordre de 0,3° et 1,6 mm dans le plan sagittal de 2,1° et 1,8mm dans le plan transversal ; 2/ la quantification d’angles positionnels 3D du fémur et du tibia des membres inférieurs symptomatiques montrant que la surface articulaire tibiale (plateaux tibiaux) tend à demeurer horizontale contrairement à l’inclinaison plus marquée du fémur ; 3/ une variation des moments articulaires externes en fonction de l’intégration ou non d’un modèle interne pour le calcul de ce paramètre ; 4/ la quantification de la cinématique séquentielle de l’orthèse et du genou. La fiabilité des méthodes développées dans ce travail a été estimée ouvrant la voie à leurs applications et à leurs développements en clinique.Mots clés : gonarthrose fémoro-tibiale ; orthèse ; analyse séquentielle ; recalage
The context is the knee osteoarthritis and its treatment via an unloading brace. As the evaluated brace has specific kinematics, a dedicated protocol was set up using clinical routine tools (EOS® and Vicon®). Sixteen symptomatic subjects participated to this study. The main objective was to validate and to use personalization methods of the biomechanical models to improve the accuracy kinematics and kinetics parameter computation in this specific context. Indeed, the state of the art highlights that the dynamic indicator, currently used in knee osteoarthritis studies, the external adduction joint moment is controversial. The secondary objectives were both the characterization of the pathology using indicators obtained on the acquired data and the in-depth study of the mechanical action of the unloading brace evaluated in this study. Thus, two main methods were investigated. The first one is the sequential analysis of the knee kinematics using EOS® system. This analysis required a registration step of a 3D object on 2D biplanar views. The manual registration reliability was quantified by evaluating both the method accuracy with in-vitro data and the method repeatability thanks to the participation of 3 operators and 6 asymptomatic subjects allowing the acquisition of knee images in several positions (extension and 20°, 40°, and 90° flexion). The second method consists in the fusion of data obtained in the two acquisitions environments (EOS® and Vicon®), to obtain the external knee joint moment in order to define the point where the moment is computed from the femur 3D model. This model is registered in the Vicon® environment through external markers visible in both the EOS® and Vicon® acquisitions. The main results relate to: 1/the reliability of the registration of the bone 3D model on 2D views estimated at about 0,3° and 1,6 mm in the sagittal plane and about 2,1° and 1,8 mm in the transverse plane ; 2/ the quantification of the angular relative position of the shank and tibia of the symptomatic lower limbs, showing the tibial plateau horizontality opposed to the femur emphasized inclination ; 3/ external joint moment variation according to the computation method (with or without internal model included) ; 4/ brace and knee sequential kinematic quantification. As the reliability of the methods developed in this study was estimated, further developments and clinical applications and development could now be explored using these methods.Keywords : knee osteoarthritis; brace, sequential analysis; registration

De nombreuses études concluent que la charge mécanique supportée par le genou, qu’elle soit reliée à l’obésité, aux sports intenses, à une altération biomécanique des structures de l’articulation ou à une exposition à des charges lourdes durant les activités occupationnelles, est considérée comme un facteur de risque important au développement de la gonarthrose. La gonarthrose reliée au travail a été le sujet de nombreuses études et plusieurs d’entre elles ont rapporté une prévalence accrue de la gonarthrose chez les travailleurs de certains domaines en particulier, comme la construction, la pose de plancher, la peinture, l’exploitation minière, l’agriculture et le travail en atelier et en milieu de la santé. Les personnes qui travaillent dans ces métiers sont exposées à des positions ou des activités nuisibles, comme travailler à genoux ou accroupi, monter des escaliers ou des échelles, transporter des changes lourdes et marcher de façon prolongée. Ces gestes surchargent l’articulation du genou, ce qui cause des modifications aux structures de l’articulation du genou ou aux adaptations neuromusculaires de patron de mouvement du genou. Ces modifications structurelles et adaptations neuromusculaires peuvent apporter des changements cinématiques à la marche qui peuvent initier la gonarthrose ou contribuer à sa progression. L’objectif principal de la présente étude était d’analyser l’effet d’une surcharge mécanique sur l’articulation fémoro-tibiale (AF-T) subie au travail lors d’une tâche de marche et comparer le patron cinématique de l’articulation fémoro-tibiale des travailleurs exposés à une surcharge mécanique à celui des travailleurs non exposés. Vingt-quatre travailleurs exposés à une surcharge mécanique et neuf travailleurs non exposés ont participé à l’étude. Les données cinématiques de la marche ont été enregistrées au niveau du genou dans des conditions cliniques en utilisant un système de suivi du mouvement électromagnétique. Les paramètres suivant ont été extraits et utilisés pour la comparaison des groupes : l’angle maximum lors du contact initial, l’angle ii maximum de flexion durant la réponse à la charge, l’angle minimum au moment de l’appui unipodal et l’étendue max-min du cycle. La comparaison des groupes pour les variables cliniques et cinématiques a été effectué par l’utilisation de tests-t bilatéraux (« Student-t tests ») et de tests ANCOVA utilisant le poids et la vitesse comme covariables. Les travailleurs exposés à une surcharge mécanique présentaient un plus grand angle de flexion de l’articulation fémoro-tibiale au contact initial, durant la réponse au chargement et à la phase unipodale et ils ont démontré une étendue d’angle moindre que les travailleurs non exposés. Nous croyons que les données cinématiques de la marche peuvent donner des idées sur les facteurs biomécaniques qui pourraient prédisposer les travailleurs au développement ou à la progression de la gonarthrose. Une meilleure compréhension de ces facteurs pourrait être un premier pas vers le développement d’une intervention plus efficace pour cette population.
Many studies agree that mechanical knee loading, either related to obesity, intense sports, biomechanical alteration of the knee or exposition to heavy load occupational activities, is an important factor in knee OA development. Work related knee OA has been the focus of numerous studies, many of them reporting increased knee OA prevalence in workers involved in particular occupational fields such as construction, floor layer, painting, mining, agriculture, shop assistant and health care employees. Persons working in these occupations are exposed to noxious positions or activities such as kneeling, squatting, climbing stairs or ladders, carrying heavy load and prolonged walking. These gestures overload the knee joint, resulting in modifications of the knee joint structures or in neuromuscular adaptations of the knee movement pattern. These structural modifications and neuromuscular adaptations can bring about gait kinematic changes that can either initiate knee OA or contribute to its progression. The main objective of this study was to analyze the effect of mechanical overloading on the tibial-femoral joint suffered during walking tasks at work and compare the kinematics gait tibial femoral joint of workers exposed to knee overloading (KO workers) to that of non-knee overloaded workers (non-KO workers). Twenty four KO workers and 9 non-KO workers participated to the study. Gait kinematic data were recorded at the knee in a clinical setting using an electromagnetic motion tracking system. The following parameters were extracted and used for group comparison: knee angle at initial contact, peak knee flexion angle during loading response and angle range. Group comparison for clinical and kinematic variables of interest was performed with Student-t and ANCOVA tests. KO workers had greater knee flexion angle at initial contact, during loading response and single limb support, and they demonstrated a lower angle range than non-KO workers. iv We believe that gait kinematic data can suggest biomechanical factors that could predispose workers to the development or progression of knee OA. A better understanding of these factors could be a first step toward more efficient intervention within the population.