Contribution à l'étude tridimensionnelle in vitro et in vivo de la cinématique et des bras de levier musculaires du rachis cervical supérieur: modélisation musculo-squelettique par infographie

sur l’analyse des bras de levier des muscles sous-occipitaux postérieurs, par le développement

de différentes méthodes contribuant à la modélisation anatomique du mouvement.

La première partie de ce travail s’oriente vers l’étude des mouvements de flexion extension, de

rotation axiale et de flexion latérale ainsi que des axes qui y sont rapportés. Pour ce faire, deux

protocoles ont été développés sur préparations anatomiques, l’un visant à analyser les

mouvements discrets à partir de différentes attitudes du rachis cervical supérieur et l’autre

s’intéressant aux mouvements instantanés. Ceux-ci ont permis de mettre en évidence une

orientation et une position de l’axe hélicoïdal dépendantes du mouvement, du segment étudié

et de sa position spatiale.

En deuxième intention, nous nous sommes intéressés aux propriétés biomécaniques musculaires

de cette région, et en particulier à l’étude des bras de levier. Deux méthodes de calcul

distinctes ont été utilisées, montrant chacune des résultats différents d’un point de vue

quantitatif mais relativement similaires au niveau qualitatif.

Pour terminer, nous avons exploité ces méthodes afin d’apprécier leur faisabilité dans le cadre

d’une évaluation fonctionnelle in vivo. Il en ressort une concordance de résultats cinématiques

par rapport aux études susmentionnées, permettant d’entrevoir des perspectives cliniques

encourageantes.

Par ailleurs, la modélisation musculo-squelettique 3D pourrait également contribuer à la

compréhension du dysfonctionnement cinématique du rachis cervical supérieur./

This thesis concerns 3D kinematics analysis of the upper cervical spine (UCS) and computation of the posterior suboccipital muscle moment arms as well the development of different methods contributing to anatomical modeling and motion representation. The first part of this work is focused on the kinematics of flexion extension, axial rotation and lateral bending of the UCS. Two protocols were developed and applied in anatomical specimens, one to analyze discrete movements in different attitudes of upper cervical spine and the second concerned instantaneous motions. In addition to usual range of motion data, orientation and position of helical axes was computed for each motion type and UCS joint segment.

In the second part, we were interested in posterior suboccipital muscle biomechanical properties, particularly in the study of moment arms. Two different calculation methods were used, each showing different results from a quantitative point of view but quite similar in quality. Finally, we used these methods to assess their feasibility for in vivo functional assessment. The latter showed a concordance of kinematic results compared to the above studies, offering insight and clinical perspectives. In addition, musculoskeletal modelling 3D could also contribute to understanding of the kinematic features of upper cervical spine disorders.