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Projets de recherche

Dynamométrie 3D avancée pour caractériser, in vivo, les propriétés neuromusculaires des enfants et adolescents atteints de paralysie cérébrale

Dyna-CP

Titre complet : Dynamométrie 3D avancée pour caractériser, in vivo, les propriétés neuromusculaires des enfants et adolescents atteints de paralysie cérébrale

Description :

Différents traitements peuvent être proposés aux enfants et adolescents avec paralysie cérébrale. Ils dépendent en partie des propriétés neuromusculaires de ces patients. Celles-ci sont estimées à la suite d’un examen clinique généralement couplé à une analyse quantifiée de la marche. Néanmoins, les évaluations effectuées lors de l’examen clinique manquent d’objectivité et présentent des incertitudes élevées. Face à ces limitations, le choix du traitement à privilégier est complexe.

La Fondation Ellen Poidatz, par son Pôle Recherche et Innovation et son Unité d’Analyse du Mouvement, collabore étroitement avec les équipes chirurgicales parisiennes pour proposer les meilleurs bilans préopératoires aux patients. Elle a notamment lancé en 2013 un projet de recherche ayant pour objectif de simuler l’effet de la chirurgie sur la marche des enfants atteints de paralysie cérébrale. Suite à l’obtention des financements nécessaires à l’acquisition d’un capteur spécifique. Celui-ci a ensuite été co-développé avec la société SENSIX. En 2016, nous avons travaillé à l’adaptation de l’interface capteur patient avec M. Jarrige (orthoprothésiste) et initié le développement des modèles mathématiques et les logiciels nécessaires à son utilisation. En 2018, un stage de Master 2 a permis de réaliser des prétests et une étude de faisabilité.

Ce projet s’est poursuivi de Novembre 2019 à Novembre 2022 par le recrutement en thèse CIFRE de M. Axel KOUSSOU, Ingénieur UTC, en collaboration avec le Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (UMR_T9406). Cette thèse s’est concentrée sur la modélisation et la caractérisation in vivo des propriétés neuromusculaires des enfants et adolescents atteints de paralysie cérébrale, afin de permettre une personnalisation des modèles d’analyse et des simulations musculosquelettiques de leur locomotion.

Pour ce faire, des méthodes de caractérisation, faisant appel à un dynamomètre externe, ont été développées. Elles permettent une détermination objective des raideurs articulaires et musculotendineuses passives, ainsi que de la spasticité du patient, facilitant ainsi une personnalisation des modèles utilisés et rendant possible une meilleure interprétation des analyses de marche. Le choix et l’évaluation des thérapeutiques en sont améliorés.

En Décembre 2022, M. Axel KOUSSOU a soutenu sa thèse de doctorat et a été recruté en tant qu’Ingénieur de Recherche. Depuis, le projet se poursuit avec l’inclusion de nouveaux sujets et l’exploration de nouvelles questions de recherche, avec notamment la réalisation de deux stages de Master 2. L’intégration routinière dans les évaluations cliniques du protocole de dynamométrie 3D avancée est une perspective proche.

Tags : Recherche, Innovation, Bilan, Biomécanique, Analyse du Mouvement, Paralysie Cérébrale.

Statut : En cours

Etablissements

UNAM

Equipe

Eric Desailly (porteur de projet)

Dylan Belvent (Stagiaire M2)

Axel Koussou (Doctorant CIFRE)

Raphael Dumas (Directeur de Recherche Université Gustave Eiffel)

Lionel Lejeune

Partenaires

SENSIX

Financements

ANRT : 42 000€

Société Générale : 5 000€

Lions Club Melun Doyen : 5 000€

Journal du projet

01/03/2018 : début du stage de Master 2 de Dylan Belvent (6 mois)

01/12/2019 : début de la thèse de doctorat d’Axel Koussou (3 ans)

02/02/2021 : début du stage de Master 2 d’Emmanuelle Renoul (6 mois)

15/12/2022 : soutenance de thèse de doctorat d’Axel Koussou

08/02/2023 : début du stage de Master 2 de Paul Dhellin (6 mois)

05/02/2023 : début du stage de Master 2 de Roxane Bruniaux (6 mois)

Perspectives

Améliorer nos bilans des raideurs et des spasticités

Etre attractif vis-à-vis de la filière neurochirurgicale

Productions scientifiques

Articles publiés :

Koussou A, Dumas R, Desailly E. A Velocity Stretch Reflex Threshold Based on Muscle-Tendon Unit Peak Acceleration to Detect Possible Occurrences of Spasticity during Gait in Children with Cerebral Palsy. Sensors (Basel). 2023 Dec 20;24(1):41. doi: 10.3390/s24010041

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Common modelling assumptions affect the joint moments measured during passive joint mobilizations. Sci Rep. 2023 Oct 18;13(1):17782. doi: 10.1038/s41598-023-44576-8.

Koussou A., Dumas R., Desailly E. A procedure and model for the identification of uni- and biarticular structures passive contribution to inter-segmental dynamics. Sci Rep. 2023 Jun 29;13(1):10535. doi: 10.1038/s41598-023-37357-w.

Koussou A., Desailly E., Dumas R. Contribution of passive moments to inter-segmental moments during gait: A systematic review. J Biomech. 2021 Jun 9;122:110450. doi: 10.1016/j.jbiomech.2021.110450.

Conférences :

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Quantification dynamique du réflexe spastique. SOFMER 2024.

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Impact de différentes hypothèses de modélisation sur la détermination de la résistance articulaire mesurée lors de mobilisations passives. SOFAMEA 2024.

Koussou A., Dumas R., Desailly E. To what extent passive stiffness explain kinematics disorders in children with cerebral palsy? FEDEV 2023.  

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Modélisation et caractérisation in vivo des propriétés neuromusculaires des enfants et adolescents atteints de paralysie cérébrale pour la personnalisation des analyses et des simulations musculosquelettiques de leur locomotion. Podium Doctorant. SOFAMEA 2023.

Koussou A., Dumas R., Desailly E. A procedure and model for the identification of passive moment due to uni- and biarticular structures. SB 2022. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 25:sup1, S1-S307, DOI: 10.1080/10255842.2022.2116885

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Can passive stiffness explain kinematics disorders in children with cerebral palsy? ESMAC 2022. Gait & Posture, vol 97(1), pp. S30-31, 2022. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2022.07.028

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Can passive stiffness explain kinematics disorders in children with cerebral palsy? SOFAMEA 2022.

Koussou A., Dumas R., Desailly E. Do we need passive moment models based on the loading and unloading of joints to estimate a representative contribution to inter-segmental moments? SB 2021. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 24:sup1, S1-S325, DOI: 10.1080/10255842.2021.1978758 

Koussou A., Desailly E. Evaluation Instrumentale de la Spasticité. CDI 2020.

Koussou A., Dumas R., Desailly E. The contribution of passive moments to inter-segmental moments during gait: a systematic review. ESMAC 2020. Gait & Posture, vol 81(1), pp.194-195. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2020.07.134

 

Mémoire :

Mémoire de M1 de Roxane Bruniaux : Répétabilité d’un protocole instrumenté de mesure de l’hyper-résistance à l’étirement chez l’enfant avec paralysie cérébrale et comparaison de modèles élastiques (2024).

Mémoire de M2 de Paul Dhellin :  Evaluation des artefacts de tissus mous en position couchée lors d’étirements passifs (2023).

Mémoire de M2 d’Emmanuelle Renoul : Assessment of spasticity in children with cerebral palsy – Relations between clinical evaluation and gait analysis (2021).

Mémoire de M2 de Dylan Belvent : Caractérisation par Dynamométrie 3D des propriétés musculaires passives et actives chez les enfants atteints de paralysie cérébrale (2018).

Thèse :

Thèse de doctorat d’Axel Koussou : Modélisation et caractérisation in vivo des propriétés neuromusculaires des enfants et adolescents atteints de paralysie cérébrale pour la personnalisation des analyses et des simulations musculosquelettiques de leur locomotion (theses.fr/s235530)

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