Les membres du Pôle Recherche et Innovation encadrent régulièrement des étudiants en stage de Master ou en doctorat.
En 2017, deux étudiants ayant effectué leurs recherches durant plusieurs années à l’UNAM ont soutenu leur thèse de doctorat avec succès. Elles furent toutes deux menées dans le cadre du Projet de Simulation Prédictive de la Marche et du bénéfice fonctionnel Post Chirurgical dans la Paralysie Cérébrale (SIM-PC2) chez l’enfant.
Ce fut l’aboutissement de travaux approfondis de recherche.
Thèse de M. Omar Antonio GALARRAGA CASTILLO
Omar Antonio GALARRAGA CASTILLO, doctorant de l’UNité d’Analyse du Mouvement (UNAM) du CRF Ellen Poidatz, a soutenu sa thèse de doctorat le 30 mars dernier à l’Université d’Evry Val d’Essonne.
Il a effectué sa recherche doctorale dans le cadre du projet de Simulation Prédictive de la Marche et du bénéfice fonctionnel Post Chirurgical dans la Paralysie Cérébrale chez l’enfant, porté
par la Fondation Ellen Poidatz et soutenu par la Région Ile-de-France, l’Association Nationale Recherche et Technologie et la Fondation Bettencourt Schueller.
L’objectif de la thèse était de simuler, par apprentissage statistique, l’effet de la chirurgie sur les signaux de marche. Ceci afin de prédire le résultat probable de la marche après la chirurgie afin d’aider à la décision chirurgicale.
Ce travail a été mené grâce à l’importante base de données d’enfants avec paralysie cérébrale pour lesquels des analyses de la marche ont été réalisées en UNAM avant et après chirurgie.
Précurseur à l’échelle internationale, il permet pour la première fois de simuler de façon quantitative l’effet de la chirurgie sur la marche des enfants atteints de paralysie cérébrale et cela pour de nombreuses combinaisons chirurgicales.
L’encadrement scientifique a été réalisé par le Dr Eric DESAILLY, Directeur Recherche & Innovation de la Fondation, en lien avec l’Université d’Evry et l’école d’ingénieurs Télécom Sud Paris. Ce projet a impliqué également des partenaires chirurgicaux (Dr Néjib KHOURI, APHP Necker) et des représentants de la société civile (SESEP, Fondation Motrice, Institut Motricité Cérébrale).
M. GALARRAGA CASTILLO a été félicité et s’est vu décerner le titre de Docteur en Sciences.
L’aspect pionnier du projet de recherche dans lequel s’inscrit cette thèse a été largement souligné. Ce projet collaboratif porté par l’UNAM ouvre de multiples perspectives pour optimiser la prise en charge des enfants.
Thèse de Mme Alexandra PIMENTA DOS SANTOS
Alexandra PIMENTA DOS SANTOS, doctorante de l’UNité d’Analyse du Mouvement (UNAM) du CRF Ellen Poidatz, a défendu sa thèse de doctorat en robotique à l’Université Pierre et Marie Curie à Paris le 27 novembre 2017. Comme M. GALARRAGA CASTILLO, elle a été menée dans le cadre du Projet Simulation Prédictive de la Marche et du bénéfice fonctionnel Post Chirurgical dans la Paralysie Cérébrale (SIM-PC2) porté par la Fondation Ellen Poidatz et soutenu par la Région Ile-de-France et la Fondation Bettencourt Schueller.
La chirurgie orthopédique a pour but d’améliorer la marche et la fonction des enfants atteints de paralysie cérébrale par des procédures spécifiques.
La perspective de ce travail de recherche est de simuler leurs effets. Cela permettrait aux chirurgiens non seulement de tester différents plans chirurgicaux, mais aussi d’améliorer la communication avec les patients et les familles, en clarifiant les résultats attendus. Les spécificités du patient, qui jouent un grand rôle dans le traitement chirurgical, doivent être représentées.
Dans ce travail de thèse, un modèle humain anthropomorphique 3D avec un pied articulé (divisé en parties arrière / médio-pied et avant-pied) et 40 degrés de liberté est développé. Le mannequin est personnalisable au patient étudié. Le système modélisé respecte les équations du mouvement, utilisées comme contraintes, ainsi que les limites des angles et des couples articulaires, et les contraintes de contact.
Les données expérimentales de capture de mouvement sont utilisées pour construire un modèle de la trajectoire du centre de pression (CoP) pendant la phase d’appui et du déplacement des pieds pendant la phase d’oscillation. Des vitesses de marche et des longueurs de pas plus grandes que celles habituellement obtenues avec des robots humanoïdes à pieds plats sont simulées. Elles sont proches de celles de la marche humaine asymptomatique. Les marches pied à plat et sur la pointe des pieds observées chez les enfants atteints de paralysie cérébrale, sont les deux autres modèles développés. L’effet virtuel de la modification des contraintes de limites articulaires est testé sur différentes simulations.
Cette évaluation de l’adaptabilité du simulateur aux modifications des contraintes est une première approche pour simuler l’effet sur la marche de certaines interventions chirurgicales visant à modifier les limites du modèle cinématique du patient. Le système de simulation développé est capable de gérer ces changements et de produire des mouvements de marche. Dans certains cas, les simulations de marche reproduisent les caractéristiques de la marche des enfants atteints de paralysie cérébrale.
Mais les limites et les perspectives de cette approche de simulation dynamique sont largement discutées.
L’encadrement scientifique a été réalisé par le Dr Eric DESAILLY, Directeur Recherche & Innovation de la Fondation, en lien avec l’Université Pierre et Marie Curie à Paris.
Ces deux thèses de doctorat sont l’illustration de l’implication de la Fondation Ellen Poidatz dans la recherche et l’innovation. Son Pôle dédié accueille et forme des étudiants de qualité qui produisent un travail salué. Sans le soutien de partenaires fidèles qui permettent le financement de ces thèses et sans les partenariats universitaires, ces travaux ne pourraient être réalisés.