Mesure de la mobilité rachidienne à l’aide de capteurs inertiels


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Type de capteurs proposés pour l’évaluation

Avant d’aller plus loin dans l’achat de ce type de matériel 🙂

Il existe plusieurs techniques basées sur la surface de la peau pour déterminer de manière non invasive la cinématique vertébrale. Cependant, la précision de ces techniques est limitée par les artéfacts des tissus mous.

De plus, des structures comme le thorax sont souvent considérées comme rigides mais présentent une mobilité intrinsèque considérable.  Et vous aurez besoin de quantifier la mobilité du thorax pour juger des déports lombaires…

Les auteurs de cette étude ont collé 29 points de repère thoraciques sur 19 individus (âgés de 25 à 59 ans) en position assise, debout, en marchant, en sautant, lors de mouvements intra-thoraciques et à différentes amplitudes respiratoires à l’aide de marqueurs réfléchissants en 3D.

Où coller les capteurs pour avoir le moins d’erreurs possible ?

Les seuls endroits à peu près utilisables (avec des marqueurs 3D et non de simples capteurs inertiels collés au double face) sont l’angle de Louis et le processus épineux de T3.

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Bonjour la dispersion des mesures…(Graphique provenant de l’article)

Vous n’êtes donc pas prêt d’imaginer utiliser sérieusement les données au moins pour les thoraciques (et il n’est pas du tout sûr que pour les lombaires ce soit mieux, si vous jugez du pannicule adipeux d’un cadavre non obèse dans la photo ci-dessous 🙂

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Références bibliographiques 

Thomas Zander, Fumin Pan, Hendrik Schmidt. Which is the best-suited landmark to assess the thoracic orientation? Journal of Biomechanics 102 (2020) 

(Article en accès libre en 2020) 

Les autres notes sur le sujet parues précédemment…

Mesure de la mobilité lombaire du sujet debout

L’utilisation de capteurs de mouvement inertiels permet de nouvelles possibilités d’évaluation des mouvement rachidiens. 

Population-cible  

Hommes et femmes de 32,2 IC95%[26,4 – 44,0] ans. De l’ordre de 77 kgs pour 174 cm en moyenne, avec un IMC à 24,1. 

Matériel 

Le ViMove est composé de deux capteurs possédant, un accéléromètre, un capteur magnétique, un gyroscope et un émetteur radio pour transférer les données. Elles sont acquises à une fréquence de l’ordre de 20 Hz et retranscrites en forme numérique et graphique par le logiciel. 

Procédure 

Sujet debout, les EIPS sont repérées et marquées. Une ligne est tracée entre les deux EIPS et le capteur inférieur est placé sur cette ligne, à mi-distance des EIPS. 

Le capteur supérieur est placé au dessus du premier, à l’aide d’un gabarit fourni par le logiciel, en fonction de la taille du sujet. 

Cette procédure permet de placer le capteur inférieur au niveau de S2, le supérieur en T12. Les capteurs sont collés sur la peau par du scotch double face. 

La position neutre propre à chaque sujet est déterminée au bout de 5 secondes de position debout usuelle. 

Le sujet est invité ensuite à réaliser 3 répétitions de flexion, extension, inclinaison latérale D et inclinaison latérale G dans une amplitude maximale confortable. Il doit maintenir la position extrême de chaque secteur durant 2 secondes avant de revenir en position neutre. 

Fiabilité 

Le ViMove System (autrefois dénommé Back Strain Monitor) est d’une bonne fiabilité intra-opérateur (ICC > 0.89) comme inter-opérateurs (ICC > 0.86) lorsque sont mesurées les amplitudes lombaires de sujets sains.   

Validité  

Des sujets sains et lombalgiques ont été mesurés à l’aide du dispositif. La mesure a été comparée à une analyse quantifiée du mouvement (système Vicon). Les capteurs ViMove ont été fixés sur la peau de chaque participant aux niveaux rachidiens T12 et S2, et les marqueurs de surface Vicon ont été fixés aux capteurs ViMove.

La concordance des mesures de l’inclinaison du sujet debout est d’une valeur cliniquement acceptable, dans le plan frontal comme sagittal. 

Références bibliographiques 

Mjøsund HL, Boyle E, Kjaer P, Mieritz RM, Skallgård T, Kent P. Clinically acceptable agreement between the ViMove wireless motion sensor system and the Vicon motion capture system when measuring lumbar region inclination motion in the sagittal and coronal planes. BMC Musculoskelet Disord. 2017 Mar 21;18(1):124. doi: 10.1186/s12891-017-1489-1. 

Accès gratuit à l’article 

Articles en rapport avec le sujet

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Ce qu’on peut retrouver chez un lombalgique à l’aide de ce matériel  

Les interventions contre la lombalgie ciblent généralement une cinématique lombo-pelvienne «dysfonctionnelle» ou atypique, les praticiens étant convaincus que la correction du mouvement aberrant améliore les résultats de la douleur et de l’activité des patients. Si les paramètres cinématiques atypiques et les postures ont une relation avec la lombalgie, on pourrait s’attendre à ce qu’ils prédominent davantage chez les personnes atteintes de lombalgie que chez les personnes sans lombalgie (NoLBP). 

Cette étude exploratoire a mesuré, défini et comparé des paramètres cinématiques atypiques chez des personnes atteintes et non atteintes de lombalgie.

Méthodes 

Les capteurs inertiels sans fil et une EMG ont été utilisés pour mesurer la cinématique lombo-pelvienne lors de la flexion du tronc en position debout (amplitude de mouvement, synchronisation, coordination de séquence et activation des spinaux) et en position assise (usuelle, érigée, relâchée) sur un échantillon de 126 adultes sans lombalgie et 140 sujets souffrant de lombalgie chronique. 

Le mouvement typique a été défini en utilisant les mesures retrouvées entre les 10° et 90° centiles des sujets non-lombalgiques.  

Les différences moyennes et les taux de prévalence des mouvements atypiques ont été calculés. Les scores de douleur dichotomisés pour «forte douleur en flexion» et «forte douleur en position assise» ont été testés pour leur association avec des variables cinématiques atypiques.

Résultats 

Après ajustement pour l’âge et le sexe, les lombalgiques présentent :

  • Une flexion du tronc réduite (93° vs 111° pour les non-lombalgiques, p <, 0001), 
  • Une plus grande activation des spinaux (25% vs 1,2% pour les non-lombalgiques, p <0001), 
  • Un déplacement plus tardif du bassin au début de la flexion,
  • Un mouvement de flexion plus lent (3,18 s vs 2,22 s).
  • Aucune différence entre les groupes n’a été observée lors des mouvements en station assise, qui présentent de grandes variations chez les lombalgiques. 
  • Une intensité plus élevée de la douleur est associée de manière significative à une limitation de l’amplitude. 

Commentaire 

La douleur ou son souvenir conduit à réduire les amplitudes et la vitesse de mouvements réputés dangereux, l’EMG atteste d’un comportement moteur hyper-protecteur.

Rien de neuf donc sous le soleil du lombalgique, qui risque en plus de croire encore aux «mauvais» mouvements si le praticien le persuade de leur existence…

Référence bibliographique

Sans titreLaird RA, Keating JL, Ussing K, Li P, Kent P. Does movement matter in people with back pain? Investigating ‘atypical’ lumbo-pelvic kinematics in people with and without back pain using wireless movement sensors. BMC Musculoskelet Disord. 2019 Jan 18;20(1):28. doi: 10.1186/s12891-018-2387-x.

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Mesure de mouvements lombaires complexes à l’aide de capteurs inertiels

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Photo provenant du site du constructeur

 

Population-cible :

Vingt sujets sains (âge moyen = 22 (± 3,6) ans, 15 femmes).

Matériel :

Valedo® Motion Research Tool (Version 1.2, Hocoma, Switzerland).

Procédure :

Trois capteurs inertiels sont placés sur L1, S1 et 20 cm au dessus du condyle fémoral latéral, à l’aide d’un scotch double face, après avoir été calibrés par rapport au Nord magnétique et au plan sagittal. Un autre capteur est placé au sol.

Quatre tâches impliquant la flexion ou l’extension lombaire sont demandées au patient :

1- Toucher l’assise d’un tabouret placé devant le sujet, à 15 cm de la pointe des hallux, l’assise étant à 10 cm au dessus de la base des patellas.
2 – S’asseoir et se relever d’un tabouret sans l’aide des mains
3 – Lever un carton de 3 kg du sol (40 x 30 x 23,5 cm), placé 10 cm en dessous de la pointe des patellas
4 – Placer un carton (20 x 17 x 8 cm) de 2 kg sur une étagère à partir d’une table et le replacer sur la table (étagère placée à la hauteur de la styloïde ulnaire du patient, MS en élévation maximale).

Les sujets sont invités à maintenir le rachis lombaire en position neutre (?).

BoussoleFiabilité :

Les quatre tâches ont été effectuées à deux reprises et cinq à sept jours d’intervalle. La fiabilité dépend des mouvements imposés. Le premier et le troisième sont d’une fiabilité excellente (ICC = 0,89-0,96), le lever de position assise d’une fiabilité bonne à excellente (ICC = 0,69-0,92), déplacer un carton d’une étagère à une table d’une fiabilité moyenne (ICC = 0,40-0,67).
L’erreur standard de mesure varie entre 1,1 ° et 3,1 ° pour la colonne lombaire et entre 0,7 ° et 4,8 ° pour la hanche.

Commentaire  :

La complexité de la tâche diminue la fiabilité ? Je verrais bien le lever d’un carton du sol comme examen à garder. En plus, comme geste fonctionnel…

Validité :

Une étude précédente avec le même matériel l’a jugé valide en comparaison d’avec une analyse quantifiée du mouvement classique [2]


Référence bibliographique :

[1] Matheve, T., et al., Within/between-session reliability and agreement of lumbopelvic kinematics in the sagittal plane during functional movement control tasks in healthy persons, Musculoskeletal Science and Practice (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.msksp.2017.08.005

Résumé disponible en ligne

Articles en rapport avec le sujet

[2] Bauer, C.M. et al. 2015. Concurrent validity and reliability of a novel wireless inertial measurement system to assess trunk movement. J. Electromyogr. Kinesiol. 25 (5), 782-790

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