Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BALAFRE NABIL
RAPPORT DE STAGE
Etude dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Stage effectueacute agrave lentreprise Lecante 270 rue Vendocircme 69003 Lyon Maicirctre de stage M Barral
Stage de fin danneacutee de Master 1 Ingeacutenierie Pour la Santeacute de lUniversiteacute Claude Bemard de LYON effectueacute du 17 avril au 16 juin 2006 Enseignant tuteur M E Perrin
Remerciements
Ce stage de fin danneacutee de Master 1 Ingeacutenierie Pour la Santeacute sest deacuterouleacute du 17 avril au 16 juin 2006 dans lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon
Tout dabord je tiens agrave remercier mon maicirctre de stage Monsieur Freacutedeacuteric Barral directeur geacuteneacuteral de la socieacuteteacute pour laccueil quil ma reacuteserveacute et pour la confiance quil ma
teacutemoigneacutee tout au long de ce stage
Je remercie aussi Monsieur Cyril Lecante Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral de mavoir accepteacute au sein de son entreprise
Je remercie eacutegalement Monsieur Boussard kineacutesitheacuterapeute au centre des Massues agrave Lyon pour son accueil chaleureux et sa disponibiliteacute
Enfin je remercie tout le personnel de lentreprise Lecante pour son accueil et sa sympathie
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 2
Sommaire
1 Introduction
2 Lentreprise
1 Historique 2 Structure de leacutetablissement 3 Organigramme de la socieacuteteacute 4 Organigramme du groupe Lecante 5 Activiteacute de la socieacuteteacute
3 La colonne verteacutebrale
1 Description 2 Les courbures
4 La scoliose
1 Deacutefinition 2 Les diffeacuterents types de scoliose
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
1 Le corset 2 La fabrication
6 La CFAO
1 Preacutesentation 2 Technique utiliseacutee pour reacutealiser lacquisition 3 Principe du moulage optique 4 Le traitement du moulage optique
7 Lexamen meacutedical
1 La gibbositeacute 2 Langle de Cobb
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
1 Description du logicie ll Ort-Trunk 2 Quelle meacutethode pour calculer lindice 3 Description de la technique choisie 4 Linformatisation des dossiers meacutedicaux 5 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux 6 Les erreurs dans la meacutethode de calcul 7 Condusion
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale
1 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
page 5
page 6
page 6 page 6 page 7 page 8 page 9
page 10
page 11 page 11
page 12
page 12 oage 13
page 14
page 14 page 14
page 16
page 16 page 16 page 17 page 17
page 18
page 18 page 18
page 19
page 19 page 21 page 21 page 23 page 23 page 24 page 24
page 25
page 25
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 3
2 Le repositionnement de la tranche page 27 3 Calcul de lindice page 29
11 Discussion sur les perspectives davenir page 30
12 Conclusion page 31
13 Bilan du stage page 32
14 Annexes page 33
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 4
1 Introduction
Mon stage sest deacuterouleacute au sein de lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon sous la tutelle du Directeur Geacuteneacuteral M BarraL
Lentreprise Lecante conccediloit fabrique et adapte des appareils dorthopeacutedie et de prothegraveses sur mesure destineacutes agrave corriger une deacuteformation ou pallier un deacuteficit fonctionnel
Mon stage agrave consisteacute au choix et agrave leacutetude dune meacutethode calculant un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale agrave partir dacquisitions optique de patient atteint de scoliose
Dans un premier temps jaborderai dans ce rapport la description de lentreprise et son historique puis une partie geacuteneacuterale sur la scoliose les corsets et leurs fabrications
Dans un second temps Je deacutecrirai l indice et eacutetudierai la meacutethode choisie pour le calculer
Pour finir je preacutesenterai et deacutetaillerai mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 5
2 Lentreprise
21 Historique
Fondeacutee agrave Lyon par Reacutegis Lecante en 1935 la socieacuteteacute a ensuite eacuteteacute dirigeacutee par Pierre Lecante et depuis 1997 par Cyril Lecante
Pierre Lecante a permis le deacuteveloppement de lactiviteacute de lentreprise dans la fabrication et lapplication dappareillages orthopeacutediques Lentreprise a suivi une croissance reacuteguliegravere et a connu un deacuteveloppement reacutegional agrave partir de 1960 en creacuteant des structures dapplication sur la reacutegion Rhocircne-Alpes agrave Saint-Eacutetienne Valence Chambeacutery et Chacirclon-surshySaocircne Ces implantations ont permis decirctre plus proche des patients de mieux satisfaire leurs attentes et une demande croissante en orthoprotheacutese
Lentreprise a modifieacute sa gamme de produits en inteacutegrant les mateacuteriaux nouveaux et en se rapprochant des prescripteurs pour permettre une meHleure prise en compte des besoins des malades Cest dans ce contexte que la reconnaissance internationale de lefficaciteacute du laquo corset lyonnais raquo et de ses deacuteriveacutes dans les traitements des deacuteformaNons du rachis a eacuteteacute leacuteveacutenement phare contribuant agrave la dynamique de lentreprise
22 Structure de IleacutetabUssement
Leacutetablissement Lecante est une socieacuteteacute anonyme dont le siegravege social est situeacute agrave Lyon Dautres eacutetablissements Lecante existent dans des grandes villes (Nice Marseille Paris Lille) mais ils ont chacun leur propre personnaliteacute juridique et sont donc deacutetacheacutes de la socieacuteteacute megravere
Le siegravege social LECANTE SA 270-272 rue Vendocircme 69003 LYON
Leacutetablissement est dirigeacute par le Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral Cyril Lecante assisteacute du Directeur Geacuteneacuteral Freacutedeacuteric Barral et du Directeur Administratif et Financier Franccedilois Lasselin Composeacute de quatre secteurs dactiviteacute (latelier fabrication lapplication le secreacutetariat et la comptabiliteacute) chacun est geacutereacute par un chef de secteur
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - Mi IPS 6
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Remerciements
Ce stage de fin danneacutee de Master 1 Ingeacutenierie Pour la Santeacute sest deacuterouleacute du 17 avril au 16 juin 2006 dans lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon
Tout dabord je tiens agrave remercier mon maicirctre de stage Monsieur Freacutedeacuteric Barral directeur geacuteneacuteral de la socieacuteteacute pour laccueil quil ma reacuteserveacute et pour la confiance quil ma
teacutemoigneacutee tout au long de ce stage
Je remercie aussi Monsieur Cyril Lecante Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral de mavoir accepteacute au sein de son entreprise
Je remercie eacutegalement Monsieur Boussard kineacutesitheacuterapeute au centre des Massues agrave Lyon pour son accueil chaleureux et sa disponibiliteacute
Enfin je remercie tout le personnel de lentreprise Lecante pour son accueil et sa sympathie
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 2
Sommaire
1 Introduction
2 Lentreprise
1 Historique 2 Structure de leacutetablissement 3 Organigramme de la socieacuteteacute 4 Organigramme du groupe Lecante 5 Activiteacute de la socieacuteteacute
3 La colonne verteacutebrale
1 Description 2 Les courbures
4 La scoliose
1 Deacutefinition 2 Les diffeacuterents types de scoliose
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
1 Le corset 2 La fabrication
6 La CFAO
1 Preacutesentation 2 Technique utiliseacutee pour reacutealiser lacquisition 3 Principe du moulage optique 4 Le traitement du moulage optique
7 Lexamen meacutedical
1 La gibbositeacute 2 Langle de Cobb
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
1 Description du logicie ll Ort-Trunk 2 Quelle meacutethode pour calculer lindice 3 Description de la technique choisie 4 Linformatisation des dossiers meacutedicaux 5 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux 6 Les erreurs dans la meacutethode de calcul 7 Condusion
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale
1 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
page 5
page 6
page 6 page 6 page 7 page 8 page 9
page 10
page 11 page 11
page 12
page 12 oage 13
page 14
page 14 page 14
page 16
page 16 page 16 page 17 page 17
page 18
page 18 page 18
page 19
page 19 page 21 page 21 page 23 page 23 page 24 page 24
page 25
page 25
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 3
2 Le repositionnement de la tranche page 27 3 Calcul de lindice page 29
11 Discussion sur les perspectives davenir page 30
12 Conclusion page 31
13 Bilan du stage page 32
14 Annexes page 33
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 4
1 Introduction
Mon stage sest deacuterouleacute au sein de lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon sous la tutelle du Directeur Geacuteneacuteral M BarraL
Lentreprise Lecante conccediloit fabrique et adapte des appareils dorthopeacutedie et de prothegraveses sur mesure destineacutes agrave corriger une deacuteformation ou pallier un deacuteficit fonctionnel
Mon stage agrave consisteacute au choix et agrave leacutetude dune meacutethode calculant un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale agrave partir dacquisitions optique de patient atteint de scoliose
Dans un premier temps jaborderai dans ce rapport la description de lentreprise et son historique puis une partie geacuteneacuterale sur la scoliose les corsets et leurs fabrications
Dans un second temps Je deacutecrirai l indice et eacutetudierai la meacutethode choisie pour le calculer
Pour finir je preacutesenterai et deacutetaillerai mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 5
2 Lentreprise
21 Historique
Fondeacutee agrave Lyon par Reacutegis Lecante en 1935 la socieacuteteacute a ensuite eacuteteacute dirigeacutee par Pierre Lecante et depuis 1997 par Cyril Lecante
Pierre Lecante a permis le deacuteveloppement de lactiviteacute de lentreprise dans la fabrication et lapplication dappareillages orthopeacutediques Lentreprise a suivi une croissance reacuteguliegravere et a connu un deacuteveloppement reacutegional agrave partir de 1960 en creacuteant des structures dapplication sur la reacutegion Rhocircne-Alpes agrave Saint-Eacutetienne Valence Chambeacutery et Chacirclon-surshySaocircne Ces implantations ont permis decirctre plus proche des patients de mieux satisfaire leurs attentes et une demande croissante en orthoprotheacutese
Lentreprise a modifieacute sa gamme de produits en inteacutegrant les mateacuteriaux nouveaux et en se rapprochant des prescripteurs pour permettre une meHleure prise en compte des besoins des malades Cest dans ce contexte que la reconnaissance internationale de lefficaciteacute du laquo corset lyonnais raquo et de ses deacuteriveacutes dans les traitements des deacuteformaNons du rachis a eacuteteacute leacuteveacutenement phare contribuant agrave la dynamique de lentreprise
22 Structure de IleacutetabUssement
Leacutetablissement Lecante est une socieacuteteacute anonyme dont le siegravege social est situeacute agrave Lyon Dautres eacutetablissements Lecante existent dans des grandes villes (Nice Marseille Paris Lille) mais ils ont chacun leur propre personnaliteacute juridique et sont donc deacutetacheacutes de la socieacuteteacute megravere
Le siegravege social LECANTE SA 270-272 rue Vendocircme 69003 LYON
Leacutetablissement est dirigeacute par le Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral Cyril Lecante assisteacute du Directeur Geacuteneacuteral Freacutedeacuteric Barral et du Directeur Administratif et Financier Franccedilois Lasselin Composeacute de quatre secteurs dactiviteacute (latelier fabrication lapplication le secreacutetariat et la comptabiliteacute) chacun est geacutereacute par un chef de secteur
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - Mi IPS 6
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Sommaire
1 Introduction
2 Lentreprise
1 Historique 2 Structure de leacutetablissement 3 Organigramme de la socieacuteteacute 4 Organigramme du groupe Lecante 5 Activiteacute de la socieacuteteacute
3 La colonne verteacutebrale
1 Description 2 Les courbures
4 La scoliose
1 Deacutefinition 2 Les diffeacuterents types de scoliose
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
1 Le corset 2 La fabrication
6 La CFAO
1 Preacutesentation 2 Technique utiliseacutee pour reacutealiser lacquisition 3 Principe du moulage optique 4 Le traitement du moulage optique
7 Lexamen meacutedical
1 La gibbositeacute 2 Langle de Cobb
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
1 Description du logicie ll Ort-Trunk 2 Quelle meacutethode pour calculer lindice 3 Description de la technique choisie 4 Linformatisation des dossiers meacutedicaux 5 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux 6 Les erreurs dans la meacutethode de calcul 7 Condusion
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale
1 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
page 5
page 6
page 6 page 6 page 7 page 8 page 9
page 10
page 11 page 11
page 12
page 12 oage 13
page 14
page 14 page 14
page 16
page 16 page 16 page 17 page 17
page 18
page 18 page 18
page 19
page 19 page 21 page 21 page 23 page 23 page 24 page 24
page 25
page 25
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 3
2 Le repositionnement de la tranche page 27 3 Calcul de lindice page 29
11 Discussion sur les perspectives davenir page 30
12 Conclusion page 31
13 Bilan du stage page 32
14 Annexes page 33
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 4
1 Introduction
Mon stage sest deacuterouleacute au sein de lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon sous la tutelle du Directeur Geacuteneacuteral M BarraL
Lentreprise Lecante conccediloit fabrique et adapte des appareils dorthopeacutedie et de prothegraveses sur mesure destineacutes agrave corriger une deacuteformation ou pallier un deacuteficit fonctionnel
Mon stage agrave consisteacute au choix et agrave leacutetude dune meacutethode calculant un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale agrave partir dacquisitions optique de patient atteint de scoliose
Dans un premier temps jaborderai dans ce rapport la description de lentreprise et son historique puis une partie geacuteneacuterale sur la scoliose les corsets et leurs fabrications
Dans un second temps Je deacutecrirai l indice et eacutetudierai la meacutethode choisie pour le calculer
Pour finir je preacutesenterai et deacutetaillerai mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 5
2 Lentreprise
21 Historique
Fondeacutee agrave Lyon par Reacutegis Lecante en 1935 la socieacuteteacute a ensuite eacuteteacute dirigeacutee par Pierre Lecante et depuis 1997 par Cyril Lecante
Pierre Lecante a permis le deacuteveloppement de lactiviteacute de lentreprise dans la fabrication et lapplication dappareillages orthopeacutediques Lentreprise a suivi une croissance reacuteguliegravere et a connu un deacuteveloppement reacutegional agrave partir de 1960 en creacuteant des structures dapplication sur la reacutegion Rhocircne-Alpes agrave Saint-Eacutetienne Valence Chambeacutery et Chacirclon-surshySaocircne Ces implantations ont permis decirctre plus proche des patients de mieux satisfaire leurs attentes et une demande croissante en orthoprotheacutese
Lentreprise a modifieacute sa gamme de produits en inteacutegrant les mateacuteriaux nouveaux et en se rapprochant des prescripteurs pour permettre une meHleure prise en compte des besoins des malades Cest dans ce contexte que la reconnaissance internationale de lefficaciteacute du laquo corset lyonnais raquo et de ses deacuteriveacutes dans les traitements des deacuteformaNons du rachis a eacuteteacute leacuteveacutenement phare contribuant agrave la dynamique de lentreprise
22 Structure de IleacutetabUssement
Leacutetablissement Lecante est une socieacuteteacute anonyme dont le siegravege social est situeacute agrave Lyon Dautres eacutetablissements Lecante existent dans des grandes villes (Nice Marseille Paris Lille) mais ils ont chacun leur propre personnaliteacute juridique et sont donc deacutetacheacutes de la socieacuteteacute megravere
Le siegravege social LECANTE SA 270-272 rue Vendocircme 69003 LYON
Leacutetablissement est dirigeacute par le Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral Cyril Lecante assisteacute du Directeur Geacuteneacuteral Freacutedeacuteric Barral et du Directeur Administratif et Financier Franccedilois Lasselin Composeacute de quatre secteurs dactiviteacute (latelier fabrication lapplication le secreacutetariat et la comptabiliteacute) chacun est geacutereacute par un chef de secteur
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - Mi IPS 6
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
2 Le repositionnement de la tranche page 27 3 Calcul de lindice page 29
11 Discussion sur les perspectives davenir page 30
12 Conclusion page 31
13 Bilan du stage page 32
14 Annexes page 33
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 4
1 Introduction
Mon stage sest deacuterouleacute au sein de lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon sous la tutelle du Directeur Geacuteneacuteral M BarraL
Lentreprise Lecante conccediloit fabrique et adapte des appareils dorthopeacutedie et de prothegraveses sur mesure destineacutes agrave corriger une deacuteformation ou pallier un deacuteficit fonctionnel
Mon stage agrave consisteacute au choix et agrave leacutetude dune meacutethode calculant un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale agrave partir dacquisitions optique de patient atteint de scoliose
Dans un premier temps jaborderai dans ce rapport la description de lentreprise et son historique puis une partie geacuteneacuterale sur la scoliose les corsets et leurs fabrications
Dans un second temps Je deacutecrirai l indice et eacutetudierai la meacutethode choisie pour le calculer
Pour finir je preacutesenterai et deacutetaillerai mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 5
2 Lentreprise
21 Historique
Fondeacutee agrave Lyon par Reacutegis Lecante en 1935 la socieacuteteacute a ensuite eacuteteacute dirigeacutee par Pierre Lecante et depuis 1997 par Cyril Lecante
Pierre Lecante a permis le deacuteveloppement de lactiviteacute de lentreprise dans la fabrication et lapplication dappareillages orthopeacutediques Lentreprise a suivi une croissance reacuteguliegravere et a connu un deacuteveloppement reacutegional agrave partir de 1960 en creacuteant des structures dapplication sur la reacutegion Rhocircne-Alpes agrave Saint-Eacutetienne Valence Chambeacutery et Chacirclon-surshySaocircne Ces implantations ont permis decirctre plus proche des patients de mieux satisfaire leurs attentes et une demande croissante en orthoprotheacutese
Lentreprise a modifieacute sa gamme de produits en inteacutegrant les mateacuteriaux nouveaux et en se rapprochant des prescripteurs pour permettre une meHleure prise en compte des besoins des malades Cest dans ce contexte que la reconnaissance internationale de lefficaciteacute du laquo corset lyonnais raquo et de ses deacuteriveacutes dans les traitements des deacuteformaNons du rachis a eacuteteacute leacuteveacutenement phare contribuant agrave la dynamique de lentreprise
22 Structure de IleacutetabUssement
Leacutetablissement Lecante est une socieacuteteacute anonyme dont le siegravege social est situeacute agrave Lyon Dautres eacutetablissements Lecante existent dans des grandes villes (Nice Marseille Paris Lille) mais ils ont chacun leur propre personnaliteacute juridique et sont donc deacutetacheacutes de la socieacuteteacute megravere
Le siegravege social LECANTE SA 270-272 rue Vendocircme 69003 LYON
Leacutetablissement est dirigeacute par le Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral Cyril Lecante assisteacute du Directeur Geacuteneacuteral Freacutedeacuteric Barral et du Directeur Administratif et Financier Franccedilois Lasselin Composeacute de quatre secteurs dactiviteacute (latelier fabrication lapplication le secreacutetariat et la comptabiliteacute) chacun est geacutereacute par un chef de secteur
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - Mi IPS 6
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
1 Introduction
Mon stage sest deacuterouleacute au sein de lentreprise dorthopeacutedie Lecante agrave Lyon sous la tutelle du Directeur Geacuteneacuteral M BarraL
Lentreprise Lecante conccediloit fabrique et adapte des appareils dorthopeacutedie et de prothegraveses sur mesure destineacutes agrave corriger une deacuteformation ou pallier un deacuteficit fonctionnel
Mon stage agrave consisteacute au choix et agrave leacutetude dune meacutethode calculant un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale agrave partir dacquisitions optique de patient atteint de scoliose
Dans un premier temps jaborderai dans ce rapport la description de lentreprise et son historique puis une partie geacuteneacuterale sur la scoliose les corsets et leurs fabrications
Dans un second temps Je deacutecrirai l indice et eacutetudierai la meacutethode choisie pour le calculer
Pour finir je preacutesenterai et deacutetaillerai mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 5
2 Lentreprise
21 Historique
Fondeacutee agrave Lyon par Reacutegis Lecante en 1935 la socieacuteteacute a ensuite eacuteteacute dirigeacutee par Pierre Lecante et depuis 1997 par Cyril Lecante
Pierre Lecante a permis le deacuteveloppement de lactiviteacute de lentreprise dans la fabrication et lapplication dappareillages orthopeacutediques Lentreprise a suivi une croissance reacuteguliegravere et a connu un deacuteveloppement reacutegional agrave partir de 1960 en creacuteant des structures dapplication sur la reacutegion Rhocircne-Alpes agrave Saint-Eacutetienne Valence Chambeacutery et Chacirclon-surshySaocircne Ces implantations ont permis decirctre plus proche des patients de mieux satisfaire leurs attentes et une demande croissante en orthoprotheacutese
Lentreprise a modifieacute sa gamme de produits en inteacutegrant les mateacuteriaux nouveaux et en se rapprochant des prescripteurs pour permettre une meHleure prise en compte des besoins des malades Cest dans ce contexte que la reconnaissance internationale de lefficaciteacute du laquo corset lyonnais raquo et de ses deacuteriveacutes dans les traitements des deacuteformaNons du rachis a eacuteteacute leacuteveacutenement phare contribuant agrave la dynamique de lentreprise
22 Structure de IleacutetabUssement
Leacutetablissement Lecante est une socieacuteteacute anonyme dont le siegravege social est situeacute agrave Lyon Dautres eacutetablissements Lecante existent dans des grandes villes (Nice Marseille Paris Lille) mais ils ont chacun leur propre personnaliteacute juridique et sont donc deacutetacheacutes de la socieacuteteacute megravere
Le siegravege social LECANTE SA 270-272 rue Vendocircme 69003 LYON
Leacutetablissement est dirigeacute par le Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral Cyril Lecante assisteacute du Directeur Geacuteneacuteral Freacutedeacuteric Barral et du Directeur Administratif et Financier Franccedilois Lasselin Composeacute de quatre secteurs dactiviteacute (latelier fabrication lapplication le secreacutetariat et la comptabiliteacute) chacun est geacutereacute par un chef de secteur
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - Mi IPS 6
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
2 Lentreprise
21 Historique
Fondeacutee agrave Lyon par Reacutegis Lecante en 1935 la socieacuteteacute a ensuite eacuteteacute dirigeacutee par Pierre Lecante et depuis 1997 par Cyril Lecante
Pierre Lecante a permis le deacuteveloppement de lactiviteacute de lentreprise dans la fabrication et lapplication dappareillages orthopeacutediques Lentreprise a suivi une croissance reacuteguliegravere et a connu un deacuteveloppement reacutegional agrave partir de 1960 en creacuteant des structures dapplication sur la reacutegion Rhocircne-Alpes agrave Saint-Eacutetienne Valence Chambeacutery et Chacirclon-surshySaocircne Ces implantations ont permis decirctre plus proche des patients de mieux satisfaire leurs attentes et une demande croissante en orthoprotheacutese
Lentreprise a modifieacute sa gamme de produits en inteacutegrant les mateacuteriaux nouveaux et en se rapprochant des prescripteurs pour permettre une meHleure prise en compte des besoins des malades Cest dans ce contexte que la reconnaissance internationale de lefficaciteacute du laquo corset lyonnais raquo et de ses deacuteriveacutes dans les traitements des deacuteformaNons du rachis a eacuteteacute leacuteveacutenement phare contribuant agrave la dynamique de lentreprise
22 Structure de IleacutetabUssement
Leacutetablissement Lecante est une socieacuteteacute anonyme dont le siegravege social est situeacute agrave Lyon Dautres eacutetablissements Lecante existent dans des grandes villes (Nice Marseille Paris Lille) mais ils ont chacun leur propre personnaliteacute juridique et sont donc deacutetacheacutes de la socieacuteteacute megravere
Le siegravege social LECANTE SA 270-272 rue Vendocircme 69003 LYON
Leacutetablissement est dirigeacute par le Preacutesident Directeur Geacuteneacuteral Cyril Lecante assisteacute du Directeur Geacuteneacuteral Freacutedeacuteric Barral et du Directeur Administratif et Financier Franccedilois Lasselin Composeacute de quatre secteurs dactiviteacute (latelier fabrication lapplication le secreacutetariat et la comptabiliteacute) chacun est geacutereacute par un chef de secteur
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - Mi IPS 6
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
23 Organigramme de la socieacuteteacute
Preacutesident Directeur li
Geacuteneacuterai 1
Directeur Geacuteneacuteral 1
Directeur Administratif et financier
1 Responsable Qualiteacute l
i
1 1 SecrEacute ariat1 Application 1 Atelier de
1 production 1 1 1 1
1
1 1
Traditionnel CouturetJ Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute
Comptabiliteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 7
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
24 Organigramme du groupe Lecante
1
SAS Lecante Deacuteveloppement Lyon DirectionComptabiliteacute 8 personnes
1 1 1l 1
1
1
SA Lecante Lyon 42 oersonnes 1
SARL Orthonord Lille 6 personnes
1
Agences
Chambeacutery 2 personnes Valence 2 personnes Chagravelons 2 personnes St Etienne 2 personnes
HandvieOrthodiffusion Orthosud SAS Orten Lebre Marseille Moulins NiceCentrale RampDNovelli
6 Lyon 15dAchats 22 Paris 1 personnes personnes 4Lyon personnes12
1 1 personnes2personnes oersonnes 1 i1 i i
Agence
Le petit Quevilly 2 personnes
Figure 2 Organigramme du groupe Lecante
8BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
1
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
25 Activiteacute de la socieacuteteacute
Les missions de Lecante SA ont peu changeacute au cours de lhistoire de leacutetablissement Ce sont les techniques qui ont eacutevolueacute Les deux activiteacutes principales de leacutetablissement consistent en
La production dappareillage sur-mesure Le suivi du patient
Le groupe Lecante innove et organise la recherche en matiegravere dappareillage il a dailleurs permis le deacuteveloppement de la CFAO (Conception et Fabrication Assisteacutee par Ordinateur) dappareillages orthopeacutediques agrave partir de son systegraveme de prise dempreinte optique
Le Groupe Lecante a toujours investi dans les derniegraveres technologies pour concevoir
et reacutealiser ses appareillages avec preacutecision en harmonie avec la morphologie de ses patients et le handicap agrave traiter
Les techniques traditionnelles du bois du cuir et de lacier cocirctoient celles plus modernes du carbone du silicone ou du titane dans une recherche de fiabiliteacute de leacutegegravereteacute et destheacutetique
En matiegravere de production dappareillage leacutetablissement sest deacuteveloppeacute dans diffeacuterentes activiteacutes
Fabrication de dispositifs meacutedicaux sur mesure de petit et grand appareillage Fabrication dune partie du dispositif meacutedical (DM) estheacutetique de prothegravese positifs en mousse fabrication dune partie dun appareillage Sous-traitance de certains eacuteleacutements de la fabrication ou de la totaliteacute dun DM Vente de DM Mise en place de DM avec modification des DM en seacuterie Importation de DM de seacuterie semi-finie agrave adapter au patient
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 9
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
3 La colonne verteacutebrale
31 Description
La colonne verteacutebrale ou rachis est un empilement de 33 ou 34 os articuleacutes les vertegravebres qui forment le support du dos et sur lesquelles sont fixeacutees les cocirctes Le rachis
L seacutelargit de bas en haut pour plus de stabiliteacute ainsI les vertegravebres sont donc diffeacuterentes selon les eacutetages verteacutebraux
Le rachis se divise en 5 parties
1 le rachis cervical
iii se compose de 7 vertegravebres cervicales deacutenommeacutees par la lettre C (de C1 agrave C7) Les deux premiegraveres sont particuliegraveres ce sont latlas et laxis
2 le racnls dorsal (ou thoraciaue
Il est composeacute de 12 vertegravebres thoraciques ou dorsales deacutenommeacutees par les lettres T ou D (de T1 agrave T12 ou de D1 agrave D12) Il fait suite au rach is cervical et preacutecegravede le rachis lombaire
3 le rachis lombal (ou lombaire)
Il se compose de 5 vertegravebres lombales (lombaires) deacutenommeacutees par la lettre L (de L 1 acirc L5) Il fait suite aux rachis dorsal et preacutecegravede le rachis sacreacute
4 le rachis sacreacute (ou sacrum)
Il se compose de 5 vertegravebres sacreacutees ou sacrales deacutenommeacutees par la lettre S (de S1 agrave S5) Il fait suite au rachis lombal et preacutecegravede le rachis coccygien
5 le rachis coccygien (ou coccyx)
If se compose de 4 ou 5 vertegravebres coccygiennes soudeacutees entre elles Contrairement aux autres elles ne sont pas deacutenommeacutees par une lettre Il fait suite au sacrum et constitue la fin du rachis humain
32 Les courbures
La colonne verteacutebrale vue de dos est droite mais dans le plan sagittal (vue de profil) elle preacutesente quatre courbures les concaviteacutes sont nommeacutees lordose et les convexiteacutes cyphose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 10
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
L
profil face
Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale
On distingue
bull Une lordose cervicale bull Une cyphose thoracique bull Une lordose lombaire bull Une cyphose coccygienne
colonne vertebrale
rachis cervical (7 vertebres)
rachis dorsal (12 vertebres)
rachis lombaire ( Svertebre$)
sacrum
cyphose
lordose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS Il
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
4 La scoliose
Figure 4 Exemple de scoliose
41 Deacutefinition
La scoliose est une affection deacuteformante du rachis eacutevoluant jusquagrave maturiteacute osseuse Cest le reacutesultat du deacuteplacement progressif des vertegravebres les unes en rapport aux autres dans les trois dimensions de lespace
Ce deacuteplacement seffectue selon 3 axes de rotation
middot Inflexion lateacuterale qui correspond au deacuteplacement dans le plan frontal middot Extension ou dos plat correspondant au deacuteplacement dans le plan sagittal middot Rotation correspondant au mouvement de la vertegravebre dans un plan horizontal Elle se
traduit cliniquement par la gibbositeacute
- La gibbositeacute est une courbure anormale de la colonne verteacutebrale se manifestant par une saillie du thorax arriegravere
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 12
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Figure 5 La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute
La scoliose la plus freacutequente est la scoliose idiopathique (sans eacutetiologie eacutevidente) qui survient durant ladolescence entre 11 et 13 ans chez les filles (80 des scolioses) et 13-15 ans chez le garccedilon (20 des scolioses)
42 Les diffeacuterents types de scoliose
Le type de scoliose est deacutefini par une ou plusieurs courbures thoraciques lombaire thoracomiddot lombaire en fonction des vertegravebres limites
T L
Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 13
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
5 Traitement de la scoliose par ortheses du tronc ou corset
51 Le corset
Ce traitement a pour but de reacuteduire les courbures dune scoliose et va ecirctre porteacute environ 18 mois ou tout au moins jusquagrave maturiteacute osseuse Un corset est dit valide sil est
bull Sur mesure bull Reacuteglable (la croissance est bien sucircr agrave prendre en compte) bull Estheacutetique bull Semaine (fabriqueacute en 3 jours) bull Controcircleacute
doit ecirctre porteacute agrave chaque fois que le patient est assis apregraves une seacuteance de sport et surtout la nuit (le corset a en effet 70 deffet la nuit)
existe diffeacuterentes orthegraveses qui sont adapteacutees pour diffeacuterentes pathologies aussi bien les scolioses (de tout types) que les fractures Aujourdhui gracircce au deacuteveloppement et acirc leacutevolution des mateacuteriaux utiliseacutes on peut mecircme trouver des corsets souples comme le laquo toileacute qui facilitent lexercice physique
52 La fabrication
La fabrication des corsets est reacutealiseacutee dans latelier situeacute au-dessus des bureaux ou lon conccediloit eacutegalement des prothegraveses et divers appareils orthopeacutedique Le mode opeacuteratoire est le mecircme pour tout les corsets et peut ecirctre deacutecomposeacute en plusieurs
eacutetapes
521 La fabrication du positif
Avant de fabriquer le positif il faut dabord effectuer la prise dempreinte Cest une eacutetape deacuteterminante dans la fabrication du corset cette empreinte doit ecirctre la plus fidegravele possible au tronc du patient On peut la reacutealiser par acquisition optique ou bien par moulage au placirctre
bullAcquisition optique
La forme du tronc du patient est acquise par le capteur 3D et geacuteneacutereacutee par le logiciel Comfortac Ensuite les retouches sur limage en 3D sont effectueacutees au moyen du logiciel Ort-Trunk
Limage finale est envoyeacutee agrave lusinage ou une fraiseuse va reacutealiser le positif dans une mousse de polymeacutethane
Figure 7 Le fraisage- W
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 14
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
-Moulage au placirctre
On effectue tout daccedilord un moulage au placirctre du tronc du patient appeleacute neacutegatif On va ensuite le fermer et le remplir de placirctre on obtient une statue appeleacutee positif Une fois sec on retire le neacutegatif et on effectue les retouches disparition des deacutefauts inheacuterents au coulage du positif et accentuation des diffeacuterentes zones dappui Ce mode de fabrication est beaucoup plus long que lacquisition optique
512 Thermoformage de la coque dessai
On chauffe une plaque de polyeacutethylegravene agrave 1600 pendant 15 minutes et une fois souple on lapplique sur le positif Une fois segraveche on obtient le corset utiliseacute pour Ilessayage
513 Essayage du corset sur le patient
Cette eacutetape permet de rectifier la dimension du corset et de tracer lemplacement des mains dappui
514 Fabrication du corset deacutefinitif
Suite agrave lessayage on effectue les diffeacuterentes modifications sur le positif puis on reacutealise le corset deacutefinitif suivant le mecircme mode opeacuteratoire que la coque dessai On lui ajoute des renforts en carbone et le systegraveme de fermeture avant lessayage du corset sur le patient par lapplicateur Les retouches sont effectueacutees immeacutediatement agrave latelier et le patient repart avec son corset
Figure 8 Le corse1 Lyonnais fabriqueacute et conccedilu par lentreprise Lecante
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 15
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
6 La CFAO
61 Preacutesentation
Le groupe Lecante procegravede depuis de nombreuses anneacutees agrave des investissements lourds en recherche et deacuteveloppement afin de remplacer le traditionnel moulage placirctreacute par des proceacutedeacutes plus scientifiques
Lentreprise est ainsi eacutequipeacutee dun capteur optique fixe deacuteveloppeacute et commercialiseacute par la socieacuteteacute Orten filiale du groupe Lecante Composeacute de quatre colonnes eacutequipeacutees de projecteurs et de cameacuteras relieacutees au logiciel Comfortac il permet lobtention rapide et sans contact de la forme preacutecise du tronc ou des membres infeacuterieurs avec une preacutecision de plus ou moins 1 mm
Figure 9 Le capteur optique
62 Technique utUiseacutee pour reacutealiser lacquisition
Le capteur effectue lacquisition par projection de franges cette meacutethode consiste agrave projeter sur le patient des lignes noires et blanches Les deacuteformations de lia mire sur le patient permettant gracircce agrave un dispositif optoeacutelectronique adapteacute et agrave une meacutethode matheacutematique sophistiqueacutee de reconstituer le relief de lobjet Les images issues de la projection de franges contiennent toutes des informations de relief quil faudra deacutecoder Les techniques de projection de franges permettent lacquisition dune surface et non pas uniquement dune ligne U faut neacuteanmoins utiliser plusieurs capteurs pour obtenir la totaliteacute du corps du patient
Figure 10 La projection de franges
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 16
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
63 Principe du moulage optique
Avant de commencer la prise demprunte on procegravede agrave un examen minutieux du patient et de son bilan clinique Ces informations sont consigneacutees et servent agrave Ilopeacuterateur qui reacutealisera les modifications avec Ort-trunk de travailler sans avoir vu le patient
Ensuite afin dobtenir un moulage optique optimal il est neacutecessaire davoir un eacuteclairement homogegravene sur le patient Pour ce fa ire on revecirctit le patient dun jersey blanc moulant et lon veille agrave labsence de plis
Pour permettre agrave Ort-trunk de construire sa modeacutelisation on place au marqueur les repegraveres anatomiques importants
Le patient est placeacute debout au centre du capteur en position dautocorrection et reste immobile pendant la dureacutee de lacquisition qui est de deux secondes
Figure 11 Exemple dacquisition
64 Le traitement du moulage optique
Le logiciel de Conception Assisteacute par Ordinateur Ort-trunk a eacuteteacute conccedilu pour modeacuteliser et manipuler les donneacutees 3D issues du capteur Ainsi lhortoproteacutesiste retouche la forme externe du tronc de la mecircme maniegravere quil leffectuera pour un positif en placirctre
Les avantages de ce proceacutedeacute par rapport agrave la prise dempreinte placirctreacutee sont nombreux Il permet agrave lorthoprotheacutesiste de travailler sur limage reacuteelle de son patient de gagner un temps consideacuterable dans la production de stocker numeacuteriquement les informations et de suivre en 3D leacutevolution du traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 17
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
7 Lexamen meacutedical
Le dossier meacutedical speacutecifique agrave chaque patient contient les bilans deacutetailleacutes du dos les bilans radiologiques et des eacuteleacutements sur les anteacuteceacutedents meacutedicaux et chirurgicaux Dans le cadre de mon travail sur leacutetude dun indice en correacutelation avec la deacutel ormation de la colonne verteacutebrale jai eacutetudieacute une cinquantaine de dossiers meacutedicaux de patients du centre des Massues agrave Lyon Je me suis inteacuteresseacute en particulier agrave la valeur des gibbositeacutes et des angles de Cobb deux para meacutetres qui permettent de suivre efficacement leacutevolution dune scoliose
71 La gibbositeacute
j ltj La valeur de la gibbositeacute (en mm) est eacutegal agrave la distance entre il ~
lhorizontale passant par le sommet de celle ci et le dos cocircteacute concave en ( gt ~ un pOint symeacutetrique de ce sommet par rapport agrave la ligne des eacutepineuses
1 La gibbositeacute est rechercheacutee debout ie patient pencheacute en avant le bassin l 1 eacutetant eacutequilibreacute et les mains jointes entre les jambes tendues
1 1 lII 1 1 1 1 l 1
1 ) II 1
Ij ---1 i
Ali-shyFigure 12 Mesure de ja gibbosicircteacute
72 Langle de Cobb
Cette mesure est effectueacutee sur la radiographie de face du patient et pour chaque veacuteritable courbure Langle de Cobo est formeacute par la droite passant par le plateau supeacuterieur de la vertegravebre limite supeacuterieure et la droite passant par le plateau infeacuterieur de la vertegravebre limite infeacuterieure Les vertegravebres limites de la courbure sont les vertegravebres les plus inclineacutees par rapport agrave lhorizontal
Figure 13 Mesure de langle de Cobb
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 18
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
8 Lindice de deacuteformation de la colonne verteacutebrale
Le but de ce travail de recherche est de deacuteterminer une correacutelation entre lempreinte prise par le capteur et la deacuteformation de la colonne verteacutebrale et ainsi agrave long terme rem~lacer l~xamen raqiologique et clinique pour quantifier la graviteacute de la scoliose Ce sujet de stage ayant deacutejacirc eacuteteacute donneacute agrave de preacuteceacutedents stagiaires la premiegravere partie de mon travail agrave eacuteteacute de choisir la meilleure meacutethode pour calculer cet indice Le point de deacutepart ma recherche agrave eacuteteacute la compreacutehension du fonctionnement du logiciel de modeacutelisation Ort-Trunk
81 Description du logiciel Ort-Trunk
Figure 14 Eacutecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk
Ce logiciel est utiliseacute apregraves lacquisition reacutealiseacutee agrave laide du capteur optique 3D Orten On voit ici le tronc dune personne modeacuteliseacute sur plusieurs vues ce qui permet agrave lapplicateur de reacutealiser des modifications sur limage dun patient (rotations translations modifications de rayon etc)
Il est ainsi possible de fabriquer un corset sur mesure adapteacute agrave la morphologie du patient et permettant de reacuteduire la deacuteformation de la colonne Pour chaque patient on geacutenegravere donc un fichier aop qui peut ecirctre lu par le logiciel Ort-Trunk
A partir de ce fichier on peut en creacuteer un autre issu du bloc note (format txt) qui permet davoir accegraves aux diffeacuterents points constituants lensemble deacute la forme du tronc
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 19
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
AAOPI - ORTEN - ORT-Trunk shy- Sy s1egraveme 0 --shy ShapeType - Trunk - Unde1Iumlned - Scanner END COMMENTS CYUNDRICAL NONE 2 px 1 00343590 37 862484 253963353 l 012472669 1 8957 112
0000 90 41DXDJ 9
00 -3041300 -292 100 -279400 -266700 -254 0Cll -241300 -228600 -215900 -2032ŒXJ 77901 0 = 782740= 79 160 o COl 00 394 degCOl 81974 0 0Cll 84008 0000 96754 Ocm 90 141 o cm 94317 0 000 99252 0 000
-Figure 15 Exemple de fichier bloc note issue dun fichier AOP
Le tronc est modeacuteliseacute par un nombre de tranches successives en hauteur pouvant aller dune quarantaine de tranches agrave environ soixante-quinze tranches maximum qui sont visualisables sur le fichier bloc note Chaque tranche est constitueacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux par un espace de 4 degreacutes ce qui permet dobtenir agrave 360 degreacutes la circonfeacuterence de cette partie du tronc
Figure 16 Exemple de 3 tranches
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 20
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Chaque point dans le plan est donc situeacute agrave laide de 3 critegraveres
bull Une longueur Le programme Ort-Trunk nous donne les distances qui seacuteparent le centre de la circonfeacuterence de la tranche on a donc 90 distances sur le total de la tranche Pour des raisons de commoditeacute et par aberration (car ce nest pas un cercle) jappellerai ces distances des laquo rayons raquo
bull Un angle compris entre 0 et 356 degreacutes en partant du centre de la face ventrale
Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et lautre agrave 3150
bull Une hauteur chaque tranche possegravede une altitude qui permet de placer les 90 points qui la constitue agrave une hauteur donneacutee avant de passer agrave lautre
Le tronc ainsi reacutealiseacute est composeacute de 4050 points pour les plus petits (45 tranches) agrave environ 6750 points pour les plus grands (75 tranches)
82 Quelle meacutethode pour calculer lindice
Jai choisi dutiliser une meacutethode de calcul creacuteeacutee par un ancien stagiaire de DESS geacutenie Biomeacutedicale cest celle qu il donne lindice me semblant ecirctre le plus repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Par la suite je veacuterifierai son exactitude en comparant cet indice avec des dossiers meacutedicaux de patients scoliotiques
83 Description de la technique choisie
En observant une tranche de tronc dite normale et en la comparant avec une tranche dite deacuteformeacutee par une gibbositeacute on peut voir que la symeacutetrie par rapport au plan sagittal est respecteacutee dans lune mais pas dans lautre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 21
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
On en deacuteduit quun calcul utilisant la comparaison des surfaces permettrait davoir une vue plus preacutecise de la forme exacte de la circonfeacuterence
200 ---------
200
Figure 18 Agrave gauche une tranche deacuteformeacutee par la gibbositeacute agrave droite une tranche normale
En regardant la surface dune tranche on peut distinguer deux plages inteacuteressantes la plage posteacuterieure allant de 90 0 agrave 180 0
puis la seconde allant de 180 0 agrave 270 0 En effet sur bull
ces deux plages on peut dessiner les diamegravetres qui vont nous aider agrave comprendre comment la geacuteomeacutetrie de la tranche change lors dune deacuteformation
-
-150
Figure 19 En bleu ensemble des diamegravetres de 90 0 agrave 1800 en rose les diamegravetres de
1800 agrave 2700
Lorsque lon compare la plage bleue avec la plage rose on peut constater sur la tranche normale leacutegaliteacute quasi parfaite entre les longueurs des diamegravetres
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 22
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Cette observation permet de voir que lorsquintervient la deacuteformation due agrave la gibbositeacute il y a une rotation des vertegravebres qui creacutee un deacuteplacement de ces diamegravetres vers la gaucne ou vers la droite ce qui thegraveoriquement rend les parties roses et bleues ineacutegales en termes de longueur-
Ainsi cette observation conduit agrave reacutealiser un calcul de diamegravetre moyen sur les deux parties (rose et bleue) puis agrave calculer le rapport suivant
Diamegravetre rose moyen = (L diamegravetre rosenombre de diamegravetre rose) Diamegravetre bleu moyen =(L diamegravetre bleunombre de diamegravetre bleu)
P UIS
Indice de deacuteformatiumlon moyen = Diamegravetre rose moyenDiamegravetre bleu moyen
84 Linformatisation des dossiers meacutedicaux
Lun des travaux demandeacutes par mon maicirctre de stage fut linformatisation des don neacutees relatives agrave la graviteacute de la scoliose contenues dans les dossiers meacutedicaux Pour ce faire le me SUIS rendu plusieurs jours durant aux Massues qui est un centre speacutecialisegrave dans les pathologies rachidiennes
Jal ainsi travaillegrave en collaboration avec M Boussard kineacutesitheacuterapeute et son eacutequipe pour dans un premier temps compleacuteter mes connaissances acquises agrave lentreprise Lecante sur la scoliose et dans un second temps apprendre agrave exploiter efficacement un dossier meacutedical
Pour reacutealiser une eacutetude plus significative nous avons deacutecideacute de ne choisir que des scolioses de type thoracique et de ne garder que les deacuteformations agrave droite de la colonne verteacutebra e
Jai pu avoir accegraves agrave une cinquantaine de dossiers et reacutepertorier dans un tableau Excel les valeurs des angles de Cobb et des gibbositegraves pour chaque patient agrave trois dates diffeacuterentes correspondant aux trois acquisitions
Les acquisitions faites par le capteur optique ont eacuteteacute reacutealiseacutees avant le placirctre avant le traitement par corset et apregraves un an de traitement de corset
Jai ainsi reacutealiseacute une eacutetude sur la validiteacute de cet indice en le comparant avec les paramegravetres contenus dans les dossiers et en tenant aussi compte de leacutevolution de la scoliose au cours du temps
85 Comparaison de lindice avec les dossiers meacutedicaux
Jai eacuteva1lueacute la validiteacute de cet indice sur une vingtaine de patients avec pour chacun 3 examens meacutedicaux et 3 acquisitions effectueacutees au mecircme moment et eacutetaleacutees dans le temps
Apregraves comparaison il savegravere quil ny a aucune correacutelation entre la valeur de cet indice et les paramegravetres mesureacutes par le praticien (angle de Cobb et gibbositeacute) Cet indice nest donc ni repreacutesentatif de la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ni de ta variation de relief du tronc Ainsi un patient nayant pas de deacuteformation de la colonne verteacutebrale peut avoir un indice supeacuterieur ou infeacuterieur agrave 1
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 23
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Cette conclusion ne me permettant pas de poursuivre la deuxiegraveme partie de mon travail leacutetude statistique jai deacutecideacute de chercher la cause de ces reacutesultats aberrants et dameacuteliorer cette meacutethode de calcul dindice en reacuteduisant le plus possible la deacutependance agrave lopeacuterateur
86 Les erreurs dans la meacutethode de calcul
Tout dabord ni lorientation ni la posture du patient qui sont des paramegravetres variables ne sont pris en compte dans les diffeacuterentes meacutethodes de calcul Ainsi la meacutethode de calcul est valable seulement si le patient est droit et bien orienteacute ce qui nest agrave priori jamais le cas Lapplicateur agrave la possibiliteacute de repositionner le tronc du patient avec le logiciel Ort_ Trunk mais ce reacuteglage est impreacutecis
Sajoutant agrave ces paramegravetres lieacutes aux patients la principale cause de la nonshyrepreacutesentativiteacute de cet indice eacutetait de partir du fait que le logiciel calculait un centre pour chaque tranche Ce qui apregraves consultation des employeacutes de la socieacuteteacute Orten est faux le logiciel calcul un centre unique pour tout le tronc Pour eacutetayer mon raisonnement jai repreacutesenteacute deux tranches positionneacutees sur un axe issu du tronc dun mecircme patient ne souffrant daucune deacuteformation de la colonne verteacutebrale
x
Figure 20 Deux tranches A et B issues du mecircme patient
La tranche A aurait donneacute un indice = 1 cest agrave dire une colonne verteacutebrale sans deacuteformation La tranche B aurait donneacute un indice lt 1 cest agrave dire une deacuteformation agrave droite de la colonne verteacutebrale
87 Conclusion
Une meacutethode de calcul dun indice repreacutesentant la deacuteformation de la colonne verteacutebrale ne peut pas ecirctre eacutelaboreacutee sans prendre en compte lorientation du patient et le calcul dun centre pour chaque tranche Ainsi de nouveaux paramegravetres sont agrave mettre en jeu pour obtenir un indice fiable et preacutecis comparable avec plusieurs acquisitions dun mecircme patient Cette conclusion rejoint la notion dopeacuterateur indeacutependant souhaiteacute par mon maitre de stage et ma pousseacute agrave effectuer des recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode deacutetailleacutees dans la suite de mon rapport
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
x
24
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
9 Recherches sur le calcul dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de fa colonne verteacutebrale
Mon stage arrivant agrave sa fin je deacutetaille dans les pages suivantes mes recherches sur lameacutelioration de cette meacutethode de calcul avec pour objectif lobtention dun indice repreacutesentatif Je laisse la partie programmation au futur stagiaire travaillant sur cet indice (un logiciel plus pUissant que Excel tel que Scilab sera indispensable pour effectuer ces calculs)
91 Calcul du veacuteritable centre de chaque tranche
Rappel Une tranche est composeacutee de 90 points seacutepareacutes entre eux de 4deg La longueur des 90 rayons est donneacutee par le logiciel Ort-Trunk et correspond agrave la distance entre laxe des z (centre unique pour tout le thorax) et la circonfeacuterence de la tranche
Rayo
z
Figure 21 repreacutesentation dune tranche
911 Premiegravere meacutethode calcul du milieu dune droite seacuteparant deux points
Apregraves avoir recreacuteeacute les tranches en coordonneacutees carteacutesiennes le centre de la tranche serait le milieu dune droite reliant un point P (Xp Yp) de la tranche agrave son opposeacute P (-Xp shyYp) Mais cette meacutethode serait valable si et seulement si chaque point avait son opposeacute ce qui nest pas toujours le cas La meacutethode permettant le calcul exact des coordonneacutes du centre dune tranche est la suivante
912 Deuxiegraveme meacutethode Caicui du barycentre
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 25
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
9121 Deacutefinition
Figure 22 Repreacutesentation dune tranche
Dans un repegravere (0 x y) G est le barycentre de ( Ml Ll ) (M2 L2) (Mn Ln) avec M(Xi Yi) centre du segment Li
Les coordonnees du point G sont
Xg = Ll Xl+LgXg+ L3X3+ +Loxn Ll+L2+ L3 +Ln
Yg = L1Yl+LgY2+ L3v3+ +Lnvo L1+L2+ L3 + n
9122 Proceacutedure
-Transformation des coordonneacutees cylindriques en coordonneacutees carteacutesiennes
Cette transformation des coordonneacutees des 90 points constituant une tranche en coordonneacutees carteacutesiennes est indispensable pour calculer son barycentre
Les coordonneacutees de P sont (x= rcos 9 y=rsin 9)
-Calcul de la distance L seacuteparant deux points
-Calcul des coordonneacutees du point M centre du segment L
-Calcul des coordonneacutees du barycentre G veacuteritable centre de la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M 1 IPS 26
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
On effectue le calcul des coordonneacutees de G en suivant la deacutefinition plus haut
-Enfin agrave partir des coordonneacutees du nouveau centre G on recalcule les coordonneacutees des points a partir de celui ci
Les coordonneacutees de P sont (xp- xg Yo - Yg)
92 Le repositionnement de la tranche
Leacutetape suivante est la correction dune mauvaise orientation du patient en effectuant une rotation de celle ci par rapport au centre G
y y
x
Figure 23 Bonne orientation Figure24 Mauvaise orientation
921 Premiegravere meacutethode la plus simple
Elle consiste agrave calculer langle creacuteer par les deux rayons les plus longs dune tranche toujours situeacutes sur les coteacutes avec laxe des 90 0 pour une orientation laquo agrave droiteraquo et avec iaxes des 2700 pour une orientation laquo agrave gauche raquo
Figure 25 Premiegravere meacutethode
Ensuite on ajoute cet angle a aux angles des 90 rayons pour repositionner correctement la tranche
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 27
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Cette meacutethode fonctionne seulement si les deux rayons de longueur maximum seacuteparent la tranche en deux parties eacutegales
Car dans certains cas on peut trouver deux maximums ou un maximum situeacute un peu en dessous ou un peu au dessus de laxe de symeacutetrie de cette tranche La meacutethode suivante le calcul du barycentre tient compte de ces irreacutegulariteacutes
922 Meacutethode ameacutelioreacutee le barycentre
Cette meacutethode est une version ameacutelioreacutee de la technique preacuteceacutedente et consiste agrave calculer langle moyen de 45 rayons correspondant agrave la moitieacute dune tranche Tout dabord il faut tracer la courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
160 ---------shy
140
120
100
80
60
40
20
o +----_+---~~---~---_+---~r_--~
Figure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
Ensuite on calcul langle moyen en utilisant la formule du barycentre
avec i allant de 0 agrave 45
On effectue le mecircme calcul pour les rayons entre 1800 et 360 0 puis on fait la moyenne des deux angles 8moy obtenus Finalement on calcule la diffeacuterence en degreacute ex entre laxe des 90 0 et 8moy et on ladditionne agrave langle de tous les rayons
Cette meacutethode est plus preacutecise que la preacuteceacutedente car elle prend en compte la forme de lia tranche et lensemble de ses rayons et de ses angles
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 28
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
922 Troisiegraveme meacutethode lellipse
Il faut transformer les coordonneacutees des points en coordonneacutees carteacutesiennes on obtient ainsi un nuage de pOints Ensuite on trace lellipse correspondante agrave ce nuage de points et on mesure langle fait par lell ipse avec laxe des 90deg
Cette technique est plus complexe agrave mettre en œuvre que le calcul du barycentre mais tout aussi fiable
93 Calcul de lindice
Une fois les tranches recentreacutees et repositionneacutees on peut alors calculer lindice de deacuteformation moyen selon la meacutethOde vu preacuteceacutedemment Si on effectue ces calculs agrave chaque acquisition dun mecircme patient on obtiendra un indice comparable dans le temps Ainsi on aura atteint lobjectif pouvoir simplement avec les indices suivre leacutevolution de la scoliose du patient et ajuster son traitement
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 29
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
10 Discussion sur les perspectives davenir
Le recentrage de chaque tranche est une eacutetape obligatoire pour calculer un indice agrave partir dacquisition faite par le capteur mais sa reacuteorientation peut ecirctre discuteacutee
En reacuteorientant la tranche on corrige la mauvaise posture du patient source de reacutesultats fausseacutes mais on atteacutenue aussi la deacuteformation de la colonne verteacutebrale Lutilisation dune meacutethode trop normal icircsatrice qUI ne mettrait pas assez en eacutevidence la graviteacute de la scoliose du patient ne conduira pas agrave un diagnostic exact
Des tests avec et sans reacuteorientation de la tranche devront ecirctre meneacutes pour pouvoir en juger
Pour ce qui est de lavenir de la recherche sur un indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebrale les trois grandes lignes des meacutethodes de calcul seront automatisation Indeacutependance vis agrave vis de jopeacuterateur et repreacutesentativiteacute
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 30
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
11 Conclusion
Mes recherches effectueacutees sur une meacutethode de calcul dun indice en correacutelation avec lia deacuteformation de la colonne verteacutebrale montre que le recentrage de chaque tranche et eacuteventuei lement sa reacuteorientation est obligatoire
li est donc neacutecessaire dinclure ces parameacutetres dans le cahier des charges afin dobtenir un indice le plus repreacutesentatif possible et une technique de calcul opeacuterateur indeacutependante
Ainsi dans ce rapport sont deacutetailleacutees des meacutethodes permettant davancer dans la recherche sur la quantification de la graviteacute de la scoliose agrave partir dacquisitions du capteur optique Orten
Je pense que cet indice remplacera agrave court terme la mesure clinique des gibbositeacutes et agrave long terme celle de langle de Cobb ainsi on eacutevitera les dangers lieacutes agrave lexposition aux rayons x lors de lexamen radiologique
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 31
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
12 Bilan du stage
Ce stage ma initieacute au fonctionnement dune entreprise et plus particuliegraverement ma permis de deacutecouvrir en profondeur le domaine de lorthopeacutedie
Mes activiteacutes au sein de cette entreprise furent tregraves diverses jai pu suivre les eacutetapes de la conception dun corset participer aux essayages ou consulter des dossiers meacutedicaux au centre des Massues
Durant le stage jai pu apprendre agrave deacutevelopper des meacutethodes pour fournir un travail rigoureux et exploitable par celu i qui reprendra mes recherches
Dautre part mon tuteur eacutetant tregraves occupeacute de par sa fonction il ma laisseacute une grande autonomie dans la conduite de mon stage ce fut une expeacuterience dautant plus enrichissante et formatrice
Enfin un bon contact avec les diffeacuterents membres de lentreprise eacutetait neacutecessaire pour mener agrave bien mon sujet Jai ainsi appreacutecieacute le coteacute relationnel de mon stage aspect Important dans toute activiteacute professionnelle
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 32
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Annexes
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
5
10
15
20
25
Table des figurations
Figure 1 Organigramme de la socieacuteteacute Figure 2 Organigramme du groupe Lecante Figure 3 Les courbures de la colonne verteacutebrale Figure 4 Exempie de scoliose Figure La rotation verteacutebrale et la gibbositeacute Figure 6 Les diffeacuterents types de scoliose Figure 7 le fraisage Figure 8 Le corset Lyonnais de lentreprise Lecante Figure 9 Le capteur optique Figure La projection de franges Figure 11 Exemple dacquisition Figure 12 Mesure de la gibbositeacute Figure 13 Mesure de langle de Cobb Figure 14 Ecran de visualisation du logiciel de CAO Ort-Trunk Figure Exemple de fichier bloc note issue dun fichierAOP Figure 16 Exemple de 3 trancnes Figure 17 Exemple de deux rayons un situeacute agrave 45 0 et jautre agrave 3150
Figure 18 Trancne deacuteformeacutee par la gibbositeacute tranche normale Figure 19 Ensemble des diamegravetres de 90 agrave 1800 et de 180 agrave 270 0
Figure Deux tranches A et B issues du mecircme patient Figure 21 Repreacutesentation dune tranche Figure 23 Bonne orientation Figure 24 Mauvaise orientation Figure Premiegravere meacutethode Fgure 26 Courbe repreacutesentant la longueur du rayon en fonction de son angle
page 7 page 8 page 11 page 12 page 13 page 13 page 14 page 15 page 16 page 16 page 17 page 18 page 18 page 19 page 20 page 20 nage 21 oage 22 page 22 page 24 page 26 page 27 page 27 page 27 page 28
BALAFREJ Nabil - Rapport de stage - M1 IPS 34
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35
Bibliographie
bull wwwDemauroy net site Internet sur la colonne verteacutebrale conccedilu par le Professeur Demauroy
bull Les deacuteformations du rachis par PStagnara (eacutedition Masson)
bull Manuel dutilisation Comfortac Dispositif de Moulage optique du tronc
bull Rapport de Stage de Cherid Youssef Calcul et automatisation dun indice en correacutelation avec la deacuteformation de la colonne verteacutebraie
-
BALAFREJ Nabil- Rapport de stage - M1 IPS 35