The purpose of this paper is to present a protocol aiming to quantify the role of the lacertus fibrosus (LF) on the motion rhythm of the humero-ulnar and forearm joints. In-vitro motion measurements were collected by stereophotogrammetry. Motion data were collected in various conditions (intact LF, LF resected, variable loading weights). Motion data were then fused with the specimen 3D bone models obtained from medical imaging. Joint model building, including construction of anatomical frames, and motion representation occurred in a in-house software called “lhpFusionBox”. Statistical comparison allowed then to quantify the motion differences between the untouched specimens and after LF resection. The data related to one specimen is reported in this paper as a feasibility study. Results for multiple specimens will be presented during the congress.

Ce travail de these investigue la cinematique des doigts longs par deux approches differentes et complementaires ainsi que la faisabilite de la fusion entre celles-ci. La premiere approche comporte le developpement complet d’un protocole d’evaluation fonctionnelle tridimensionnelle des doigts. Des mouvements continus sont etudies de maniere in vivo et la cinematique des cinq doigts est visualisee simultanement. La seconde approche consiste en l’application d’une methodologie in vitro de modelisation des doigts afin de creer un modele anatomiquement fidele permettant d’apprecier la cinematique tridimensionnelle ainsi que differents parametres biomecaniques des muscles mobilisant les doigts longs. Les deux approches sont finalement comparees et la faisabilite de leur couplage etudiee en vue d’une fusion des donnees issues de ces deux methodologies. Les methodes developpees dans ce travail sont egalement considerees dans le cadre d’une utilisation clinique. La premiere partie de ce travail presente la methodologie complete d’un protocole novateur d’evaluation de la cinematique des doigts in vivo. Plusieurs mouvements analytiques et fonctionnels des doigts ont ete analyses sur un echantillon de vingt sujets sains. Les mouvements analytiques ont tout d’abord permis d’etudier le comportement physiologique des doigts mais egalement de constater des specificites fonctionnelles de chacun. Les mouvements fonctionnels ont ensuite permis d’analyser la biomecanique des doigts lors de mouvements plus complexes. Les synergies intra- et inter-doigts ont ete etudiees et les specificites des muscles mobilisant les doigts sont discutees. Enfin, une base de donnees de sujets sains a ete creee pour permettre de futures etudes incluant des sujets souffrant de pathologies de l’appareil neuro-musculo-squelettique de la main. Les limites mises en evidence ainsi que le role des muscles decrit dans cette premiere partie justifient l’emploi de la modelisation dans la suite de ce travail.La deuxieme partie de ce travail apporte une contribution a la modelisation musculo-squelettique des doigts longs. Une nouvelle methodologie de creation de referentiels pour les segments des doigts longs est presentee et confrontee a une methodologie faisant standard (recommandations de l’International Society of Biomechanics). Par ailleurs, le modele developpe sur base de donnees tomodensitometriques a permis d’etudier plusieurs parametres de la cinematique par positions discretes des doigts longs. Le modele est apparu satisfaisant concernant la cinematique articulaire. Une methodologie originale de modelisation des muscles extrinseques des doigts est egalement presentee. Les resultats de l’etude des excursions tendineuses et des bras de levier musculaires ont permis de conclure que le modele est pertinent pour l’etude de la cinematique articulaire des doigts longs et des parametres musculaires presentes dans certaines limites. Le modele musculo-squelettique decrit constitue une base pour de multiples ameliorations futures dont certaines sont abordees dans ce travail. Afin de rendre le modele le plus proche de la realite, les donnees des deux premieres parties du travail sont envisagees dans le cadre d’une fusion de donnees. La derniere partie de ce travail s’interesse a la faisabilite de la fusion entre la methodologie d’evaluation fonctionnelle de la cinematique des doigts in vivo et la modelisation musculo-squelettique des doigts longs. De nombreux parametres cinematiques ont ete compares et les limitations identifiees ont ete investiguees, dont notamment les artefacts lies aux deplacements des tissus mous sur les segments osseux. Par ailleurs, les perspectives d’utilisation de ces deux methodologies dans un environnement clinique sont egalement abordees. Dans sa globalite, ce travail apporte une contribution a la connaissance de la cinematique des doigts longs par deux approches differentes ainsi que par l’etude de la faisabilite de la fusion entre celles-ci. Les methodologies presentees offrent de multiples possibilites. Les limitations inherentes aux methodologies employees dans ce travail sont etudiees et discutees. De multiples pistes de reflexion et d’etudes futures sont egalement presentees sur base des travaux decrits. La fusion des donnees abordee pourra dans les travaux futurs permettre de developper des outils pour l’analyse fonctionnelle des doigts dans des applications en recherche fondamentale ou en routine clinique.

La modélisation est un procédé largement utilisé en biomécanique, permettant une meilleure compréhension des structures et des mécanismes du vivant. Il n’existe, à notre connaissance, aucun modèle anatomique et biomécanique satisfaisant comprenant l’ensemble des doigts longs. Un modèle musculo-squelettique anatomiquement validé a été développé au laboratoire d’anatomie, de biomécanique et d’organogenèse. L’emploi d’un tel modèle possède une portée pédagogique mais également clinique. Basé sur des images tomodensitométriques obtenues grâce à des pièces anatomiques, le modèle comprend actuellement l’ensemble des os de la main ainsi que les tendons des muscles extrinsèques. Il renseigne également sur la biomécanique des doigts par différentes approches.

Background: Despite recent progress in motion capture technology, such as stereophotogrammetry based on the tracking of markers set on the subject, it remains challenging to develop a complete protocol for in-vivo functional evaluation of the hand. The current practical problems regarding small anatomical segments, such as the fingers, are mainly due to the high concentration of markers in a relatively reduced volume.Methods: This paper proposes a novel procedure for hand functional analysis by analysing finger behaviour along the main displacement plane simultaneously with combined motions. The objective was two-fold. For one thing, a novel data collection protocol was implemented, which includes specific setting of the motion capture system and was to create a reference database of a healthy sample for further clinical ithe development of finger marker clusters. The second purpose of this studynvestigation. Twenty healthy volunteers took part in the study. Analytical motions (flexion/extension and abduction/adduction) of all five fingers were recorded.Findings: Results showed good correspondence with the literature. Specific kinematic behaviour of each analysed joint is reported. Statistically significant differences were found between the right and left sides of the subjects for the flexion/extension movement only, between the finger joints and between the fingers for all movements. No significant difference was found between genders. A validation protocol was performed, which proved the validity of the presented methodology.Interpretation: The protocol appears suitable for further use in motion analysis and for musculoskeletal modelling of the hand. It will also be considered for clinical application. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Despite the availability of the International Society of Biomechanics (ISB) recommendations for the orientation of anatomical frames, no consensus exists about motion representations related to finger kinematics. This paper proposes novel anatomical frames for motion representation of the phalangeal segments of the long fingers. A three-dimensional model of a human forefinger was acquired from a non-pathological fresh-frozen hand. Medical imaging was used to collect phalangeal discrete positions. Data processing was performed using a customized software interface ("lhpFusionBox") to create a specimen-specific model and to reconstruct the discrete motion path. Five examiners virtually palpated two sets of landmarks. These markers were then used to build anatomical frames following two methods: a reference method following ISB recommendations and a newly-developed method based on the mean helical axis (HA). Motion representations were obtained and compared between examiners. Virtual palpation precision was around 1mm, which is comparable to results from the literature. The comparison of the two methods showed that the helical axis method seemed more reproducible between examiners especially for secondary, or accessory, motions. Computed Root Mean Square distances comparing methods showed that the ISB method displayed a variability 10 times higher than the HA method. The HA method seems to be suitable for finger motion representation using discrete positions from medical imaging. Further investigations are required before being able to use the methodology with continuous tracking of markers set on the subject's hand.

Évaluer l’effet d’une prise en charge de kinésithérapie à domicile sur les capacités motrices et cognitives de patients âgés souffrant d’une maladie d’Alzheimer (MA) de stade léger à modéré.Les sujets étaient inclus et divisés en deux groupes, l’un sans kinésithérapie (SK) et l’autre avec kinésithérapie (AK). Pour le groupe AK, la prise en charge en kinésithérapie était proposée entre l’évaluation initiale (T0) et l’évaluation finale (T1). À T0 comme à T1, il a été enregistré les données suivantes : durée d’intervention (DI), Mini-Mental State Examination (MMSE), test de Tinetti (TT), test moteur minimum (TMM), Timed Up and Go (TUG) et vitesse de marche (VM), ainsi que la capacité à maintenir l’unipodal et à se relever du sol, l’utilisation d’une aide technique et les antécédents de chute dans les six derniers mois.Cinquante sujets ont été inclus dans le groupe SK et 20 dans le groupe AK. Au départ, ces deux groupes n’étaient pas statistiquement différents. L’ANOVA a montré une diminution du MMSE entre T0 et T1 pour les patients des deux groupes. Pour chaque paramètre quantitatif de l’évaluation motrice, l’ANOVA a montré un effet principal du facteur Séance (T0 ou T1), et une interaction associée Groupe/Séance, sur les 4 paramètres quantitatifs de l’évaluation motrice (TT, TMM, TUG, VM).Cette étude démontre que la kinésithérapie à domicile permet de maintenir les capacités motrices de patients souffrant d’une MA de stade léger à modéré.II.We investigated the effect of ambulatory physiotherapy on motor and cognitive abilities in elderly subjects with mild to moderate Alzheimer's disease (AD).Subjects were included and divided into a group without physiotherapy and a group with physiotherapy. For the physiotherapy group, the physiotherapy intervention was conducted between the initial assessment (T0) and the final one (T1). At T0 and T1, the following data were recorded: the follow-up duration, Mini-Mental State Examination, Tinetti Test, Timed Up and Go Test, Mini-Motor Test, Walking Speed Test, One-Leg Balance Test and the ability to rise from the floor, the use of walking aid and the history of falls within the last 6 months.Fifty subjects were included in the no physiotherapy group and 20 in the physiotherapy group. At baseline, these two groups were not statistically different. The ANOVA showed a decrease of MMSE score in both groups between T0 and T1. For each motor quantitative test, the ANOVA showed a main effect of the Session factor (i.e.: time of assessment), and an associate interaction Group/Session, for the 4 quantitative parameters.This study demonstrates that ambulatory physiotherapy intervention allowed for maintaining motor abilities in the exposed group.II.

Introduction: Les articulation costo-vertebrales sont des complexes anatomiques impliques mecaniquement, a la fois dans la fonction respiratoire et dans la stabilite du rachis thoracique [1, 2]. Ces dernieres decennies le complexe articulaire costo-vertebral a ete l'objet de plusieurs etudes dans le but d'ameliorer la comprehension du comportement mecanique du thorax. Les etudes experimentales en rapport avec les articulations costo-vertebrales rapportent des donnees in vitro lors de tests de compressions [3, 4] ou des analyses de variations de volume globaux [5].Materiel et methodes: Dans cette presentation, des images tomodensitometriques in vivo ont ete obtenu chez un sujet asymptomatique. Le sujet a maintenu une pause respiratoire a trois volumes pulmonaires differents (depuis la capacite pulmonaire totale (CPT) a la capacite residuelle fonctionnelle (CRF)).La methode de fusion de donnees incluant les modeles 3D ainsi que l'analyse cinematique a ete utilise afin d'obtenir une visualisation 3D des complexes articulaires costo-vertebraux. La procedure a ete realise a partir de palpation virtuelle [6] a l'aide d'un logiciel specifiquement adapte appele lhpFusionBox [7]. La cinematique a ete mesuree a partir de la methode OVP (orientation vector position) et du calcul des axes helicoidaux.Resultats: La representation des axes helicoidaux a ete obtenu. Le deplacement des articulation costo-vertebrales a ete interpole entre les positions discretes. Un nouveau referentiel anatomique specifique des cotes est propose dans le but de representer leur mouvement. L'amplitude de mouvement des septs cotes vraies et des vertebres associees a ete mesure.Discussion-Conclusion: Cette methode de traitement de donnees permet une representation avance des mouvements des os, de la representation de la cinematique et de l'axe helicoidal. Les parametres de l'axe helicoidal du complexe costo-vertebral donnent une nouvelle opportunite de travail. Le recueil et le traitement de donnees supplementaires est actuellement en cours.1. Oda, I., et al., Biomechanical role of the posterior elements, costovertebral joints, and rib cage in the stability of the thoracic spine. Spine (Phila Pa 1976), 1996. 21(12): p. 1423-9.2. Andriacchi, T., et al., A model for studies of mechanical interactions between the human spine and rib cage. J Biomech, 1974. 7(6): p. 497-507.3. Lemosse, D., et al., Characterization of the mechanical behaviour parameters of the costo-vertebral joint. Eur Spine J, 1998. 7(1): p. 16-23.4. Duprey, S., et al., Biomechanical properties of the costovertebral joint. Med Eng Phys, 2010. 32(2): p. 222-7.5. Cala, S.J., et al., Chest wall and lung volume estimation by optical reflectance motion analysis. J Appl Physiol, 1996. 81(6): p. 2680-9.6. Van Sint Jan, S. and U. Della Croce, Accurate palpation of skeletal landmark locations: why standardized definitions are necessary. A proposal. Clinical Biomechanics, 2005. 20: p. 659-660.7. Viceconti, M., et al., The multimod application framework: a rapid application development tool for computer aided medicine. Comput Methods Programs Biomed, 2007. 85(2): p. 138-51.

In this paper, in vivo computed tomography (CT) imaging data were obtained from one asymptomatic subject. The subject was asked to maintain thoracic poses for three different lung volumes (from total lung capacity (TLC) to functional residual capacity (FRC)). Fusion methods including 3D modelling and kinematic analysis were then used to provide 3D costovertebral joint (CVJ) visualisation This procedure was performed using virtual palpation [6] in a custom-made software called lhpFusionBox [7] . Kinematics was processed using orientation vector position (OVP) method and helical axes computation. Helical axis (HA) representation was achieved. CVJ displacements were interpolated between the discrete positions. A novel rib-specific anatomical coordinate system is proposed in order to represent rib motions. The ROM of the seven true ribs and the associated vertebrae was measured. Such processing provided advanced representation of bone motion, continuous kinematics and helical axis representation. HA parameter in CVJ gives a new opportunity to work with. Data collection and treatment following this protocol is in progress for strict validation.