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Biomécanique des Chocs, du Confort et Sécurité des Transports

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FACTEURS ETHIOPATHOGENIQUES IMPLIQUES DANS LA SURVENUE D’UNE SCOLIOSE IDIOPATHIQUE. Biomécanique des Chocs, du Confort et Sécurité des Transports. FACTEURS BIOMECANIQUES ET LEURS INTERACTIONS. //////////////////////////////////////////////////////// Responsable : Sébastien LAPORTE

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FACTEURS ETHIOPATHOGENIQUES IMPLIQUES DANS LA SURVENUE D’UNE SCOLIOSE IDIOPATHIQUE

Biomécanique des Chocs, du Confort et Sécurité des Transports

FACTEURS BIOMECANIQUES ET LEURS INTERACTIONS

////////////////////////////////////////////////////////

Responsable :

Sébastien LAPORTE

////////////////////////////////////////////////////////

Wafa SKALLI

Table ronde GES 2012

Arts et Métiers ParisTech

slide2

Jonction sup

Apex

Jonct

Double curve

thoraco-lumbar

Thoracic

DUBOUSSET - 1994

Scoliose: déformations globales et locales

Torsion

slide3

idiopathic scoliotic discs of 12 years oldL1/2 (e) and 22 years old T12/L1(f):

spare and disorganised.

normal IVD (L3/4) (12 yrs old).

elastin fibres organised densely between adjacent lamellae of outer annulus (OA) (arrow).

50 m

(f)

100 m

(e)

100 m

(a)

Réseau de fibres d’élastine dans l’annulus

Courtesy J. Fairbank

ALTERATION DES DISQUES INTERVERTEBRAUX

Yu J, Fairbank JC, Roberts S, Urban JP. The elastic fiber network of the anulus fibrosus of the normal and scoliotic human intervertebral disc. . Spine 2005 30(16):1815-20

slide4

Bone mineral density

Cook et al., 1987

ALTERATION OSSEUSE

significant

non significant

From Wilke & al Biomechanics of the Deformed Spine_SSErev0

ALTERATION DES PLATEAUX

ALTERATION DE LA CROISSANCE(cunéiformisation)

slide5

Compensation

Alterations

locales

Compensation

Croissance

cunéiformisation

Equilibre

Compensation

Efforts musculaires

ALTERATION DE L’EQUILIBRE

Regard horizontal,

tête au dessus du bassin

  • Cerclevivieux[Stokes et al, 1996]
slide6

Mécanismes d’évolution, risques d’aggravation?

Duval-Beaupère, 1970-1988, 1996, Graf et al. 1983, Lonstein et al. 1984, Perdriolle et al. 1985, Yamauchi et al. 1988, Peterson et al. 1995, Kohashi et al. 1996, Sapkas et al. 2003

Potentiel de croissance

Angle de Cobb, Rotation vertébrale axiale, laxité, …

slide7

Modèles biomécaniques: Géometrie + propriétés mécaniques des tissus (vertèbres, disques, ligaments)

Ou global

personnalisé

Très détaillé

Lavaste & al., J. Biomechanics 92, Skalli & al, Spine 93, Lafage & al, Comp. Aided Surg. 2004., Lafon & al, Spine 2010, Lafon & al, Spine 2009, Lafon & al Spine 2009

radios eos reconstruction 3d
Radios EOS + reconstruction 3D

Modélisationpersonnalisée

jouer avec le modele pour essayer de comprendre

12 scolioses(9 ♀ ,3 ♂) 10.4 yrs[7;13]Risser 0

6 asymptomatique(3 ♀ ,3 ♂) 10.7 yrs[9;12]

18 sujets

Combinaison

facteurs?

1 + 2

1 + 2 + 3

1 + 3

Bassinfixé

“JOUER” AVEC LE MODELE POUR ESSAYER DE COMPRENDRE
  • Mécanismed’aggravation ?[Stokes et al, 1996]

EOS + modèle EF de chaque sujet

Hypothèses& simulations associées

1

Effet de la gravité?Force de compression 400N

2

Disques ?Réduction de 50% de la raideur

déséquilibrecroissanceanterieurvspostérieure?[Guo et al, 2003]: 15 % accroissement de hauteur corps vertébral

3

Drevelle X, Lafon Y, Ebermeyer E, Courtois I, Dubousset J, Skalli W.Analysis of idiopathic scoliosis progression by using numerical simulation. Spine 2010

slide10

Déformation de “type scoliose” pour certains des 12 rachis scoliotiques, sifacteurscombinés

La simulation ne produitunedéformation de “type scoliose” pour aucun des 6 rachis normaux

CASCADE BIOMECANIQUE: : SECONDAIRE A UNE DEFORMATION PRE-EXISTANTE

exemple f 10 ans

ThoracoLumbaire(T7-T10-L2) Cobb 13°, rotation Apical 3°

gravité

1

Gravité + laxité discale

1+2

Gravité + croissance ant.

1+3

gravité + disque + croissance ant.

1+2+3

Jamais pour rachis normaux, seulement si déformation pré-existante.

EXISTENCE D’UN SCHEMA SPECIFIQUE PEJORATIF ?

Exemple: F 10 ans

Cobb (°)

déviation laterale apex (mm)

rotation axiale apex(°)

Augmentation de

radios eos reconstruction 3d1
Radios EOS + reconstruction 3D

calculautomatique

Cobb (2D)

Rotation axiale Apex axial

Torsion IndexSteibet al, 2004

Rotation Inter-vertebraleaxiale SOUS et SUS jacentes

indice de réduction de cyphose à l’apex

Détectionprécoce d’un schéma de déformationpéjoratif ?

Fondation Cotrel pour les recherches en pathologie rachidienne

slide13

Indice de sévérité

0,6

0,4

0

1

Détectionprécoce d’un schémapéjoratif ?

49 AIS modérées

Schéma au 1er examen

Similarité?

AsymptomatiquesN=48; age moyen: 24 ans

Scoliosespré-corsets

N=15; age moy: 13 ans; Cobb moy: 28°

Analysefactoriellediscriminante

Scoliosespré-op

N=30; age moy: 16 ans; Cobb moy : 57°

Stable

Evolutive

slide14

Indice de sévérité au 1er examen vs devenir :

fin de croissance (stable) ou décision de corset

SimilaireAsymptomatiques

Index < 0.4

SimilaireSévèresIndex > 0.6

Stable

N=24

EvolutiveN=25

45/49 bienclassés: 92 % coherence

100 % specificity, 86% specificity

Thèse Xavier Drevelle: soutenue le 11 avril 2011

Skalli, Drevelle & coll., submitted to Spine

exemple de classification
Exemple de classification

Cobb = 29°décision corset

Cobb Angle

Apical Axial Rotation

Index sévérité: 0.86 au 1erexamen

Upper junction Axial intervertebral Rotation

Lower junction Axial intervertebral Rotation

Torsion Apex

Apical Hypokyphosis

F 11 ans T11-L1-L5Cobb = 13°

quand on cherche
Quand on cherche…

10

indice

TORSION°

8

7

5

RIA

SUS-

jacente°

2

2

1

0,5

RVA

APEX°

COBB°

RIA°

SOUS-

jacente

3

Thèse Aurélien Courvoisier 14 mai 2012

merci de votre attention
Merci de votre attention

Remerciements: Fondation Cotrel pour les recherches en pathologie rachidienne