Comparaison de deux modèles biomécaniques articulaires dans l'évaluation du chargement lombaire

Les risques de blessures au dos lors d’activités au travail demeurent encore aujourd’hui très élevés. Ces risques semblent s’accroître lorsque la charge supportée par les tissus du dos augmente lors, par exemple, de travaux de manutention. Il n’existe pas de façon directe d’évaluer le chargement interne des tissus et le meilleur moyen consiste actuellement à utiliser des modèles biomécaniques articulaires. Il existe différents types de modèles et au Québec, deux groupes ont travaillé sur un modèle biomécanique articulaire: (1) le groupe de Sherbrooke dirigé par Denis Gagnon qui a développé un modèle à partir d’une approche hybride basée sur des mesures d'EMG combinée avec l’optimisation (Modèle EMGAO) ; (2) le groupe de Polytechnique sous la direction de Aboulfazl Shirazi-Adl qui a élaboré un modèle à partir d’une approche cinématique (modèle cinématique). L’objectif de cette activité était de comparer les réponses de ces deux modèles de manière à voir en premier lieu si ceux-ci concordaient et en second lieu d’identifier les faiblesses majeures de chacun des modèles pour que plus tard on puisse améliorer les résultats._x000D_ Méthode : La comparaison entre les modèles de Gagnon et de Shirazi-Adl nécessitait les mêmes données d’entrée. Pour ce faire, plusieurs tâches statiques et dynamiques ont été simulées en laboratoire par un sujet. Les données nécessaires aux deux modèles ont été recueillies au moyen de deux systèmes de mesures photogrammétriques (caméras vidéo et optoélectronique), d’un système d’électromyographie de surface, d’une plate-forme de force de grande dimension et d’un dynamomètre capable d’enregistrer l’activité musculaire des muscles du dos lors d’efforts maximaux._x000D_ Résultats : Trois tâches isométriques différentes en posture debout ont été analysées pour un sujet afin de prédire les moments externes, les forces musculaires et les charges appliquées sur le rachis lombaire. En dépit de résultats équivalents sur la prédiction des moments de force, des forces de compression et des forces musculaires totales, les forces attribuées aux groupes musculaires locaux et aux groupes musculaires globaux étaient considérablement différentes entre les deux modèles. Une conséquence directe de cette différence fait en sorte que les forces de cisaillement prédites par le modèle cinématique étaient supérieures en raison d’une plus grande force musculaire attribuée aux groupes musculaires globaux. La différence entre les deux modèles aurait été probablement moins élevée si le modèle EMGAO avait considéré les conditions d’équilibre à tous les niveaux vertébraux lombaires jusqu’à T12 au lieu d’une seule section transversale prise à L5/S1._x000D_ Conclusions : En dépit de caractéristiques géométriques et de propriétés passives de la colonne semblables et également sous la contrainte de moments externes de même grandeur, les deux modèles ont prédit des forces musculaires et des charges en cisaillement différentes. Toutefois, en équilibrant l’action musculaire à tous les niveaux lombaires, le modèle cinématique satisfait aux conditions d’équilibre autant à L5/S1 qu’à l’articulation T12. Les différences de prédiction entre les deux modèles devraient donc varier en fonction du niveau vertébral et du type de tâche étudiée. Ce type d’études permettra d’améliorer les modèles et de rendre leur prédiction plus valide.

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