Titre du master Modélisation musculo-squelettique - LBMC
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Titre du master Modélisation musculo-squelettique du rachis cervical : impact du nombre de lignes d’action musculaires Titre du master en anglais Lieu de travail principal La Doua – LBMC Encadrants Raphaël Dumas / Bertrand Fréchède Contexte La modélisation musculo-squelettique permet d’estimer les forces musculo-tendineuses et les forces articulaires pour un mouvement ou une posture donnée. L’obtention de ce type d’information vise à permettre de mieux comprendre certains comportements en lien avec la pathologie, et de pouvoir par exemple ainsi évaluer numériquement l’effet d’interventions telles que par le biais d’un dispositif médical. Cette modélisation est néanmoins numériquement complexe avec des approches de modélisation continues, et une approche couplée avec une modélisation corps-rigides offre la perspective de pouvoir traiter séparément le problème de résolution du problème de redondance musculaire à ce niveau. Un modèle musculo-squelettique du rachis cervical a été récemment développé en Matlab au LBMC à cet effet. La géométrie musculaire et articulaire est tirée de la littérature (i.e., modèle OpenSim) et a été modifiée (prise en compte de muscles manquants, révision des sections musculaires) [1]. Une première validation de ce premier modèle a été réalisée par rapport à la littérature [2] en termes de répartition des activations musculaires dans différentes tâches isométriques. Les résultats ne semblent néanmoins pas tout à fait cohérents, notamment au regard des résultats d’un modèle récent de la littérature [3], comportant plus de lignes d’action musculaires. Objectif L’objectif de ce travail de master est de développer une nouvelle version du modèle afin de prendre en compte un plus grand nombre de lignes d’action musculaires, et de comparer les deux versions afin d’évaluer l’impact de la géométrie musculaire sur les forces musculo-tendineuses et les forces articulaires. Travail attendu Le projet comprend (a) une étude bibliographique exhaustive de l’impact du nombre de lignes d’actions musculaires sur les forces musculo-tendineuses et les forces articulaires (dans des modèles musculo-squelettiques autres que du rachis cervical), (b) l’implémentation d’une nouvelle géométrie musculaire (et éventuellement articulaire) dans le modèle musculo-squelettique du rachis cervical (c) la validation comparée des deux versions du modèle. Références [1] Lamouri P, Fréchède B. Evaluation of neck muscles activation patterns during simple isometric tasks. Comput Methods Biomech Biomed Engin 2013; 16(S1): 170-171. [2] Siegmund GP, Blouin JS, Brault JR, Hedenstierna S, Inglis JT. Electromyography of superficial and deep neck muscles during isometric, voluntary, and reflex contractions. J Biomech Eng 2007; 129(1): 66-77. [3] de Bruijn E, van der Helm FCT, Happee R. Analysis of isometric cervical strength with a nonlinear musculoskeletal model with 48 degrees of freedom. Multibody Syst Dyn 2016; 36(4): 339–362. Mots-clefs Modélisation musculo-squelettique, ligne d’action musculaire, validation Contacts raphael.dumas(at)ifsttar.fr; bertrand.frechede(at)univ-lyon1.fr
