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Étude cinématique tridimensionnelle de la phase d'appui chez le chien : validation d'un montage expérimental

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École de technologie supérieure

Abstract

La rupture de ligament croisé crânial est la principale cause de boiterie du membre pelvien chez le chien. La récupération incomplète des patients suite aux chirurgies correctives de cette déficience suggère que, malgré l’éventail des techniques chirurgicales disponibles, aucune ne semble restaurer la fonction normale du genou. Depuis plusieurs décennies, les études in vitro ont gagné de la popularité du fait que les expériences se déroulent dans un environnement contrôlé, qu’elles sont éthiquement plus acceptables et qu’elles s’affranchissent des difficultés des études in vivo. Cependant, la majorité des études in vitro proposent soit une analyse statique, en deux dimensions, du genou canin soumis à une faible charge, soit une simulation des exercices isocinétiques tels que l’accroupissement et la montée d’escaliers. Le but de ce projet est de valider un montage expérimental simulant la cinématique 3D lors de la phase d’appui au sol d’un membre arrière canin soumis à une charge physiologique. Nos hypothèses sont comme suit : 1) Les mesures de la cinématique 3D, générées par le montage, sont comparables aux valeurs de la cinématique 3D de genoux sains et de genoux souffrants d’une rupture du ligament croisé crânial, rapportées dans la littérature in vivo 3D; 2) Les forces verticales de réaction au sol générées lors de la mise en charge du membre sont les mêmes que celles rapportées dans la littérature lors de la phase d’appui à la marche; 3) Le montage permet des mesures de la cinématique 3D et des forces verticales de réaction au sol répétables. Le bâti est modélisé par un outil CAO et fabriqué en bois et en aluminium. Les articulations du pelvis et du tarse sont modélisées puis fabriquées par prototypage rapide. Ces pièces autorisent certains degrés de liberté et servent de support pour l’insertion du tibia au tarse artificiel et du fémur au pelvis artificiel. Le mouvement est généré par un vérin linéaire et un moteur rotatif contrôlant, respectivement, la translation crânio-caudale et la flexion/extension du tarse. Un système de marque Optotrak 3020 mesure les déplacements 3D internes au genou. Un capteur de forces mesure les forces de réaction au sol. Six membres pelviens (droits et gauches), sans tarse, de chiens de grande race sont utilisés. Les membres sont préparés, installés dans le montage et soumis à une charge appliquée sur l’articulation artificielle de la hanche. Les données enregistrées pendant les simulations démontrent une variabilité intra-spécimens inférieure à 0.8° et à 0.7mm pour, respectivement, les rotations et les translations, comparativement à 5.8° et 1.3mm pour la variabilité inter-spécimens. La comparaison des courbes moyennes du mouvement enregistrées à celles de la littérature in vivo révèle une similarité dans la forme des courbes. L’amplitude de ces courbes est, par contre, inférieure aux courbes in vivo. Le pic des forces verticales de réaction au sol enregistrées (46% du poids du chien) est aussi comparable à celui rapporté dans la littérature in vivo. Les données enregistrées pendant les simulations sur un genou canin avec une rupture du ligament croisé crânial démontrent une augmentation moyenne de la flexion (4°), de l’abduction (2°), de la rotation interne (3°), de la translation crâniale (4mm), médiale (2mm) et proximale (3mm) du tibia. Ces changements sont similaires à ceux rapportés in vivo. Les résultats démontrent que le montage permet de reproduire de façon fiable la cinématique d’un genou canin sain et après rupture du ligament croisé crânial comme rapporté dans la littérature in vivo.

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