Méthode de l'étude in vivo de la cinématique du coude au moyen d'un goniomètre électromagnétique

Abstract

Nous avons étudié les déplacements angulaires et les translations respectifs de l'humérus et des deux os de l'avant-bras au moyen d'un goniomètre électromagnétique, qui permet l'aquisition des coordonnées et l'analyse de la cinématique des mouvements comportant jusqu'à 6 degrés de liberté. Le but de ce travail était de mettre au point et de valider un ancillaire de fixation. A cette fin, nous avons effectué deux séries de mesures sur 2 membres supérieurs d'un cadavre frais. Une première série de mesures a été effectuée avec le système ancillaire appliqué sur les téguments, une série de mesures a été réalisée sans l'ancillaire, en fixant l'émetteur et les récepteurs à l'aide de broches de fixateur externe. Pour apprécier la reproductibilité de la méthode nous avons effectué des mesures répétées sur un sujet sain âgé de 25 ans, 20 mesures avec ancillaire respectivement sur les coudes droit et gauche. Le sujet a effectué à chaque fois une série de mouvements de flexion-extension et une série de mouvements de pronation et de supination. Nous avons apprécié ensuite la cinématique du coude normal chez 10 sujets sains. L'étude des rotations montrait que l'ancillaire était adapté pour mesurer la flexion et l'extension, en revanche il limitait la pronation-supination de 26,7°. L'abduction était majorée de 19,7° par notre ancillaire au cours de la flexion-extension, par contre l'abduction était fiable à 2° près pour la pronation-supination. Les translations enregistrées au cours de la flexion-extension étaient fiables à 3 mm près pour le glissement antérieur, à 6 mm près pour l'emboîtement et à 1 mm près pour le glissement latéral. Pour les translations enregistrées en pronation-supination, le glissement antérieur était fiable à 7 mm près, l'emboîtement était fiable à 1,9 mm près et le glissement latéral était fiable à 2,9 mm près. Nous avons constaté que seulement 6 mesures étaient reproductibles. Ces résultats préliminaires montrent une certaine laxité du coude chez le sujet sain. De plus le coude normal semble plus stable en pronation-supination que lors de mouvements de flexion-extension. Après cette étude, nous envisageons dans un avenir proche d'étudier la cinématique des prothèses de coude.

We used an electromagnetic goniometer to study the angular and translations displacements between the humerus and the 2 bones of the forearm. The electromagnetic gionometer allows acquisition of the coordinates and analysis of the 6 degrees of motion. To validate our external fixation apparatus, we used a fresh body upper limb. At first, a series of measurements was conducted with the apparatus. We then performed a series of measurements, by fixing the transmitter and receiver with external fixation pins directly inserted into the bones of the arm and forearm. To assess the reproducibility of our method, we chose a healthy subject. We performed 20 measurements over his right and left elbows. In order to study normal elbow kinematics, we performed measurements on 10 healthy subjects. The study of rotation showed that the apparatus was adapted to measure flexion-extension. It limited pronation-supination movement to about 26.7°. Abduction was increased by 19.7° by our apparatus during flexion-extension, but abduction was reliable within a 2° range for pronation-supination. The sliding movements recorded during flexion-extension were reliable within approximately 3 mm for frontal translations, 6 mm for fitting, and 1 mm for external translations. For the sliding movements recorded in pronation-supination, frontal translations were reliable within about 7 mm, fitting was reliable within 1.9 mm and external translations were reliable within about 2.9 mm. During flexionextension of the elbow, flexion-extension, frontal translations and external translations were reproducible. The reproducibility test showed that only 6 measurements were reproducible. The kinematic elbow study of a healthy subject showed that the average amplitude of flexion-extension was close to the measurement observed with the manual goniometer. The results in the healthy subject showed that the elbow is more stable during pronation-supination than during flexion-extension. This preliminary study should allow us, in the near future, to study elbow prosthesis kinematics.

En nuestro estudio, gracias a un goniómetro electromagnético, hemos estudiado los desplazamientos angulares y las traslaciones respectivas del húmero y de los dos huesos del antebrazo. El 3-Space Fastrack® permite la adquisición de las coordenadas y el análisis de la cinemática de los movimientos que van hasta 6 variedades de movimiento. Para validar nuestro material de medida, efectuamos dos series de medidas en los dos miembros superiores de un cadáver fresco. La primera serie de medidas se efectuó con el sistema de medida aplicado sobre los tegumentos, se efectuaron una serie de medidas sin el sistema de medida, fijando los emisores y los receptores mediante los clavos de un fijador externo, colocados directamente en los huesos del brazo y del antebrazo. Para apreciar la reproductibilidad del método tomamos una persona sana de 25 años en quien efectuamos 20 medidas sobre los codos derecho e izquierdo con el material de medida. El sujeto efectuó en cada oportunitad una serie de movimientos de flexión-extensión y una serie de movimientos de pronación y de supinación. Evaluamos luego la cinemática del codo normal en 10 personas sanas. El estudio de las rotaciones mostraba que el sistema de medida era adaptado para medir la flexión y la extensión, pero limitaba la pronosupinación de 26,7°. La medida de la abducciónse aumentó de 19,7° por nuestro material de medida en el curso de la flexión extensión, en cambio para la abducción era muy confiable con un aumento de solamente 2° para la pronosupinación. Las traslaciones registradas durante la flexión-extensión eran confiables a cerca de 3 mm para el deslizamiento anterior, a cerca de 6 mm para la encajadura y a cerca de 1 mm para el deslizamineto externo. Para las traslaciones registradas en prono-supinación, el deslizamineto anterior era confiable a cerca de 2,9 mm. Constatamos que solamente 6 medidas se podían reproducir. Constatamos que el sistema de medida no era confiable en todas las medidas. Estos primeros resultados muestran una cierta laxitud del codo en el sujeta sano. Además el codo normal parece más estable en pronación-supinación que en el momento de la flexión-extensión. Este primer estudio nos permitirá en un futuro próximo estudiar la cinemática de las prótesis de codo.