Scoliose et Posture, un outil d'évaluation ? Scoliosi e Postura, un ...

Scoliose et posture: un outil d’évaluation. F Barral, JF Menudet page
Introduction
Scoliose et Posture, un outil d’évaluation ?
Scoliosi e Postura, un’attrezzo di valutazione ?
Les recherches présentées ici concernent, entre autres, la
part posturale de la scoliose. Une déformation scoliotique
est décrite et évaluée par ses deux composants les plus visibles
qui sont :
- d’une part un ensemble d’altérations morphologiques
(gibbosités, dos creux, etc…) qui, en termes d’imagerie correspondent
à des modifications de la paroi externe du
tronc.
- D’autre part l’ensemble des déviations globales ou segmentaires
(Déport de l’Axe Occipital, rotations, déjettement,
etc…) qui sont des éléments en grande partie posturaux,
au moins au début.
Figure 1 : Examen clinique traditionnel.
Peut-on dissocier ces deux composants pour les analyser séparément
? Peut-on utiliser les acquisitions optiques comme
outil d’évaluation ?
Rappels sur l’acquisition optique 3D
F. Barral, Lecante S.A., Lyon J.F. Menudet, Orten, Lyon
Orten a développé un système de numérisation 3D du corps
humain, et en particulier du tronc. Ce capteur 3D est composé
de caméras et de projecteurs de lumière structurée
(franges). L’acquisition des images est synchronisée avec la
projection des motifs, l’ensemble de la séquence d’acquisition
ne durant que 2 secondes (pour minimiser le mouvement
du patient). Un logiciel traite ces images de façon
semi-automatique et fournit une reconstruction 3D en 1 à
2 minutes.
Cette reconstruction 3D est ensuite utilisée pour concevoir
l’appareillage orthopédique adapté au patient. Ce système
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Introduzione
Le ricerche qui presentate riguardano, tra l’altro, la parte
posturale della scoliosi. Una deformazione scoliotica è descrita
e valutata dai i due componenti più visibili, che
sono :
- Da una parte un’insieme di alterazioni morfologiche (gibbosità,
dorso cavo...) che, in termine di imageria corrispondono
a modifiche della parete esterna del tronco.
- D’altra parte, l’insieme delle deviaizioni globali o segmentari
(squilibrio dell’asse occipitale, rotazioni, disarmonia sagittale,
ecc...) che sono degli elementi in grande parte posturali,
almeno all’inizio.
Figura 1 : Esame clinico
tradizionale.
Si possono dissociare
queste due componenti
per analizzarli
separatamente ? Si possono utilizzare i screen shot ottichi
come attrezzo di valutazione ?
Richiami sul screen shot ottico 3D
Orten ha sviluppato un sistema di numerizzazione 3D del
corpo umano, e particolarmente del tronco. Questo cattore
3D è composto di video-camere e di proiettori di luce strutturata
(frangie). Il screen shot delle immagini è sincronizzato
con la proiezione di motivi, l’insieme della sequenza di
screen shot dura soltanto 2 secondi (per minimizzare il movimento
del paziente). Un sofware tratta le immagini in
modo semi-automatico e fornisce una ricostruzione 3D in 1
a 2 minuti.
Questa ricostruzione 3D è poi utilizzata per concepire l’attrezzatura
ortopedica adatta al paziente. Questo sistema è
Groupe Lecante – 125 rue Bataille – 69 008 Lyon – com@lecante.com
Orten USA : SAINT MACAIRE, INC 790 IVY DENVER CO 80220 Mail: fredmls@gmail.com
2000

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est quotidiennement employé
pour la fabrication
des corsets de scoliose. En
revanche, le potentiel de ce
système en tant qu’outil de
suivi n’est pour l’instant
pas exploité. C’est le but de
ces travaux.
Figure 2 : Acquisition 3D
par projection de lumière
structurée.
Suivi de déformations
Le suivi d’un patient demande la comparaison des acquisitions
3D de ce patient à deux instants donnés (avant et après
une intervention chirurgicale par exemple). On pourrait
penser que cette tâche est simple, or il n’en est rien.
Pour suivre l’évolution des déformations, il est en effet indispensable
de dissocier les déformations locales des déformations
globales. Par exemple, pour étudier une gibbosité,
il faut pouvoir annuler les différences de posture.
Figure 3 : Deux acquisitions 3D d’un
même patient, avant (maillage) et après
(rendu peau) une intervention chirurgicale.
Un calcul informatique est donc réalisé
afin de « globalement superposer
» les 2 formes, tout en conservant les
différences locales significatives. Dans
le cas d’un patient scoliotique, on met
ainsi en évidence l’évolution d’une
gibbosité.
Figure 4 : A gauche : annulation de la part posturale de la déformation
entre les 2 acquisitions.
A droite : mise en évidence des zones de compression / expansion
(à droite).
A l’inverse, on peut également chercher à mesurer le déséquilibre
du tronc en négligeant (temporairement) les déformations
morphologiques. Cette évaluation de la posture
demande cependant la définition une position « significative
» que le patient devra prendre lors de l’acquisition.
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2001
quotidianamente impiegato
per la fabbricazione
dei corsetti di scoliosi. In
compenso, il potenziale
di questo sistema in quanto
attrezzo di controllo
non è per ora sfruttato.
E’ lo scoppo di questi lavori.
Figura 2 : Screen-shot 3D
con proiezione di lucce
strutturata.
Controllo di deformazioni
Il controllo di paziente richiede di mettere in confronte i
screen shot 3D di questo paziente a due momenti dati (prima
e dopo un’intervento chirurgico per esempio). Si potrebbe
pensare che questo lavoro è semplice, assolutamente
no.
Per seguire l’evoluzione delle deformazioni, è in effetti indispensabile
dissociare le deformazioni locali dalle deformazioni
globali. Per esempio, per studiare una gibbosità, bisogna
potere annulare le diverse posture.
Figura 3 : Due screen shot 3D di uno
stesso paziente, prima (rete) e dopo (effetto
pelle) un’intervento chirurgico.
Un calcolo informatico è quindi realizzato
per «globamente superpporre
» le 2 forme, conservando le differenze
locali significative. Nel caso di
un paziente scoliotico, si mette cosi
in evidenza l’evoluzione di una gibbosità.
Figura 4 : A sinistra : annulazione della parte posturale della
deformazione tra i due screen shot.
A destra : messa in evidenza di zone di compressione/ espansione
(a destra).
Al contrario, si puo’ ugualmente cercare a misurare lo squilibrio
del tronco trascurando (temporaneamente) le deformazioni
morfologiche. Questa valutazione della postura richiede
tuttavia la definizione una posizione « significativa »
che il paziente dovrà prendere al momento del screen shot.

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Evaluation de la posture
Lors des acquisitions dédiées au corset, le patient se tient des
deux mains, un peu comme à des « bâtons de ski », ce qui
présente trois intérêts :
- dégager les flancs pour une lecture complète
- rester plus ou moins immobile pendant deux secondes
- obtenir une orientation du profil favorable à la réalisation
du corset.
Figure 5 : Acquisition pour la réalisation d’un corset.
L’inconvénient de ce mode opératoire est d’influencer la
posture qui n’est plus naturelle, devient opérateur-dépendante,
et est difficilement reproductible.
Par ailleurs, des statistiques préliminaires effectuées sur de
petites séries suggèrent que plus on « normalise » les équilibres
du tronc et moins les mesures issues du capteur sont
significatives. Autrement dit, quand on supprime la part
posturale, on n’a plus de corrélation avec les mesures cliniques
du dossier médical (DAO, gibbosité, Cobb).
Il faut donc envisager une seconde position d’acquisition
avec conservation des éléments posturaux. Heureusement,
une fois le patient installé dans le capteur, il est très facile et
rapide d’effectuer cette seconde prise.
La position choisie est encore à discuter, en particulier avec
les « posturologues », puisque c’est une position érigée spontanée,
dans des conditions visuelles mal définies, chez des
adolescents dont on connaît la fragilité du contrôle postural.
Il faut noter qu’une plateforme de stabilométrie a été
prévue sur la table du capteur, afin de noter à chaque fois la
position du centre de gravité.
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Valutazione della postura
2002
Al momento dei screen-shot dedicati al corsetto, il paziente
tenendosi colle due mani, un po’ come coi bastoni di sci,
cio’ che presenta tre interessi :
- liberare i fianchi per una lettura completa
- rimanere più o meno immobile durante due secondi
- ottenere un’orientazione del profilo favorevole alla realizzazione
del corsetto.
Figura 5 : Screen-shot per la realizzazione di un corsetto.
L’inconveniente di questo modo operatorio, è di influenzare
la postura laquale non è più naturale, diventa operatore-dipendente,
è difficilmente riproduttibile.
Inoltre, statistiche preliminari effetuate su piccole serie suggeriscono
che più si « normalizzano » gli equilibrii del tronco,
e meno le misure del cattore sono significative. In altri
termini, quando si sopprime la parte posturale, non si c’è
più correlazione colle misure cliniche della cartella medica
(DAO, gibbosità, Cobb).
Bisogna considerare una seconda posizione di screen-shot
con conservazione degli elementi posturali. Per fortuna, una
volta sistemato il paziente nel cattore, è facilissimo e rapido
realizzare una seconda presa.
La posizione scelta è ancora di dibattere, specialmente con i
« posturologhi », poichè è una posizione in piedi spontanea,
nelle condizioni visuali male definite, dagli adolescenti, si sa
la difficoltà per controllare l’atteggiamento. Bisogna notare
che una piattaforma di stabilometria è stata prevista sul tavolo
del cattore, per potere segnare ogni volta la posizione
del centro di gravità.

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A partir de là, que peut-on mesurer ?
Possibilités actuelles
Les éléments posturaux sont mesurés
à partir de points de repère positionnés
sur le patient. Les points
utilisés sont au choix de l’utilisateur
mais certains semblent assez incontournables
(C7, T8, L3, S1, S3).
Les points sont reconstruits en 3D
et on peut alors calculer différentes
distances entre ceux-ci : DAO, flèches
de cyphose / lordose,…
Figure 6 : Mesures 3D à partir de
points de repère.
Contrairement aux mesures réalisées
lors de l’examen clinique, les
résultats obtenus par cette méthode
devraient être fiables et reproductibles (sous réserve d’une
position d’acquisition correcte).
Perspectives
Une première amélioration possible serait d’automatiser le
traitement des points de repère. Il est pour l’instant manuel
et prend environ 5 minutes.
La mesure 3D est actuellement réalisée par un capteur qui
permet une analyse précise des déformations locales. Malheureusement,
ce système n’est pas disponible dans tous les
lieux de consultation. Une voie très prometteuse serait d’utiliser
à la place un simple appareil photo numérique.
A cet effet, une autre solution d’Orten pourrait être employée
: OrtenPIX. Son principe est de calculer un modèle
3D à partir de 2 photos face/profil du patient. Cette solution
basée sur un appareil photo standard est moins complète
que le système de numérisation 3D (pas de lecture des
gibbosités par exemple). Elle pourrait cependant être suffisante
lorsque la posture seule doit être évaluée. La simplicité
et le faible coût de cette solution permettent surtout d’envisager
une utilisation à plus large échelle des outils informatiques
présentés ici.
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Partendo da li’, cosa si puo’ misurare ?
Possibilità attuali
Gli elementi posturali sono misurati
a partire di punti di riferimento
posizionati sul paziente. I punti utilizzati
sono a scelta dell’utente, ma
alcuni sembrano obbligatori (C7,
T8, L3, S1, S3). I punti sono ricostruiti
in 3D e allora si possono calcolare
diverse distanze tra loro :
DAO, freccie di cifosi/lordosi...
Figura 6 : Misure 3D a partire di
punti di riferimento.
Al contrario Contrairement aux
mesures réalisées lors de l’examen
clinique, les résultats obtenus par
cette méthode devraient être fiables
et reproductibles (sous réserve d’une position d’acquisition
correcte).
Perspettive
2003
Un primo miglioramento possibile, sarebbe di automatizzare
il trattamento dei punti di riferimento. Per ora, si fa
ancora a mano e prende circa 5 minuti.
La misura 3D è attualmente realizzata da un cattore che
permette un’analisi precisa delle deformazioni locali. Purtroppo,
questo sistema non è disponibile in tutti i centri di
consulto. Una via promettente sarebbe di utilizzare una
macchina fotografica numerica al posto.
A quest’effetto, un’altra soluzione di Orten potrebbe essere
utilizzata : OrtenPIX. Il suo principio è di calcolare un modello
3D a partire di 2 foto fronte/profilo del paziente.
Questa soluzione basata su una macchina fotografica standard
è meno completa del sistema di numerizzazione 3D
(nessuna lettura delle gibbosità per esempio). Potrebbe tuttavia
bastare quando la postura sola dev’essere valutata.
La semplicità e il minimo costo di questa soluzione permettono
soprattutto di pensare ad un’utilizzazione a più grande
scalla degli attrezzi informatici qui presentati.

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Figure 7 : OrtenPIX, modélisation 3D à partir d’un appareil
photo numérique.
Conclusion
Nous commençons aujourd’hui à systématiser les « doubles
acquisitions » avec plateforme de stabilométrie. L’objectif est
d’obtenir une bonne corrélation entre les chiffres issus du
capteur dans des conditions reproductibles et les mesures
classiques du praticien (Angle de Cobb, gibbosités, flèches,
DAO,…)
A terme, on pourrait ainsi imaginer que l’appareil photo numérique
vienne remplacer avantageusement le vieux fil à
plomb, sans doute trop artisanal.
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Figura 7 : OrtenPIX, modelizzazione 3D a partire di macchina
fotografica numerica.
Conclusione
2004
Iniziamo oggi a sistematizzare i « doppi screen shot » con
piattaforma di stabilometria. L’obbiettivo è di ottenere una
buona correlazione tra le ciffre date dal cattore in condizioni
riproduttibili e le misure classiche del medico (Angolo di
Cobb, gibbosità, freccie, DAO...).
A termine, si potrebbe cosi immaginare che la macchina fotografica
sostituirà vantaggiosamente il filo di piombo, probabilmente
troppo artiggianale.
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