Dissertationen zum Thema „Blessure à l'épaule“

In the road accidents the shoulder is at risk, especially during car lateral impacts and if shoulder injuries are rarely fatale, they have long term functional consequences. Furthermore, the mechanical stresses transferred to the global kinematics of the victims during road accidents depend on the impact response of this articulation. Thus, the aim of this study is to obtain a finite element model capable of simulation the dynamic response of the shoulder and assessing injuring risks in the case of car lateral impacts. First, dynamic tests were performed on clavicle and humerus bones. These tests allowed to investigate the injury tolerance of these bone and provided the experimental corridors required for the validation process of shoulder bone models. Secondly, simulations of these experimental tests permitted to assess bone geometry influence on bone responses under loading. Then, the shoulder part of the HUMOS model was enhanced and validated against experimental data from lateral shoulder tests previously carried out at the LBMH. Finally, clavicle and humerus from different geometries were integrated in the global model and simulations were performed in order to assess the influence of shoulder bone personalisation on the global shoulder response under impact. To conclude, this work provides experimental data concerning shoulder bones. Furthermore, the possibility and the need of a shoulder geometrical personalisation is studied. Thus, the shoulder finite element model, developed in this study, is a first step towards shoulder injury prediction
Les traumatismes de l’épaule subis lors d’accidents automobiles, et plus particulièrement lors de chocs automobiles latéraux, ne nuisent généralement pas à la survie des passagers automobiles mais ils provoquent des séquelles à long terme. L’épaule est au premier plan lors d’un choc latéral et les sollicitations transmises au thorax ainsi que la cinématique de la victime dépendent de la réponse au choc de cette articulation. Ainsi, l’objectif de cette étude est d’obtenir un modèle en éléments finis permettant de simuler le comportement dynamique de l’épaule et d’évaluer les risques de blessures en cas de choc latéral. Des essais dynamiques sur clavicule et humérus ont été réalisés. Ces tests ont permis d’étudier la résistance et les paramètres de rupture de ces os et ont permis l’obtention de corridors expérimentaux nécessaires à la validation de modèles éléments finis de ces os. Dans un deuxième temps, des simulations de ces essais expérimentaux ont permis l’évaluation de l’influence de la géométrie de ces os sur leurs réponses sous chargement dynamique jusqu’à rupture et de la nécessité d’une personnalisation géométrique de ces os. Par la suite, l’épaule du modèle numérique HUMOS a été améliorée et validée à l’aide d’essais expérimentaux de choc latéral sur l’épaule, réalisés précédemment au LBMH. Finalement, des simulations ont été réalisées avec un modèle géométriquement personnalisé afin d’évaluer l’influence d’une telle personnalisation. Ainsi, cette étude fournit des données expérimentales concernant les os de l’épaule. De plus, l’influence et la nécessité d’une personnalisation géométrique sont étudiées. Le modèle développé ici est une première avancée vers un outil prédictif pour l’évaluation des risques lésionnels du complexe de l’épaule

La douleur à l’épaule touche environ 20% de la population. Parmi les douleurs à l’épaule, la tendinopathie de la coiffe des rotateurs est l’atteinte la plus fréquente. À ce jour, les mécanismes impliqués dans la rémission de la tendinopathie sont encore peu connus. Ce projet visait à évaluer l’efficacité d’une intervention axée sur l’entrainement moteur et évaluer l’impact de cette intervention sur la distance acromiohumérale (DAH). Vingt-cinq participants souffrant d’une tendinopathie de la coiffe des rotateurs ont pris part à une intervention axée sur l’entrainement moteur. L’intervention comptait dix traitements en physiothérapie en plus d’un programme d’exercices à domicile et s’échelonnait sur six semaines. À la suite de l’intervention, les participants souffrant de tendinopathie ont vu leur niveau de douleur et d’incapacité diminuer significativement. De plus, la DAH a augmenté significativement lors de l’élévation du membre supérieur. Les résultats de cette étude démontrent un potentiel de l’utilisation de l’entrainement moteur en physiothérapie dans le traitement des tendinopathies de la coiffe des rotateurs.
Shoulder pain affects more than 20% of the population. Amongst shoulder pathologies, rotator cuff (RC) tendinopathy is the more prevalent cause of pain. However, little is known about the underlying mechanisms that lead to healing of such pathology. The current project aimed at assessing the efficacy of a physiotherapy intervention centered on movement training and assessing the impact of such intervention on the acromiohumeral distance (AHD). Twenty-five subjects suffering from unilateral RC tendinopathy underwent the intervention. The intervention consisted of ten supervised physiotherapy sessions and a home exercise program over a 6-week period. Following the intervention there was a significant decrease in pain and disability levels. Further, a significant increase in AHD during arm elevation was observed. The results of the present study suggest potential for motor training as a useful approach in physiotherapy for the treatment of RC tendinopathies.

The objective of this work was to collect data to establish reference biomechanical corridors and to define shoulder tolerance in the case of a side impact. Post Mortem Human Subject tests were conducted to investigate the response of the human shoulder submitted to a non-injurious or an injurious lateral impact. Due to the shoulder structure and its ability to move in different planes, a three dimensional analysis of its kinematics during the impact was performed. Seven Post Mortem Human Subjects were submitted to different low velocity non-injurious impacts (v=1. 5 m. S-1) to the right shoulder at three different angles in the horizontal plane (-15°, 0°, +15°). Then, the left shoulder was submitted to a purely lateral high velocity impact (v=3 to 6 m. S-1). The load was delivered by a 23. 4 kg impactor fitted with a rigid 150  80 mm² rectangular impacting plate. Shoulder and thoracic bony structures were instrumented with tri-axial accelerometers and photographic markers tracked by seven high speed cameras. X-ray pictures and autopsies were performed to identify injuries. Slight modifications in the shoulder responses were observed depending on the impact directions. At 4 m. S-1, an average of 1. 7 kN impact force was reached along with a acromion-to-acromion deflection of 40 to 60 mm, respectively for non-injurious and injurious cases. The clavicle fracture found the most often during the tests, could be easily predicted by the acromion-to-sternum deflection measure. Different response corridors have been developed for different impact velocities. These corridors are be usefull in the development of more biofidelic dummies and numerical models
L’objectif de ce travail a été de déterminer la réponse mécanique de l’épaule ainsi que sa limite de tolérance en cas de choc latéral. Sept sujets d’anatomie ont été soumis à des impacts infra-lésionnels et lésionnels au niveau de leur articulation glenohumérale droite et gauche respectivement. Les impacts ont été délivrés à l’aide d’un impacteur horizontal de masse 23. 4 kg et de forme rectangulaire (150  80 mm²). Les essais à une vitesse de 1. 5 m. S-1 (épaule droite) ont été réalisés selon trois directions d‘impact (-15°, 0°, +15°) et les essais entre 3 à 6 m. S-1 (épaule gauche) à 0°. Le mouvement des points anatomiques des os de l’épaule et du thorax a été reconstruit dans l’espace par l’intermédiaire de marqueurs réfléchissants fixés sur les os. Les accélérations des os de l’épaule ont également été enregistrées. A la fin des essais, l’inventaire des lésions a été établi par radiographie et autopsie. Les essais obliques ont montré des variations de réponse de l’épaule selon la direction d’impact. A 4 m. S-1, un effort d’impact de l’ordre de 1. 7 kN est atteint et une déflexion bi-acromiale de 40 à 60 mm est observée respectivement pour les essais infra-lésionnels et lésionnels. La fracture de clavicule est la plus fréquente des fractures créées lors des essais. Elle peut être aisément prédite par la mesure de la déflexion acromion-sternum. Ce travail a notamment permis le développement de corridors de réponse de l’épaule pour différentes vitesses. Ces derniers pourront être utilisés pour la validation des mannequins de choc et des modèles numériques

L’objectif des 5 études menées au cours de cette thèse était d’explorer les propriétés biomécaniques et électromyographiques (EMG) des muscles Rotateurs Internes (RI) et Externes (RE) de l’épaule du joueur de tennis suite (i) à une pratique chronique et intensive du tennis, (ii) à un renforcement musculaire spécifique et (iii) à des exercices de résistance à la fatigue. Ces études ont mis en évidence que les moments musculaires des muscles RI étaient plus élevés sur le Côté Dominant (CD) que sur le Côté Non Dominant (CND). Cette différence conduit à un déséquilibre musculaire caractérisé par une diminution des ratios conventionnel (RE/RI) et fonctionnel (REexc/RIconc) sur le CD, associée à une augmentation de la co-activité des muscles RE sur le CD du joueur de tennis. Cette augmentation de la co-activité des muscles RE traduirait une adaptation neurophysiologique dont le but serait de compenser la relative faiblesse des muscles RE comparativement aux muscles RI. Dans un souci de réhabilitation et de prévention des blessures, la mise en place d’un programme de renforcement spécifique des muscles RE sur le CD du joueur de tennis a induit un rééquilibrage, respectivement, partiel et total des ratios conventionnel et fonctionnel corrélé à une diminution de la co-activité des muscles RE. Enfin, les résultats obtenus suite aux exercices de résistance à la fatigue ont montré que les muscles RE étaient moins résistants à la fatigue que aux muscles RI. Cette différence a provoqué, à la fin de l’exercice, une diminution des ratios conventionnel et fonctionnel alors que la co-activité des muscles RE n’a pas évolué. L’ensemble de ces résultats souligne l’intérêt de rééquilibrer l’épaule dominante du joueur de tennis via un renforcement spécifique des muscles RE. De plus, il semble qu’un temps d’adaptation soit nécessaire pour permettre à la co-activité des muscles RE de s’ajuster en fonction des variations de ratio conventionnel et fonctionnel
The aim of the 5 studies carried out in this work was to explore the mechanical and electromyographic (EMG) properties of Internal (IR) and External (ER) rotator muscles in tennis player’s shoulder after (i) chronic and intensive practice, (ii) a specific strengthening of ER muscles and (iii) fatigue-resistance exercises. Firstly, the results showed that peak Torque values of IR muscles were higher in the Dominant Side (DS) than in the Non Dominant Side (NDS). This difference led to a muscular imbalance characterized by a decrease of the conventional (ER/IR) and functional (ERexc/IRconc) ratio values in the DS, associated with an increase of ER co-activation in the DS of tennis player. This ER co-activation increase could express a neurophysiologic adaptation to compensate for the relative weakness of ER muscles compared to IR muscles. Then, a rehabilitation program based on a strengthening protocol of the ER muscles in the DS of tennis players made it possible to, respectively, partially and totally counterbalance the conventional and functional ratios whereas ER co-activation decreased. Finally, results obtained during the fatigue-resistance exercises showed that ER muscles were less fatigue-resistant than IR muscles. This difference led to a decrease of the conventional and functional ratio values at the end of the exercise whereas ER co-activation did not change. All these results highlight the importance to counterbalance the tennis player’s dominant shoulder by performing specific strengthening protocol of ER muscles. Moreover, an adaptation delay must be necessary to ER co-activation to fit after changes of the conventional and functional ratio values

Les déchirures de la coiffe des rotateurs (RCTs) représentent l'une des blessures les plus fréquentes de l'épaule et évoluent souvent vers des conditions plus graves au fil du temps. Bien que l'IRM soit la modalité d'imagerie standard pour détecter les RCTs, son utilisation est limitée aux centres d'imagerie et elle n'est pas toujours précise pour représenter la présence et l'étendue des déchirures. Un outil de diagnostic portable, non invasif et rentable pour le diagnostic sur site des RCTs est en demande. Cette thèse présente les contributions apportées au développement d'un modèle numérique pour ce scanner médical, qui repose sur la résolution répétée du problème Maxwell. La discrétisation par éléments finis de ce problème aboutit à un système linéaire de grande taille et mal conditionné, difficile à résoudre. Notre première contribution est le développement d'un préconditionneur de type Schwarz basé sur le PML qui améliore l'efficacité de la résolution de ce problème, en termes de taux de convergence et de temps de calcul. Ensuite, nous utilisons une modélisation numérique de pointe pour introduire un système d'imagerie portable pour la reconstruction tridimensionnelle de l'épaule. Cette tâche est difficile en raison de la grande taille électrique de l'épaule, de son anatomie complexe et de la nature hétérogène des tissus, caractérisée par des pertes élevées. L'étude de faisabilité montre des résultats prometteurs dans la détection des RCTs. Cependant, cette méthode peut être limitée par de forts niveaux de bruit ou les habitudes corporelles du patient. Pour remédier à cela, nous générons un grand ensemble de données, en utilisant une version optimisée du système d'imagerie et nous employons un algorithme d'apprentissage automatique pour la détection automatique et en temps réel des RCTs
Rotator cuff tears (RCTs) represent one of the most frequent shoulder injuries and often progress to more severe conditions over time. Although MRI is the standard imaging modality for detecting RCTs, it is limited to use in imaging centers, and it is not always accurate in depicting the presence and extent of the tears. A portable, non-invasive, and cost-effective diagnostic tool for on-site diagnosis of RCTs is in demand. This thesis presents the contributions made to the development of a numerical model for this medical scanner which relies on repeated solves of Maxwell's equations. The finite element discretization of this problem results in a large-scale, ill-conditioned linear system that is challenging to solve. Our first contribution is the development of a PML-based Schwarz-type preconditioner that improves the efficiency of the solution method, in terms of convergence rate and computing time. Next, we utilize state-of-the-art numerical modeling to design a wearable imaging system for three-dimensional image reconstruction of the shoulder. This task is challenging due to the electrically large size of the shoulder, its complex anatomy, and the heterogeneous nature of the tissues, which are characterized by high losses. The feasibility study shows promising results in the detection of RCTs. However, this method can be limited by high noise levels or the patient's body habits. To address this, we generate a large dataset, using an optimized version of the numerical imaging system and employ a machine learning algorithm, for automatic and real-time detection of RCTs

L'objectif de cette thèse est de déterminer l'influence du volley-ball sur les adaptations musculo-squelettiques de l'épaule. Les muscles rotateurs de l'épaule sont évalués avec le dynamomètre Kin Com ® afin de déterminer des ratios musculaires agonistes / antagonistes de cette population spécifique. Les évaluations ont été complétées par des variables issues de la performance sportive. Les résultats obtenus indiquent : différences de pics de moments de force des RI conc et des RE exc entre joueurs professionnels et jeunes joueurs de haut niveau, une position d'évaluation plus favorable dans le plan de la scapula, des différences d'évolution du ratio RI conc / RE exc entre l'amplitude totale et la fin d'amplitude selon le niveau de pratique, une évolution au cours de la saison sportive du ratio RI conc / RE exc des joueurs confirmés et d'une évolution des pics de moments de force des jeunes joueurs de haut niveau avec une stabilité de leur ratio RI conc / RE exc. Ces résultats confirment une influence de la pratique du volley-ball sur les muscles rotateurs du joueur en fonction de son niveau de pratique, de son âge et au cours de la saison sportive
The aim of this thesis is to determine the effect of volleyball practice on shoulder muscles' adaptation. Rotator cuff muscles of the shoulder are assessed with a Kin Com® dynamometer in order to establish agonists / antagonists muscular strength ratios of volleyball players. Isokinetic tests have been completed using tests of performance. Results indicate: a better position of assessment in the scapular plane, differences of peaks torque of IR conc and ER ecc between professional players and young high level volleyball players, differences of functional IR conc / ER ecc ratio between the full range of motion and the end of the range of motion according to the level of practice, an evolution of the IR conc / ER ecc ratio of confirmed volleyball players during the sport season and a stabilization of the IR conc / ER ecc ratio of young high level volleyball players. The results confirm the effects of the practice of volleyball on the rotator cuff muscles of a player according to his level of practice, his age and during the sport season

The most frequent sequelae following an obstetric brachial plexus lesion without complete functional recovery concern the impaired shoulder rotation movements and the associated structural changes of the growing glenohumeral joint.

This pathology is often unrecognized and may lead to a limitation in active movements, a pathologic and less efficient motion pattern in the affected limb, and the development of a severely incongruent and dysplastic glenohumeral joint prone to further arthrosis.

Hypothesis

Glenohumeral dysplasia after obstetric brachial plexus lesion has multiple etiologies: A hypothetic obstetric trauma may precede the motor imbalance, due to the initial palsy and prevalent recovery of the medial rotators of the shoulder.

The correction of the muscular imbalance, by neurotization of the lateral rotators (supra- and infraspinatus muscle) using a local nerve transfer or by a later muscle transfer surgery, improves function, seems to prevent the development of joint dysplasia and limits the articular deformities once they are present.

The early (peripartal) glenohumeral subluxation must be recognized and treated immediately to prevent the development of a severe joint contracture and dysplasia.

Material and methods

Two retrospective and one prospective study evaluate how surgery may correct the muscular imbalance.

In a first series of 65 children, we analyse the recovery of the supra- and infraspinatus muscle after a nerve transfer onto the suprascapular nerve.

In a second retrospective analysis on 114 children, we study the outcome after secondary surgery (anterior joint release, modified Hoffer muscle transfer) dedicated to improve active and passive lateral rotation of the shoulder.

A prospective study of 50 magnetic resonance (MRI) scans of the glenohumeral joint describes the articular deformities.

Finally, 10 children presenting a very early glenohumeral subluxation have undergone a closed orthopaedic reposition and plaster immobilisation and were followed for a minimum of 2 years.

Results

In the first group, neurotization of the suprascapular nerve has been performed either by a dorsal or a ventral approach at a mean age of 14 months. The mean follow up is of 3 years and the improvement in aLR(ABD) is 68°and only 25°in aLR(ADD). None of these children with improved active lateral rotation of the shoulder developed clinical signs of a glenohumeral dysplasia within the follow up period.

Among the 114 children operated between 6 months and 44 years with a shoulder release, 74 had an isolated release procedure, 40 an associated tendon transfer or a suprascapular neurotization. The mean improvement in passive lateral rotation with the arm adducted (pLR (ADD)) was 60°. Active lateral rotation was possible in 63 % of children who underwent an isolated joint release.

The Hoffer muscle transfer was performed in 29 children and improved the aLR (ABD) by 60° (mean postoperative follow-up of 30 months). No signs of severe glenohumeral dysplasia developed in these children later on.

The prospective study of 50 consecutive MRI scans in children presenting at the consultation with a rotatory imbalance of their shoulder, as a sequel from obstetric brachial plexus palsy (Bahm et al. 2007) shows 37 congruent joints, 10 dorsal subluxations, 2 dorsal luxations and one complete dislocation associated with the formation of an independent neoglenoid. The humeral head was deformed in 12 cases; the glenoid in 34 children (flat in 23, biconcave 7 times, convex 3 times).

The follow up of 2 years in 10 children who underwent an immediate closed reposition shows evidence of joint congruence with a limited (30°) pLR (ADD), definitely lower than after a surgical release.

Conclusion

Some osteo-articular deformities secondary to neuromuscular diseases are well described ;those following an obstetric brachial plexus lesion are insufficiently recognized. Their etiology is unclear.

At the level of the shoulder joint, these sequels might be very important.

Our neuroorthopaedic hypothesis concerning a multifactorial etiology and treatment strategy raises the need of an early and precise screening of the deforming forces to render normal biomechanics and function.

The surgical strategy includes the reconstruction of the responsible motor nerve and the improvement of the passive and active range of motion of the shoulder in lateral rotation

It seems to be efficient to limit the progression to severe glenohumeral dysplasia and further arthrosis.

Doctorat en Sciences médicales
info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les troubles musculo-squelettiques (TMS) sont une des questions les plus préoccupantes en santé au travail. Ils témoignent de l’intensification des conditions de travail qui affecte un nombre croissant de travailleurs. L’objectif de cette thèse était d’étudier les relations complexes entre les facteurs professionnels, notamment organisationnels, et les TMS de l’épaule.Trois populations salariées ont été étudiées : la cohorte Cosali et deux entreprises automobile et pharmaceutique. L’étude des caractéristiques organisationnelles des situations de travail par classifications ascendantes hiérarchiques des variables et des individus de la cohorte Cosali a identifié une classe d’organisation de type taylorien. Chez ces salariés, les douleurs et TMS de l’épaule étaient plus fréquents. Des modèles à équations structurelles ont montré que les facteurs organisationnels étaient des déterminants distaux des TMS en influençant l’exposition aux facteurs psychosociaux et physiques, alors que l’exposition aux facteurs physiques influençait à son tour les douleurs de l’épaule. L’application de la méthodologie aux deux populations des entreprises automobile et pharmaceutique a confirmé la pertinence du modèle issu de Cosali. En conclusion, les facteurs organisationnels sont des déterminants clés de la survenue des TMS de l’épaule en influençant en cascade les conditions d'exposition aux facteurs psychosociaux et physiques auxquels les travailleurs doivent faire face. Ces connaissances épidémiologiques originales améliorent la compréhension de la chaîne de déterminants des TMS et contribueront au ciblage des interventions de prévention sur les déterminants professionnels modifiables
Musculoskeletal disorders (MSDs) represent one of the most worrying issues in occupational health. They bear witness to the intensification of working conditions which affects an increasing number of workers. The aim of this thesis was to study the complex relationships between occupational factors and shoulder disorders, with attention paid to organizational factors. Three working populations were studied : the Cosali cohort, one automobile company and one pharmaceutical company. The study of the organizational characteristics of work situations by ascendant hierarchical clustering of variables and individuals of the Cosali cohort identified a Taylorist form of work organization. Among these employees, shoulder disorders were more frequent. Structural equation modeling has shown that organizational factors are distal determinants of MSDs by influencing exposure to psychosocial and physical factors, while exposure to physical factors in turn influences shoulder pain. The application of the methodology to the two populations of automotive and pharmaceutical companies confirmed the relevance of the Cosali model. In conclusion, organizational factors are key determinants of the onset of shoulder disorders by cascading the conditions of exposure to the psychosocial and physical factors that workers face. This original epidemiological knowledge improves understanding of the chain of determinants of MSDs and will contribute to the targeting of prevention interventions on modifiable occupational determinants