Soutenance de thèse de VALERIO Thomas


Titre de thèse

Modélisation numérique patient-spécifique de la main : application à l'étude de la rhizarthrose

Patient-specific modeling of the human hand: application to the study of trapeziometacarpal osteoarthritis

Date

30 September 2024 à 14h00

Adresse

163, Avenue de Luminy, case 910 13288 MARSEILLE Cedex 9, Amphi FSS luminy

Ecole doctorale

Sciences du Mouvement Humain

Specialité

Sciences du Mouvement Humain - MRS

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots clés

Modélisation Biomécanique,Morphologie,Laxité,Stratégie de préhension,Rhizarthrose,

Keywords

Biomechanial models,Morphology,Laxity,Grip strategy,Trapeziometacarpal osteoarthritis,

Jury

Jury de thèse
Qualité Nom Etablissement
Maître de conférences M. VIGOUROUX Laurent Aix Marseille Université
Maître de conférences M. MILAN Jean-Louis Aix Marseille Université
Maître de conférences M. GOISLARD DE MONSABERT Benjamin Aix Marseille Université
Professeur des universités - praticien hospitalier M. LE CORROLLER Thomas Aix Marseille Université
Professeure des universités Mme CHEZE Laurence Université Gustave Eiffel
Associate Professor Mme VEREECKE Evie KU Leuven
Professeur des universités M. LAPORTE Sébastien Arts et Métiers
Directeur de recherche M. DUMAS Raphaël Université Gustave Eiffel

Résumé de la thèse

L'arthrose de l'articulation trapézométacarpienne (rhizarthrose) est l'une des plus fréquentes au niveau de la main. Considérant le facteur mécanique comme l'une des causes potentielles, les modèles biomécaniques semblent être un outil intéressant pour comprendre les origines de cette pathologie. Ces modèles permettent d'estimer les pressions articulaires afin de déterminer et quantifier les facteurs pouvant être à l'origine de l'arthrose. Parmi les facteurs mécaniques de la rhizarthrose, la morphologie osseuse, la laxité articulaire ou encore la stratégie de préhension semblent être les principales causes potentielles. L'objectif de cette thèse a été de développer des modèles numériques patients-spécifiques de l'articulation trapézométacarpienne afin d'étudier l'effet de la morphologie osseuse, de la laxité et des stratégies de préhension sur les pressions articulaires. Différents modèles numériques ont été créés à partir d'images scanners, de tests de laxité et d'analyse du mouvement. Les résultats révèlent un effet très important de la courbure antéro-postérieure de la surface articulaire distale de l'os trapèze sur les pressions. Un effet significatif de la stratégie de préhension ainsi qu'un effet d'interaction entre les paramètres ont été observés. Ce travail de thèse a apporté une contribution sur la compréhension de la rhizarthrose. En plus d'identifier un nouveau paramètre morphologique spécifique comme étant un potentiel facteur de risque, les résultats indiquent une modulation du niveau de pression possible avec la stratégie de préhension et la laxité articulaire.


Thesis resume

Trapeziometacarpal (TMC) osteoarthritis (OA) is one of the most common OA in the human body. Considering the mechanical factor as one of the potential explanations of OA development, biomechanical models appear to be an interesting tool to explain and understand OA development. These models estimate the joint contact pressure on cartilage to determine which variables could be involved in OA development. Bone morphology, joint laxity, or grip strategy appear to be the potential explanations of TMC OA development. The main of this thesis was to develop patient-specific numerical models of the TMC joint to investigate the effect of bone morphology, joint laxity, and grip strategy on joint contact pressures. To achieve this goal, several numerical models were created based on CT images, laxity tests, and motion capture data from experiments to analyze the combined effect of these parameters on joint pressures. The results of these studies reveal an important influence of the dorso-volar curvature of the distal trapezium joint surface on the joint contact pressure. A significant effect of grip strategy and an interaction effect between the three parameters was also found. This work brought an important significant scientific benefit to OA development comprehension. In addition to identifying a new morphological parameter as a potential OA risk factor, the results highlight a possible pressure adjustment through grip strategy and joint laxity. These results highlight the significance of patient-specific parameters for TMC OA prevention and rehabilitation.