Estimation des Forces Musculaires du Membre Supérieur par Optimisation Dynamique
Informations sur le document
| Langue | French |
| Nombre de pages | 296 |
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| Taille | 8.26 MB |
- modélisation musculo-squelettique
- optimisation dynamique
- électromyographie
Résumé
I.Évaluation des forces musculaires
Les forces musculaires jouent un rôle crucial dans la compréhension du fonctionnement humain et dans des applications telles que le développement de méthodes cliniques ou la conception de technologies médicales complexes (par exemple, exosquelettes). Cependant, comme elles ne peuvent être mesurées de manière invasive (à quelques exceptions près), elles sont obtenues in silico grâce aux modèles numériques. Ces modèles permettent d'évaluer les chargements internes du corps (forces articulaires, forces musculaires, etc.), qui peuvent être utilisés pour prévoir les forces musculaires développées au cours d'un mouvement.
II.Problème d estimation des forces musculaires
Le problème de l'estimation des forces musculaires est présent dans de nombreux domaines, où une meilleure connaissance de la contribution de chaque muscle aux moments articulaires du corps humain permettrait de maîtriser les troubles musculo-squelettiques. Cependant, il s'agit d'un problème mathématique indéterminé, car le nombre de muscles du corps humain dépasse le nombre d'articulations qu'ils actionnent.
III.Innovation et objectif de la thèse
En raison des problèmes mentionnés ci-dessus, l'objectif de la thèse est de développer de nouvelles méthodes pour estimer les forces musculaires avec plus de précision et de réalisme, en utilisant des outils mathématiques puissants et en intégrant des informations supplémentaires telles que l'électromyographie (EMG).
IV.Contenu de la thèse
La thèse comprend quatre études qui constituent les quatre chapitres suivants. Dans la première étude, l'EMG a été intégrée dans l'estimation des forces musculaires en optimisation dynamique. Dans la seconde, l'importance relative des différentes fonctions objectives utilisées dans l'optimisation dynamique a été étudiée. Dans la troisième, l'application du concept de preuve de concept établi dans la première étude a été réalisée à partir de données expérimentales d'EMG et de cinématique articulaire. Dans la quatrième et dernière étude, l'utilisation de l'ergomètre isocinétique comme outil de calibration des modèles musculo-squelettiques a été examinée.
1. Contenu de la thèse
La thèse s’articule autour de quatre études constitutives des quatre chapitres suivants. La première étude (chapitre 2) traite de l’intégration de l’électromyographie (EMG), une information musculaire couramment surveillée en biomécanique, dans l’estimation des forces musculaires en optimisation dynamique. La seconde étude (chapitre 3) vise à déterminer quelles données privilégier lors du suivi en optimisation dynamique. Cette problématique d’un intérêt nouveau était pertinente face aux nombreuses fonctions-objectif disponibles dans la littérature, lors de l’estimation des forces musculaires en optimisation dynamique. La troisième étude (chapitre 4) est une application de la preuve de concept établie au chapitre 2 à partir de données expérimentales d’EMG et de cinématique articulaire. Enfin, dans la quatrième et dernière étude (chapitre 5), nous nous intéressons à l’utilisation de l’ergomètre isocinétique comme outil de calibration des modèles musculo-squelettiques.