Groupe de Recherche sur les Déformations Musculo-Squelettiques (GRDMS) Centre de recherche, Hôpital Sainte-Justine

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1 RAPPORT D ACTIVITÉS Laboratoire Informatique de la Scoliose 3-D (LIS3D) Laboratoire de Modélisation Biomécanique et de Chirurgie Assistée par Ordinateur (LMBCAO) Groupe de Recherche sur les Déformations Musculo-Squelettiques (GRDMS) Centre de recherche, Hôpital Sainte-Justine Centre hospitalier universitaire Mère-Enfant, Université de Montréal

2 INTRODUCTION & MISSION Le Laboratoire Informatique de la Scoliose 3-D (LIS3D) et le Laboratoire de Modélisation Biomécanique et de Chirurgie Assistée par Ordinateur (LMBCAO) regroupent des chercheurs provenant de différents milieux universitaires, soient de l Université de Montréal, de l École Polytechnique de Montréal et de l École de technologie supérieure. Cette équipe multidisciplinaire fait partie du Groupe de Recherche sur les Déformations Musculo-Squelettiques (GRDMS), une des 8 équipes thématiques prioritaires du Centre de Recherche de l Hôpital Sainte- Justine. Les activités de recherche du LIS3D et du LMBCAO sont axées sur les déformations du tronc, plus précisément sur la scoliose idiopathique de l adolescence. Dans les laboratoires LIS3D et LMBCAO, la recherche porte sur la caractérisation des déformations scoliotiques. Ces travaux visent à améliorer les méthodes de traitements orthopédique et chirurgical de la scoliose et de permettre une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans ces déformations. Les méthodologies utilisées incluent des techniques de bio-ingénierie, d imagerie biomédicale, de modélisation géométrique et de modélisation biomécanique. On peut ainsi procéder à l évaluation clinique de la scoliose, à son analyse bidimensionnelle et tridimensionnelle ainsi qu à la simulation des déformations scoliotiques et à leur traitement. Ce rapport d activités présente la programmation de recherche du LIS3D et du LMBCAO, les collaborations scientifiques et industrielles, les réalisations des membres et les travaux de recherche complétés au cours des années universitaires LIS3D L M B C A O Rapport d activités

3 MEMBRES Membres réguliers / Chercheurs Hubert Labelle, M.D. UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Carl-Éric Aubin, Ph.D. ÉCOLE POLYTECHNIQUE, HÔPITAL STE-JUSTINE Jean Dansereau, Ph.D. ÉCOLE POLYTECHNIQUE, HÔPITAL STE-JUSTINE Farida Cheriet, Ph.D. ÉCOLE POLYTECHNIQUE, HÔPITAL STE-JUSTINE Alain Moreau, Ph.D. UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Pierre A. Mathieu, Ph.D. UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Jacques A. de Guise, Ph.D. ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE, HÔPITAL STE-JUSTINE Guy Grimard, M.D. UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Patrick d Astous, Ph.D. ÉCOLE POLYTECHNIQUE Personnel régulier de recherche Marie Beauséjour, M.Sc.A. Christian Bellefleur, M.Sc.A. Nathalie Bourassa, B.Ing. Éric Chagnon, B. Ing Philippe De Banné, M.Sc.A. Sébastien Delorme, M.Sc.A. Luc Duong, B.Ing. Valeri Goussev, Ph.D., Dr.Sc. Julie Joncas, Inf. (Adjointe à la direction) Annick Koller Philippe Labelle Michèle Lacoste, B.Erg. Radu Stirbu, B.Ing Eltha Parfait, B.Ing. Yvan Petit, M.Sc.A. Éric Wagnac, B.Ing Gnahoua Zoabli, M.Sc.A Collaborateurs principaux Marc Asher, M.D. UNIVERSITY OF KANSAS Véronique Feipel, Ph.D. UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES François Lavaste, Doct. ÉNSAM, PARIS Anne-Pascale Maquinghen, Doct. UNIVERSITE DE VALENCIENNES ET DU HAINAUT-CAMBRESIS Denis Rancourt, Ph.D. UNIVERSITÉ LAVAL Janet Ronsky, Ph.D. UNIVERSITY OF CALGARY John A. Savastik, M.D., Ph.D. KAROLINSKA INST., STOCKHOLM Wafa Skalli, Doct. ÉNSAM, PARIS Ian A.F. Stokes, Ph.D. UNIVERSITY OF VERMONT Ronald Zernicke, Ph.D. UNIVERSITY OF CALGARY Collaborateurs internes Paul Allard, Ph.D. UNIV. DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Charles-H. Rivard, M.D. UNIV. DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Benoît Poitras, M.D. UNIV. DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE François Prince, Ph.D. UNIV. DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE Sylvie Vandal, Ph.D. UNIV. DE MONTRÉAL, HÔPITAL STE-JUSTINE LIS3D L M B C A O Rapport d activités

4 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE Les différents axes de recherche permettent à notre équipe multi-disciplinaire d ingénieurs, de scientifiques et d orthopédistes de mieux comprendre les mécanismes pathologiques et d améliorer les traitements orthopédiques des déformations scoliotiques de l adolescence. Les activités du LIS3D et du LMBCAO s articulent actuellement autour de trois volets complémentaires visant la caractérisation, l analyse et la simulation des déformations scoliotiques et de leur traitement. Les objectifs s orientent d une part vers le développement de meilleures méthodes de traitements orthopédique et chirurgical de la scoliose et d autre part, vers une meilleure compréhension des mécanismes de déformation (pathomécanisme) scoliotique. Ces trois volets ainsi que les thèmes de recherche qui y sont rattachés sont : 1. Traitement par orthèse thoraco-lombo-sacrée 2. Traitement chirurgical par instrumentation 3. Recherche fondamentale, imagerie, reconstruction 3D et mesures évaluatives 4

5 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE VOLET 1 Traitement par orthèse thoraco-lombo-sacrée L objectif à long terme de ce volet de recherche est d améliorer l efficacité des orthèses thoraco-lombo-sacrées. La pertinence de ce programme repose sur des études biomécaniques démontrant que ces corsets ne corrigent pas de façon optimale les déformations scoliotiques tridimensionnelles du rachis et de la cage thoracique. L étude biomécanique des corsets est réalisée afin d en dégager les paramètres permettant une correction optimale. Les objectifs spécifiques actuellement en cours sont :! Mesurer l amplitude et la répartition des pressions à l interface orthèse-peau à l aide d une matrice de capteurs pressions ;! Mesurer la tension dans les courroies des corsets à l aide de cellules de force dans le même échantillon de sujets et étudier la relation entre la tension des courroies, la pression engendrée à l interface orthèse-peau et la correction résultante;! Mesurer l'activité musculaire des patients traités par corset ;! Effectuer la reconstruction 3D du rachis et de la cage thoracique, avec et sans corset, et étudier l effet des corsets sur la géométrie rachidienne ;! Établir, à l aide de simulations sur le modèle biomécanique personnalisé (par éléments finis), les forces et les sites d application générant une correction 3D optimale du rachis et de la cage thoracique ;! Développer un corset à effet correctif 3D ;! Développer des méthodes pour l'ajustement des corsets. Figure 1 Système d évaluation des corsets : matrice de capteurs de pression et instrumentation des courroies Figure 2 Représentation 3D des pressions générées par le corset sur la géométrie d un patient scoliotique Figure 3 Modèle par éléments finis d l abdomen, du corset et de son interaction avec le tronc 5

6 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE VOLET 2 Traitement chirurgical par instrumentation Ce programme de recherche vise le développement de techniques d assistance chirurgicale par ordinateur pour la correction des scolioses. Ce concept de chirurgie assistée par ordinateur comprend les axes suivants :! Simulation préopératoire de la chirurgie à l aide de modèles biomécaniques (par éléments finis et multi-corps) permettant de tester a priori l effet d un planning et de fournir une meilleure planification de la configuration de l instrumentation (crochets, vis, tiges) pour obtenir une correction 3D optimale;! Développement d'un "simulateur de chirurgie d'instrumentation du rachis" ;! Utilisation peropératoire d outils de mesure et de modèles fournissant en temps réel au chirurgien de l information géométrique sur le patient ;! Développement et évaluation de guides chirurgicaux ;! Design d un cadre de positionnement ;! Reconstruction et modélisation géométrique 3D par autocalibrage ;! Thoracoscopie 3D. du tronc pré-op per-op post-op Figure 4 Simulation de manœuvre d instrumentation du rachis scoliotique avec un modèle multi-corps flexible Figure 5 Montage (en laboratoire) pour le suivi per-opératoire de la géométrie du tronc Figure 6 Modélisation et mesures du rachis 6

7 PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE VOLET 3 Recherche fondamentale, imagerie, reconstruction 3D et mesures évaluatives Le sous-volet recherche fondamentale vise la compréhension des mécanismes de déformation (pathomécanismes) scoliotiques et leur séquence d expression. Deux approches de modélisation biomécanique sont en développement :! modélisation neuro-musculo-squelettique du tronc humain : modélisation géométrique et mécanique des muscles, intégration et ajustement des variables de contrôle et validation du modèle ;! modélisation de la croissance et du remodelage osseux des vertèbres intégrée dans le modèle biomécanique du rachis. Le sous-volet imagerie inclut entre autres le développement d une technique de détection automatique de repères anatomiques et de contours osseux des vertèbres scoliotiques à partir de radiographies. Un second projet vise l évaluation informatisée de la mobilité de la colonne vertébrale. Le sous-volet reconstruction 3D vise le développement de techniques par auto-calibrage permettant d'obtenir une représentation géométrique du tronc osseux à partir de deux images radiographiques. Le sous-volet mesures évaluatives comprend le développement de techniques de mesure du rachis scoliotique :! amélioration de l appareil de reconstruction 3D pour l évaluation radiographique des déformations du tronc, dans le but de pallier à certaines limites de la méthode de reconstruction 3D et du système de positionnement et de calibrage présentement utilisés;! caractérisation des patrons de déformation vertébrale;! étude de la cinématique et de l'activité EMG lors du test de bending;! mesure de la surface du tronc. Figure 7 Modèle par éléments finis du tronc incluant 160 faisceaux musculaires Figure 8 Mesures de la cinématique et de l EMG lors de tests de bending Figure 9 Étude des déformations scoliotiques sur un spécimen cadavérique : radiographie et reconstruction 3D par CT scan 7

8 PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES Articles publiés ou acceptés pour publication Amiot L.P., Lang K., Putzier M., Zippel H., Labelle H., «Comparative results between conventional and computer-assisted pedicle screw installation in the thoracic, lumbar and sacral spine», Spine, 2000, 25(5): Aubin C.É., Dansereau J., Parent F., Petit Y., de Guise J.A., Labelle H., «3D measurements of wedged scoliotic vertabrae and intervertebral disks», Eur Spine J, 1998, 7(1): Aubin, C.É., Labelle H., Ruszkowski A., Petit Y., Gignac D., Joncas J., Dansereau J., «Variability of strap tension in brace treatment for adolescent idiopathic scoliosis», Spine, 1999, 24(4): Beauséjour M., Aubin C.É., Feldman A.G., Labelle H., «Simulations de tests d inflexion latérale à l aide d un modèle musculo-squelettique du tronc», Annales de Chirurgie, 1999, 53(8): Cheriet F., Dansereau J., Petit Y., Aubin C.É., Labelle H., de Guise J.A., «Towards the self-calibration of a multiview radiographic imaging system for the 3D reconstruction of the human spine and rib cage, Int. J. of Patt. Recgn. and Art. Intell., 1999, 13(5): Cheriet F., Delorme S., Dansereau J., Aubin C.É., de Guise J.A., Labelle H., «Reconstruction radiographique per-opératoire de la colonne vertébrale scoliotique», Annales de Chirurgie, 1999, 53(8): Cheriet F., Meunier J., «Self-calibration of a biplane x-ray imaging system for an optimal 3D reconstruction», International J Comput Med Imaging and Graphics, 1999, 23: Delorme S., Labelle H., Aubin C.É., de Guise J.A., Rivard C.H., Poitras B., Dansereau J., «A threedimensional radiographic comparison of Cotrel-Dubousset and Colorado instrumentations for the correction of idiopathic scoliosis», Spine, 2000, 25(2): Delorme S., Labelle H., Aubin C.É., de Guise J. A., Rivard C-H., Poitras B., Coillard C., Dansereau J. «Intra-operative comparison of two instrumentation techniques for the correction of adolescent idiopathic scoliosis: derotation or translation», Spine, 1999, 24(19): Delorme S., Labelle H., Aubin C.É., de Guise J.A., Dansereau J., «Comparaison entre les angles de Cobb cliniques et informatisés mesurés sur les courbes joignant les corps vertébraux, les centroïdes des pédicules et les apophyses épineuses», Annales de Chirurgie, 1999, 53(8): Delorme S., Labelle H., Poitras B., Rivard C.H., Coillard C., Dansereau J., «Pre, intra and postoperative three-dimensional evaluation of adolescent idiopathic scoliosis», Journal of Spinal Disorders, 2000, 13(2): Delorme S., Violas P., Dansereau J., de Guise J.A., Aubin C.É., Labelle H., «Preoperative and postoperative three-dimensional changes of the rib cage after posterior instrumentation in adolescent idiopathic scoliosis», Eur Spine J, 2000, 10: Gauvin C., Dansereau J., Petit Y., de Guise J.A., Labelle H., «Reconstruction radiographique 3D personnalisée du bassin humain», Annales de Chirurgie, 1998, 52(8): Gignac D, Aubin CE, Dansereau J, Labelle H., «Optimization method for 3D bracing correction of scoliosis using a finite element model», Eur Spine J, 2000; 9(3): Gignac D, Aubin CE, Dansereau J, Poulin F., Labelle H., «Étude biomécanique de nouveaux concepts de traitement orthopédique pour la correction de la scoliose», Annales de Chirurgie, 1998, 52(8): Huynh T.N., Dansereau J., Maurais G., Herrera R., «Three-dimensional evaluation of lumbar orthosis effects on spinal behavior», Rehabilitation Research and Development, 1998, 35(1):

9 PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES Articles publiés ou acceptés pour publication (suite) Jaremko J., Delorme S., Dansereau J., Labelle H., Ronsky J., Poncet P., Harder J., Dewar R., Zernicke R., «Use of neural networks to correlate spine and rib cage deformity in scoliosis», Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 2000, 3: Jaremko J., Poncet P., Ronsky J., Harder J., Dansereau J., Labelle H., Zernicke R., «Estimation of spinal deformity in scoliosis from torso surface cross-sections», Spine, 2001, 26: Joncas J., Vandal S., Grimard G., Rivard C.H., Poitras B., Labelle H., «Évaluation du stress et des stratégies de coping de l adolescent devant subir une chirurgie correctrice du rachis», Le Journal de l Orthopédie, 2000, 3(7): Landry C., Labelle H., Liberge J., Dansereau J., de Guise J.A., Asher M., «Caractéristiques morphologiques d un rachis scoliotique», Annales de Chirurgie, 1998, 52(8): LeBlanc R., Labelle H. Forest F., Poitras B., «Morphological discrimination among healthy subjects and patients with progressive and non progressive adolescent idiopathic scoliosis», Spine, 1998, 23(10): Mac-Thiong J.M., Aubin C.É., Dansereau J., Brodeur P., de Guise J.A., Labelle H., «Evaluation of an intraoperative registration technique for the 3D geometric modeling of the spine», Medical & Biological Engineering & Computing, 1999, 37(4): Mac-Thiong J.M., Labelle H., Duong L., Aubin C.É., «A new technique for intra-operative analysis of the trunk geometry in adolescent idiopathic scoliosis», Can Journal of Surgery (accepté, ). Mac-Thiong J.M., Labelle H., Vandal S., Aubin C.É., «Intra-operative tracking of the trunk during surgical correction of scoliosis : a feasibility study», Computer Aided Surgery, 2000, 5: Mathieu P.A., Aubin C.É., «Activité musculaire du dos lors de flexions/extensions chez un second groupe de sujets normaux», Annales de Chirurgie, 1999, 53(8): Mathieu, P.A., Fortin, M. Kinematics and EMG of Normal Subjects Performing Flexion/ Extensions Freely in Space. J. Electromyo. & Kinesiol., 10(3): , Papin P., Labelle H., Delorme S., Aubin CÉ., de Guise J. A., Dansereau J., «Long-term 3-D changes of the spine after posterior spinal instrumentation and fusion in adolescent idiopathic scoliosis», Eur Spine J, 1999, 8: Petit Y., Aubin C.É., Labelle H., «3-D Imaging for the surgical treatment of adolescent idiopathic scoliosis», Canadian Journal of Surgery, (accepté, ). Petit Y., Dansereau J., Labelle H., de Guise J.A., «Estimation of 3D location and orientation of human vertebral facet joints from standing digital radiographs», Med Biol Eng Comput, 1998, 36: Poncet P., Delorme S., Ronsky J.L., Dansereau J., Harder J., Clynch G., Dewar R.D., Labelle H., Gu H., Zernicke R.F., «Reconstruction of laser-scanned 3D torso topography and stereoradiographical spine and rib-cage geometry in scoliosis», Comp Meth Biomech Biomed Eng, 2001, 4: Poncet P., Trochu F., Dansereau J., «Curvilinear three-dimensional modeling of spinal curves with dual kriging», Comp Methods in Biomechanics and Biomedical Eng, 1999, 2: Poulin F., Aubin C.É., Stokes I., Gardner-Morse M., Labelle H., «Modélisation biomécanique de l instrumentation du rachis scoliotique à l aide de mécanismes flexible», Ann Chirugie, 1998, 52(8): Villemure I., Aubin C.É., Dansereau J., Labelle H., «Progression of vertebral and spinal 3D deformities in adolescent idiopathic scoliosis : a longitudinal study», Spine, 2001, 26(20): Villemure I., Aubin C.É., Dansereau J., Petit Y., Labelle H., «Étude des relations entre les courbures rachidiennes et les déformations vertébrales et discales dans la scoliose idiopathique», Ann Chir, 1999, 53(8):

10 PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES Articles soumis pour publication Aubin C.É., Périé D., Petit Y., Labelle H., Dansereau J., «Personalized biomechanical simulations of orthotic treatment in idiopathic scoliosis», Journal of orthopedic research, juin Delorme S., Labelle H., Aubin C.É., «The crankshaft phenomenon : is Cobb angle progression a good indicator in adolescent idiopathic scoliosis, Spine», février Feipel, V., Aubin, C.É., Ciolofan, O.,Beauséjour, M., Labelle, H., Mathieu, P.A. EMG and kinematic analysis of lateral bending in idiopathic scoliosis patients. Med. & Biol. Eng. Comput., 2001 Gréalou L., Aubin C.É., Labelle H., «Rib cage surgery for the treatment of scoliosis : a biomechanical study of the correction mechanisms», J Orthop Research, février Gréalou L., Aubin C.É., Sevastik J.A., Labelle H., «A biomechanical analysis of the correction effects of spine instrumentation and rib shortening in scoliosis», Spine, février Gréalou L., Aubin C.É., Labelle H., «Modélisation biomécanique d interventions chirurgicales sur la cage thoracique pour le traitement de la scoliose : étude de faisabilité», Ann. Chirurgie, déc Leblanc R., Farid F., Aubin C.É., Labelle H., «Spinal mobility in adolescent idiopathic scoliosis», European Spine Journal, février Mac-Thiong J.M., Labelle H., Rooze M., Feipel V., Aubin C.É., «Evaluation of a transpedicular drill guide for pedicle screw placement in the thoracic spine», J Neurosurgery», septembre Mac-Thiong, J.M., Labelle H., Petit Y., Aubin C.É., «The effect of prone operation position on the trunk deformity in adolescent idiopathic scoliosis», Clin Orthop Rel Research, décembre Odermatt, D., Mathieu, P.A., Beauséjour, M., Aubin, C.É., Labelle, H. Electromyographic study of adolescent idiopathic scoliosis patients treated with the Boston brace. Spine, Perdriolle R., Le Borgne P., Dansereau J., de Guise J.A., Labelle H., «Idiopathic scoliosis in 3-D : a succession of 2-D deformities», Spine, décembre Sadeghi, H., Allard, P., Mathieu, P.A., Prince, F., Sadeghi, S., Labelle, H., Ramsay, J. Inter-trial Gait Variability Reduction using Continuous Curve Registration. Submitted to J. Biomechanics, 2001 Sadeghi H., Labelle H., «Lower limb muscle power relationships in bilateral able-bodies gait», American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation, Vaiton M., Dansereau J., Grimard G., Labelle H., de Guise J.A., «Évaluation d une méthode clinique d acquisition rapide de la géométrie 3D de colonnes vertébrales scoliotiques», ITBM, Villemure I., Aubin C.É., Dansereau J., Labelle H., «Biomechanical simulations of the spine deformation process in idiopathic scoliosis from different pathogenesis hypotheses», J Orthop Res, décembre Villemure I., Aubin C.É., Dansereau J., Labelle H., «Modélisation biomécanique de la croissance et de la modulation de croissance vertébrales pour l étude des déformations scoliotiques : étude de faisabilité», Innov Technol Biol Med, décembre

11 PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES Livres et Chapitres de Livres Allard P., Farahpour N., Labelle H., Rivard C.H., Duhaime, M., Three dimensional spine kinematics, Chapter in A professionnal guide to spinal rehabilitation, Editor David E. Stude, MS.DC., Appleton and Longe Publisher (2000), sous presse. Allard P, Blanchi J.P., La biomécanique, série Que sais-je?, Presses Universitaires de France, 1999, 128 p. Aubin C.É., Finite element analysis for the biomechanical study of scoliosis (chapter 21), Spine : State of the art review on the etiology of idiopathic scoliosis, R.G. Burwell et al. Ed., Hanley & Belfus, Philadelphia, 2000, Aubin C.É., The scientific approach to treatment is better than the empirical ("trial and error") approach, Research into Spinal Deformities II, IOS Press, 1998, vol. 59, Aubin C.É., Lobeau D., Labelle H., Godillon A.P., Le Blanc R., Dansereau J., Planes of maximum deformity in the scoliotic spine., Research into Spinal Deformities II, IOS Press, 1998, vol. 59, Beauséjour M., Aubin C.É., Mitnitski A., Feldman A., Biomechanical modeling of the motor control of trunk muscles, Research into Spinal Deformities II, IOS Press, 1998, vol. 59, Cheriet F., Dansereau J., Petit Y., Aubin C.É., Labelle H., de Guise J.A., Towards the self-calibration of a multi-view radiographic imaging system for the 3D reconstruction of the human spine ans rib cage, Vison Interface : Real World Applications of Computer Vision, Series in Machine Perception and Artificial Intelligence, World Scientific, 1999, vol. 35, Cheriet, F., Delorme S., Labelle H., Aubin C.É., de Guise J.A., Dansereau J., Intraoperative 3D reconstruction of the scoliotic spine from biplanar radiographic images, Research into spinal deformities, IOS Press, 1999, Joncas J., Grimard G., Labelle H., Limoges P., Vandal S., La scoliose, guide à l intention des patients en attente d une chirurgie, Éditeur en Sciences des publications, Montréal, Hôpital Sainte-Justine, 1998 Poncet P., Delorme S., Dudley R., Ronsky J.L., Dansereau J., Harder J., Dewar R., Labelle H., Zernicke R., 3-D reconstructions of the external and internal geometries of the trunk using laser and stereoradiographic imaging techniques, Research into spinal deformities II, IOS Press, IAF Stokes (Ed), 1999, vol. 59, Stokes I.A., Gardner-Morse M., Aubin C.É., Poulin F., Labelle H., Biomechanical simulations for planning of scoliosis surgery, Research into Spinal Deformities II, IOS Press, 59, Villemure I., Aubin C.É., Dansereau J., Petit Y., Labelle H., A correlation study of global & local descriptors of the scoliotic spine deformity, Research into Spinal Deformities II, IOS Press, 1998, 59,

12 PROJETS DE RECHERCHE Projets en cours Étudiants M.Sc.A M.Sc Étudiant(e) Dir. /Co-dir. du projet Financement BASTIEN, Isabelle C.-É. Aubin Optimisation- instrumentation du rachis CARRIER, Josée C.-É. Aubin / H. Labelle CIOLOFAN, Oana C. C.-É. Aubin / P. Mathieu Design de chirurgies costales Évaluation de test de bending préopératoire CLOUTIER, Luc C.-É Aubin Modélisation instrumentation du rachis antérieure Canadian Orthopedic Foundation MEQ FORTIN, Carole. H. Labelle / J. Dansereau FORTIN, Dave F. Cheriet / H. Labelle LACROIX, Mélanie C.-É Aubin / J. Dansereau Étude de la démarche scoliotique Modélisation surfacique de la géométrie externe du tronc Modélisation de corsets par éléments de contact REPAR MOUREN, Sébastien J. Dansereau Reconstruction 3D de la cage thoracique NEIS, Claude C.-É. Aubin Recalage per-opératoire chirurgie du rachis NOVOSAD, Justin F. Cheriet Techniques d auto-calibrage pour la reconstruction 3D PAZOS, Valérie J. Dansereau / F. Cheriet PLOUZNIKOFF, A. B. Ozell / C.-É. Aubin Développement d un outil d analyse de géométrie ext. Prototypage virtuel de chirurgies TARDIF, Nathalie J. Dansereau / Validation techniques comb reconstruction géo int.-ext. WAGNAC, Éric C.É. Aubin / J. Dansereau Modélisation du bassin en position assise Erreur! Liaison incorrecte. 12

13 PROJETS DE RECHERCHE Projets en cours Étudiants Ph.D. Étudiant(e) Dir. /Co-dir. du projet Financement DUKE, Kajsa J. Dansereau / C.-É Aubin EL-MNAFEG, Ouafa F. Cheriet / C.-É. Aubin Étude de la posture chirurgie du rachis Imagerie 3D endoscopique LALONDE, Nadine- Michèle J. Dansereau / R. Aïssaoui Reconstruction 3D du bassin LI, Yue R. Aïssaoui / J. Dansereau Mesure de forme de l interface bassin-aide technique PARENT, Stéfan H. Labelle Correction de la scoliose idiopathique PETIT, Yvan C.-É. Aubin / H. Labelle PONCET, Philippe Ronsky J.L. / J. Dansereau VERNIEST, Frédéric C.-É. Aubin / P. Drazétic, F.X. LePoutre Biomécanique du rachis instrumenté Évaluation torsion géométrique chez population scoliotique Système d assistance chirurgicale rachis ZOABLI, Gnahoua P.A. Mathieu Imagerie musculaire Arthritis Society Min. Rel. Intern. Projets en cours Stagiaires post-doctoraux Stagiaire Directeur / Co-directeur du projet Financement SADEGHI, H. H. Labelle Cinématique du rachis scoliotique 13

14 PROJETS DE RECHERCHE Projets en cours Personnel de recherche Personnel Chercheur principal du projet Financement BEAUSÉJOUR, Marie H. Labelle Évaluation d une technique d ajustement 3D des orthèses H. Labelle Réseau Scoliose Québec Réseau rech. dév., santé et bien-être enfant FRSQ / FCAR / CQRS C.-É. Aubin Étude des facteurs bioméc. reliés à la progression des déf. scol. dystrophie musc. de Duchenne SLA - SCDM BELLEFLEUR Christian BOURASSA Nathalie J. Dansereau Système d évaluation, d analyse et suivi des déf. 3D de la colonne vertébrale et du tronc humain C.-É. Aubin Étude des facteurs bioméc. reliés à la progression des déf. scol. dystrophie musc. de Duchenne J. Dansereau Système d évaluation, d analyse et suivi des déf. 3D de la colonne vertébrale et du tronc humain C.-É. Aubin Développement simulateur de chirurgie pour traitement des déformations colonne vertébrale SLA - SCDM De BANNÉ Philippe C.-É. Aubin Développement simulateur de chirurgie pour traitement des déformations colonne vertébrale DELORME Sébastien H. Labelle Chirurgie assistée par ordinateur pour traitement des scolioses idiopathique DUONG Luc H. Labelle Chirurgie assistée par ordinateur pour le traitement des scolioses idiopathiques H. Labelle Module de positionnement et de correction pour la chirurgie du rachis scoliotique Canadian Arthritis Network 14

15 PROJETS DE RECHERCHE Projets en cours Personnel de recherche (suite) Personnel Chercheur principal du projet Financement GOUSSEV Valeri C.-É. Aubin Développement simulateur de chirurgie pour traitement des déformations colonne vertébrale JONCAS Julie H. Labelle Évaluation d une technique d ajustement 3D des orthèses H. Labelle Chirurgie assistée par ordinateur pour le traitement des scolioses idiopathiques KOLLER Anick H. Labelle Module de positionnement et de correction pour la chirurgie du rachis scoliotique LABELLE Philippe C.-É. Aubin Mod. processus de déformation du rachis scoliotique Canadian Arthritis Network STIRBU, Radu C.-É. Aubin Développement simulateur de chirurgie pour traitement des déformations colonne vertébrale PARFAIT, Eltha J. Dansereau Système d évaluation, d analyse et suivi des déf. 3D de la colonne vertébrale et du tronc humain C.-É. Aubin Développement simulateur de chirurgie pour traitement des déformations colonne vertébrale PETIT, Yvan C.-É. Aubin Développement simulateur de chirurgie pour traitement des déformations colonne vertébrale WAGNAC, Éric C.-É. Aubin Chaire de recherche Innovations CAO en génie orthopédique ZOABLI, Gnahoua C.-É. Aubin Administrateur réseau 15

16 PROJETS DE RECHERCHE Projets terminés Stagiaires post-doctoraux Stagiaire Directeur / Co-directeur du projet Financement BERTHONNAUD, Éric 2001 FEIPEL, Véronique 2000 H. Labelle / F. Cheriet C.-É. Aubin / P. Mathieu Validation d un logiciel d analyse de radiographies Étude de l EMG chez des patients scoliotiques Ministère Cult. Sciences Luxembourg PÉRIÉ, Delphine 2001 RÉMAKI, Lakhdar 2001 C.-É. Aubin Modélisation par éléments finis du tronc F. Cheriet Reconstruction 3D per-op de la colonne vertébrale à partir de radiographies biplanaires Projets terminés Étudiants gradués Doctorat Étudiant(e) Dir. / Co-dir. du projet Financement BRODEUR, Paule 2000 LANDRY, Champlain 2001 VILLEMURE, Isabelle 2000 J. Dansereau / J.A. de Guise J.A. de Guise / C.-É.Aubin / J. Dansereau, H. Labelle Modélisation per-opératoire déplacements vertébraux Reconstruction & modélisation. 3D rachis : images hybrides Modélisation de l évolution des déformations scoliotiques 16

17 PROJETS DE RECHERCHE Projets terminés Étudiants gradués (M.Sc.A / M.Sc) Étudiant(e) Dir. / Co-dir. du projet Financement BEAUSÉJOUR, Marie (M.Sc.) 1999 GIGNAC, Denis (M.Sc.A) 1998 GARCEAU, Patrick (M.Sc.A) 2000 C.-É. Aubin / A. Feldman C.-É. Aubin / J. Dansereau C.-É. Aubin / F. Cheriet Modélisation neuromusculosquelettique du tronc Optimisation du traitement de la scoliose Modélisation du contrôle moteur du tronc GRÉALOU, Lionel (M.Sc.A) 2000 MAC THIONG, Jean- Marc (M.Sc.) 2000 ODERMATT, Daniel 2000 POULIN, François (M.Sc.A) SALAKO, Florent (M.Sc.A) VAITON, Muriel (M.Sc.A) C.-É. Aubin Modélisation biomécanique - costoplasties H. Labelle / C.-É. Aubin P.A. Mathieu C.-É. Aubin C.-É Aubin / C. Fortin Dansereau J. / de Guise J.A. Système de suivi per-opératoire du tronc Étude EMG de sujets scoliotiques traités par corset de Boston Modélisation cinématique du rachis Design guide chirurgical instrumentation rachis Méthode stat. reconnaissance repères anatomiques rachis 17

18 PRIX ET DISTINCTIONS 1998 Carl-Éric AUBIN - Best Clinical Paper, IRSSD. : Biomechanical Modeling of the Motor Control of Trunk Muscles. (Auteurs : M. Beauséjour, C.-É. Aubin, A. Minitski, A. Feldman) Marie BEAUSÉJOUR 1 er prix Howmedica en recherche fondamentale Programme d orthopédie Édouard-Samson. : Modélisation biomécanique du tronc incluant le contrôle des muscles. (Co-auteurs : C.-É. Aubin, A. Minitski, A. Feldman) Marie BEAUSÉJOUR Prix Roger Simoneau, 28 ième congrès, Société de Scoliose du Québec. : Modélisation biomécanique du tronc incluant le contrôle des muscles. (Co-auteurs : C.-É. Aubin, A. Minitski, A. Feldman) Marie BEAUSÉJOUR 1 er Prix - Maîtrise : Présentation orale XXIIIe congrès annuel des étudiants gradués de l'hôpital Sainte-Justine. : Modélisation biomécanique du tronc incluant le contrôle des muscles. (Co-auteurs : C.-É. Aubin, A. Minitski, A. Feldman) Denis GIGNAC Meilleur mémoire de maîtrise École Polytechnique de Montréal François POULIN 2 ième prix Howmedica en recherche fondamentale, Prog. d orthopédie É.-Samson. : Étude de faisabilité d une approche de modélisation biomécanique avec mécanismes flexibles de l instrumentation du rachis scoliotique. (Co-auteurs : C.-É. Aubin, I.A.F. Stokes, M. Gardner-Morse, H. Labelle) Isabelle VILLEMURE Prix d excellence Desjardins pour étudiants-chercheurs de l ACFAS. Isabelle VILLEMURE Bourse d études nationales, Conseil Canadien des Ingénieurs &Financière Manuvie 1999 Marie BEAUSÉJOUR 2 ième prix Howmedica en recherche fondamentale, Prog. d orthopédie É.-Samson : Modélisation des muscles et du contrôle moteur pour la simulation de l inflexion latérale. (Co-auteurs : C.É. Aubin, H. Labelle, A. Feldman) Marie BEAUSÉJOUR Liste d honneur du doyen de la Faculté de Médecine pour le mémoire de maîtrise Université de Montréal. : Intégration des muscles et du contrôle moteur dans un modèle biomécanique du tronc humain Yvan PETIT Prix Roger Simoneau, 29 ième congrès, Société de Scoliose du Québec. : Relation between strap tension and brace pressure in the treatment of idiopathic scoliosis. (Co-auteurs : C.É. Aubin, J. Dansereau, J. Joncas, H. Labelle) 18

19 PRIX ET DISTINCTIONS 2000 Patrick GARCEAU Meilleur mémoire de maîtrise École Polytechnique de Montréal Guy GRIMARD 2 ième Prix Pierre H. Labelle, 30 ième congrès, Société de Scoliose du Québec : Pertes sanguines péri-opératoires et arthrodèse vertébrale postérieure pour scoliose idiopathique de l adolescent. (Co-auteurs : J. Joncas, H. Labelle, B. Poitras, C.-H. Rivard, P. Pépin) Jean-Marc MAC-THIONG 1 er Prix Pierre H. Labelle, 30 ième congrès, Société de Scoliose du Québec : Transpedicular drill for pedicle screw insertion in the thoracic spine. (Co-auteurs : H. Labelle, C.-É. Aubin) Alain MOREAU 2 ième Prix Roger Simoneau 30 ième réunion annuelle de la Société de Scoliose du Québec. : Scoliose idiopathique et mélatonine: nouvelles perspectives moléculaires Stéfan PARENT 1 er Prix Roger Simoneau 30 ième réunion annuelle de la Société de Scoliose du Québec. : Analyse morphométrique de spécimens anatomiques scoliotiques. (Co-auteurs: H. Labelle, A. Mitulescu, B. Latimer, W. Skalli, F. Lavaste, J.A. de Guise) Isabelle VILLEMURE Prix de la meilleure présentation en recherche fondamentale, IRSSD : Biomechanical modeling of spinal growth modulation for the study of adolescent scoliotic deformities : a feasibility study. (Co-auteurs : C.-É. Aubin, J. Dansereau, H. Labelle) Isabelle VILLEMURE 2 ième meilleure présentation en recherche fondamentale Programme d orthopédie Édouard-Samson. : Modélisation biomécanique de la croissance et de la modulation de croissance vertébrales pour l étude des déformations scoliotiques. (Co-auteurs : C.-É. Aubin, J. Dansereau, H. Labelle) 19

20 PRIX ET DISTINCTIONS 2001 Dave FORTIN Premier Prix - Maîtrise : Présentation par affiche XVIe congrès annuel des étudiants gradués de l'hôpital Sainte-Justine. : Développement d un outil informatique de design et d ajustement des corsets de Boston pour le traitement de la scoliose. (Co-auteurs: F. Cheriet, M. Beauséjour, H. Labelle) Dave FORTIN 3 ième Prix : Présentation par affiche Journée du Groupe de Recherche en Modélisation Biomécanique (GRMB) : Développement d un outil informatique de design et d ajustement des corsets de Boston pour le traitement de la scoliose. (Co-auteurs : F. Cheriet, M. Beauséjour, H. Labelle) Alain MOREAU Premier Prix Roger Simoneau, 31 ième congrès, Société de Scoliose du Québec : Analyse des voies de signalisation de la mélatonine dans la scoliose idiopathique. (Co-auteurs : D.S. Wang, S. Forget, J. Joncas, H. Labelle, B. Poitras, C.H. Rivard) Marie-Lyne NAULT Prix de la meilleure présentation- Journée scientifique du Département de chirurgie, Université de Montréal : Estimation du moment d inertie chez les scoliotiques (Co-auteurs : B. Alexandre, S. Armand, H. Sadeghi, H.Labelle, P. Allard) Stefan PARENT 1 er Prix Pierre H. Labelle, 31 ième congrès, Société de Scoliose du Québec. : Étude des corrélations entre les différents paramètres décrivant la déformation scoliotique vertébrale locale. (Co-auteurs : H. Labelle, W. Skalli, J. de Guise) Yvan PETIT 2 ième Prix - Doctorat : Présentation par affiche XVIe congrès annuel des étudiants gradués de l hôpital Sainte-Justine : Étude biomécanique de la flexibilité du rachis pour la correction chirurgicale : Simulation de l instrumentation Cotrel-Dubousset (Co-auteurs : H.Labelle, C.-É. Aubin) 20