Scoliose et Posture, un outil d évaluation? Scoliosi e Postura, un attrezzo di valutazione? F. Barral, Lecante S.A., Lyon J.F. Menudet, Orten, Lyon 2000 Introduction 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. 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. 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 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 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
Scoliose et posture: un outil d évaluation. F Barral, JF Menudet 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. 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. Figure 2 : Acquisition 3D par projection de lumière structurée. Figura 2 : Screen-shot 3D con proiezione di lucce strutturata. 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. 2001 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 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). 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). 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. 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.
2002 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. Valutazione della postura 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 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. 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.
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. 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.
2004 Figure 7 : OrtenPIX, modélisation 3D à partir d un appareil photo numérique. Figura 7 : OrtenPIX, modelizzazione 3D a partire di macchina fotografica numerica. 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. Conclusione 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. Please send us right now your abstracts for the Congress of Palermo