Des modèles musculo-squelettiques à plusieurs échelles, pour les genoux
Souvent considérées comme une conséquence inévitable du vieillissement, les maladies musculo-squelettiques représentent plus de la moitié des conditions chroniques chez les personnes âgées de plus de 50 ans dans les pays développés. Le projet MULTISCALEHUMAN (Multi-scale biological modalities for physiological human articulation), financé par l'UE, a impliqué sept instituts provenant de quatre pays. Le projet MULTISCALEHUMAN a rassemblé une collection impressionnante de modèles et de données provenant de diverses techniques de pointe en imagerie de pointe et analyse des tissus. L'activité musculaire des membres inférieurs a été modélisée à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique et comprenait des détails de la déformation musculaire au cours de l'exercice. Les chercheurs ont étudié la fonction du poids par le genou, concevant deux méthodes pour mesurer l'épaisseur du cartilage au niveau du fémur lors des évaluations d'ostéoarthrite liée aux contraintes. Ils ont par ailleurs généré un modèle de l'articulation du genou qui incorpore les structures détaillées des os, des cartilages, des ménisques et des ligaments. Les collaborations au sein du projet ont permis d'intégrer dans le modèle des mesures des tissus mous (ménisque, cartilage) et de la cinématique de l'articulation. Les modèles musculo-squelettiques ont détecté des changements dans les activations musculaires avant et après le remplacement total du genou. Un système de CAO travaillant sur plusieurs échelles peut soutenir une analyse comparative des cas cliniques et d'évaluation du suivi du patient. Un modèle de cartilage humain avec ostéoarthrite montre la progression de la maladie aux niveaux moléculaire, cellulaire et tissulaire. Une approche de modélisation fondée sur un agent promet d'établir un moyen d'étudier les interactions moléculaires de manière plus économique et plus rapide qu'en laboratoire. Des stratégies de génie tissulaire pour le ménisque et les tissus ostéocartilagineux ainsi que des matrices de génie tissulaire optimisées ont également été développées. Les résultats de la recherche ont été présentés lors de diverses conférences, d'ateliers et de rencontres dans le monde. Jusqu'à présent, plus de 40 publications ont été publiées dont deux ont remporté des prix d'excellence. Tous les partenaires ont contribué par leurs recherches à un livre intitulé «3D Multiscale Physiological Human» publié par Springer. Le projet MULTISCALEHUMAN a défini une approche pour visualiser des données de maladies musculo-squelettiques à plusieurs échelles et en fonction d'une ontologie. En poursuivant ses objectifs, le projet continuera de soutenir la conception de soins de personnalisés pour les maladies musculo-squelettiques, en associant l'informatique et la médecine.
Mots‑clés
Modélisation, musculo-squelettique, MultiScaleHiman, ostéoarthrite, génie tissulaire
