Des modèles musculo-squelettiques plus réalistes
En raison de la complexité inhérente du modèle, tant naturelle que computationnelle, du système musculo-squelettique, les simulations sont souvent confinées à une description simplifiée d'un problème très spécifique. Un consortium multidisciplinaire a développé des modèles de pièces computationnels réalistes du système musculo-squelettique grâce au financement par l'UE du projet MUSCLEUP («MuscleUp - Towards an interface for detailed musculoskeletal models»). Les scientifiques ont intégré des structures de tissus 3D ainsi que des conditions de charge et de limites pour un changement par étape dans les capacités. L'équipe a réuni l'expertise dans le génie logiciel et dans la modélisation constitutive de tissus, le développement spécifique de modèles mécaniques continus et les simulations multi-corps. Les chercheurs ont également apporté leurs connaissances et leur expérience des techniques expérimentales et des applications cliniques. Cela était d'une importance capitale dans l'utilisation et le développement de modèles afin de déterminer un comportement de charge dynamique réaliste pour corréler l'anatomie et la physiologie du corps humain ainsi que pour développer des tests mécaniques in silico pour les implants. L'excellent travail d'équipe et la collaboration, tant au niveau interne qu'externe du consortium, a stimulé l'innovation et les importants progrès dans la modélisation musculo-squelettique en considérant des informations réalistes des contractions musculaires. L'équipe a développé des modèles mécaniques continus 3D, des modèles multi-corps 1D et des modèles musculo-squelettiques exploitant des données d'électromyographie. Ils ont également produit des modèles couplés 3D et 1D pour des représentations plus réalistes. Ces travaux ont conduit à plusieurs publications sur des sujets liés à la recherche musculo-squelettique dont l'utilisation de modèles pour aider au placement de capteurs pour le suivi des mouvements du système musculo-squelettique. Contrairement à d'autres sites, MUSCLEUP comprend une interface utilisateur graphique qui permet une visualisation 3D des modèles dans un navigateur: le système MuscleUp-DataBase(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le projet comprend actuellement des modèles de la langue, du plancher pelvien et de l'avant-bras. La colonne est en construction. Les modèles constituent un élément important du cycle de recherche. L'expérimentation fournit des données pour affiner les théories et les descriptions mathématiques des comportements. Les modèles optimisés supportent la formation des prévisions et constituent un moyen pour tester les hypothèses. Avec des modèles plus réalistes de différents composants du système musculo-squelettique, MUSCLEUP a apporté une grande contribution à la compréhension de la santé, de la maladie, des traumatismes et des thérapies.
Mots‑clés
Musculo-squelettique, modèles musculo-squelettiques, conditions de limites, mécanique des continus, modèles multi-corps
