Caractérisation cinématique tridimensionnelle d’une tâche de prise en charge d’objet à l’aide de la capture de mouvement

Dans cette étude, nous cherchons à décoder la tâche de prise d'objet à l'aide d'une capture du mouvement, et à fournir une description détaillée de ses éléments cinématiques. Les méthodes existantes manquent d'une compréhension claire de la performance rapide dans des conditions normales, et ce protocole établit une performance de référence, améliorant ainsi l'interprétation et l'applicabilité clinique. Pour commencer, demandez au participant de porter un maillot et un short léger.

Veillez à ce que le participant soit pieds nus. Demandez-lui de marcher sur une courte distance s'éloignant de l'examinateur, à une allure confortable choisie par lui-même. Ensuite, demandez-lui de faire demi-tour et de revenir vers l'examinateur à la même allure.

Demander au participant d’étendre le cou en regardant vers le haut, de fléchir le cou en regardant vers le bas, de tourner la tête vers la gauche et la droite, et d’incliner la tête vers les deux côtés. Demander au participant de fléchir le tronc vers l’avant et l’arrière, de tourner le tronc vers la gauche et la droite, et d’effectuer des inclinaisons latérales des deux côtés.

Une fois que tous les mouvements sont exécutés confortablement et en toute sécurité, demandez au participant de rester debout pour la pose ultérieure des marqueurs. Assurez-vous que le participant se tient en position debout détendue et droite, les bras reposant naturellement le long des flancs. Palpez les repères anatomiques postérieurs et placez successivement les bases magnétiques sur les processus épineux de T4, T8, T10, ainsi que sur les échancrures iliaques postéro-supérieures gauche et droite.

Ensuite, placez une base magnétique sur la surface postérieure de la crête iliaque, approximativement à deux ou trois pouces en superolatéral par rapport à l'épine iliaque postéro-supérieure. Une fois les bases magnétiques postérieures positionnées, fixez-les avec du ruban adhésif. Puis, demandez au participant de se retourner et de faire face à l'examinateur tout en restant debout.

Palpez les épines iliaques antéro-supérieures gauche et droite et fixez une base magnétique sur ce repère. Localisez l'apophyse xiphoïde et placez une base magnétique dessus. Ensuite, fixez les bases magnétiques antérieures avec du ruban adhésif.

Demander au participant de remettre le couvercle et de reprendre une posture debout droite. Palper les bases magnétiques préalablement placées à travers les vêtements et fixer séquentiellement des marqueurs réfléchissants sur les bases magnétiques. Demander au participant de se tourner dos à l’examinateur et de fléchir la tête vers l’avant.

Ensuite, localisez la septième vertèbre cervicale et placez un marqueur réfléchissant sur ce repère anatomique. Demandez au participant de revenir à une position neutre de la tête puis de se tourner vers l'examinateur. Identifiez le sternum et fixez-y un marqueur réfléchissant.

Ensuite, palper les apophyses acromiales gauche et droite et positionner un marqueur réfléchissant sur le repère anatomique identifié. Demander au participant de s'asseoir confortablement et de placer la paume droite sur le genou gauche. Repérer les épicondyles médial et latéral de l'humérus droit et y placer un marqueur réfléchissant.

Ensuite, répétez la procédure pour le coude gauche. Puis, demandez au participant de placer confortablement les deux mains sur les cuisses. Identifiez les apophyses styloïdes radiale et ulnaire et placez un marqueur réfléchissant sur ce repère anatomique.

De la même manière, répétez la procédure pour le poignet opposé. Ensuite, palpez l'os capitatum d'une main, fixez un marqueur réfléchissant dessus, puis répétez l'opération sur l'autre main. Placez un marqueur réfléchissant sur l'ongle du pouce et un autre sur l'ongle du doigt médian de chaque main.

Avec le participant assis confortablement, palper les condyles fémoraux médial et latéral du genou droit et fixer un marqueur réfléchissant sur ce repère anatomique. Répéter la procédure pour le genou gauche. Ensuite, localiser les malléoles médiale et latérale de la cheville droite et positionner un marqueur réfléchissant.

Ensuite, identifiez l'os cunéiforme médian ainsi que les têtes métatarsiennes première, deuxième et cinquième du pied droit, puis placez un marqueur réfléchissant sur chacun de ces repères anatomiques. Palpez ensuite la tubérosité du calcanéum du pied droit. Fixez un marqueur réfléchissant sur ce repère, puis répétez la pose des marqueurs pour le pied gauche.

Fixez des groupes de marqueurs sur les segments du bras, de la main, de l'avant-bras, de la cuisse et du tibia de manière bilatérale. Fixez fermement chaque groupe à l'aide de sangles ou de ruban adhésif. Ensuite, placez des marqueurs réfléchissants bilatéralement sur l'os frontal juste au-dessus des sourcils, puis sur les os temporaux.

À l’aide d’un marqueur cutané lavable, délimiter tous les marqueurs et groupes placés sur la peau afin d’assurer un repositionnement constant si nécessaire. Vérifier la présence de marqueurs lâches, de déplacements des groupes et d’occlusions pendant la posture debout. Corriger les erreurs de placement au besoin et fixer solidement les attaches instables.

Si aucun problème n'est détecté, passez à la tâche de ramassage d'objet. Disposer les caméras de capture de mouvement autour du volume de capture afin d'assurer une visibilité complète du corps lors des mouvements d'inclinaison vers l'avant, d'interaction avec l'objet et de retour à la position debout. Définir un volume de capture suffisamment grand pour permettre tout le mouvement de ramassage sans occultation.

Étalonnez le système de capture de mouvement conformément aux directives du fabricant afin d'établir le système de coordonnées global. Vérifiez que toutes les caméras détectent clairement les marqueurs réfléchissants et assurez-vous qu'aucun objet réfléchissant non désiré ne soit présent dans la zone de capture. Commencez l'enregistrement de la capture de mouvement avant d'indiquer au participant d'initier le mouvement.

Cessez l'enregistrement uniquement après que le participant ait terminé la tâche. Examinez l'enregistrement pour vous assurer que tous les marqueurs sont présents avant de passer à l'enregistrement suivant. Veillez à ce que le participant se tienne droit dans le volume de capture.

Demander au participant d'écarter les deux bras d'environ 45 degrés par rapport au corps, les coudes entièrement tendus et les paumes tournées vers l'avant. Demander au participant de rester immobile pendant deux secondes tout en comptant à voix haute : 1000, 2000. Demander au participant d'écarter davantage les deux bras d'environ 90 degrés par rapport au corps, les coudes tendus et les paumes orientées vers le bas.

Demandez au participant de rester immobile pendant deux secondes et de compter à voix haute : 1000, 2000. Demandez-lui d'abaisser les deux bras le long du corps et de se tenir dans une posture détendue et neutre. Placez un objet normalisé au sol à un emplacement prédéfini à l'intérieur du volume de capture.

Demandez au participant de se tenir droit dans une posture confortable choisie par lui-même, faisant face à l'objet. Demandez-lui de ramasser l'objet du sol à un rythme confortable, de revenir à une position debout et de le remettre. Restez assis ou à genoux, dans une position confortable, sur le sol tout en récupérant et en repositionnant l'objet entre les essais afin d'assurer un positionnement constant.

Demander au participant d'effectuer trois essais en utilisant une main. Ensuite, répéter la tâche pour trois essais en utilisant l'autre main. Les participants ont été divisés en trois groupes selon leur stratégie de mouvement : dominant en squat, dominant en charnière et hybride.

Il n'y avait aucune différence significative quant à l'âge, à la répartition par sexe, à la taille ou au poids entre les groupes. Les angles de flexion du genou différaient significativement entre les groupes, tant dans les conditions de main dominante que non dominante, avec des tailles d'effet importantes. La cinématique de l'articulation de la cheville montrait des différences significatives entre les groupes, dans les conditions de main dominante et non dominante, avec des tailles d'effet importantes.

La flexion du tronc différait de manière significative entre les groupes pour les conditions de la main dominante et non dominante, avec des tailles d'effet modérées. La cinématique de l'articulation de la hanche ne différait pas de manière significative entre les groupes, ni pour la condition de la main dominante ni pour celle de la main non dominante. Une flexion plus importante a été observée au niveau de la cheville gauche et du genou gauche lors de la prise d'un objet avec la main non dominante, par rapport à la prise avec la main dominante, avec des tailles d'effet importantes.

Des différences significatives ont également été observées au niveau de la cheville droite et de la hanche gauche entre les conditions de main dominante et non dominante, avec des tailles d'effet importantes. Aucune différence significative n'a été observée au niveau du genou droit, de la hanche droite ou du tronc entre les conditions de main dominante et non dominante. Ce protocole permet aux chercheurs de quantifier et de caractériser les stratégies de mouvement distinctes utilisées lors d'une tâche de ramassage d'objet, y compris les schémas prédominants en squad, en charnière et les schémas hybrides.

Des analyses supplémentaires pouvant être réalisées après cette procédure incluent les vitesses articulaires, la dynamique du centre de masse et les forces de réaction au sol, offrant ainsi une compréhension plus complète de l'exécution des tâches. De futures recherches pourraient s'appuyer sur notre protocole de capture du mouvement afin d'étudier les mécanismes de compensation, notamment dans des conditions liées aux maladies musculosquelettiques.