Parametric study of lumbar belts in the case of low back pain: effect of patients' specific characteristics - CIS / STBio : Surfaces et Tissus Biologiques Accéder directement au contenu
Chapitre D'ouvrage Année : 2020

Parametric study of lumbar belts in the case of low back pain: effect of patients' specific characteristics

Étude paramétrique des ceintures lombaires en cas de lombalgie : effet des caractéristiques spécifiques des patients

Résumé

Objective: A numerical 3D model of the human trunk was developed to study the biomechanical effects of lumbar belts used to treat low back pain. Methods: This model was taken from trunk radiographies of a person and simplified so as to make a parametric study by varying morphological parameters of the patient, characteristic parameters of the lumbar belt and mechanical parameters of body and finally to determine the parameters influencing the effects of low back pain when of wearing the lumbar belt. The loading of lumbar belt is modelled by Laplace's law. These results were compared with clinical study. Results: All the results of this parametric study showed that the choice of belt is very important depending on the patient's morphology. Surprisingly, the therapeutic treatment is not influenced by the mechanical characteristics of the body structures except the mechanical properties of intervertebral discs. Discussion: The numerical model can serve as a basis for more in-depth studies concerning the analysis of efficiency of lumbar belts in low back pain. In order to study the impact of the belt's architecture, the pressure applied to the trunk modelled by Laplace's law could be improved. This model could also be used as the basis for a study of the impact of the belt over a period of wearing time. Indeed, the clinical study shows that movement has an important impact on the distribution of pressure applied by the belt.
Objectif : Un modèle numérique 3D du tronc humain a été développé pour étudier les effets biomécaniques des ceintures lombaires utilisées pour traiter les lombalgies. Méthodes : Ce modèle a été pris à partir de radiographies du tronc d'une personne et simplifié de manière à faire une étude paramétrique en faisant varier les paramètres morphologiques du patient, les paramètres caractéristiques de la ceinture lombaire et les paramètres mécaniques du corps et enfin à déterminer les paramètres influençant les effets de la lombalgie lors du port de la ceinture lombaire. La charge de la ceinture lombaire est modélisée par la loi de Laplace. Ces résultats ont été comparés à ceux d'une étude clinique. Résultats : Tous les résultats de cette étude paramétrique ont montré que le choix de la ceinture est très important en fonction de la morphologie du patient. De façon surprenante, le traitement thérapeutique n'est pas influencé par les caractéristiques mécaniques des structures corporelles, à l'exception des propriétés mécaniques des disques intervertébraux. Discussion : Le modèle numérique peut servir de base à des études plus approfondies concernant l'analyse de l'efficacité des ceintures lombaires dans les lombalgies. Afin d'étudier l'impact de l'architecture de la ceinture, la pression appliquée sur le tronc modélisée par la loi de Laplace pourrait être améliorée. Ce modèle pourrait également servir de base à une étude de l'impact de la ceinture sur une période de port. En effet, l'étude clinique montre que le mouvement a un impact important sur la répartition de la pression appliquée par la ceinture.
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hal-02929902 , version 1 (04-09-2020)

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Citer

Rébecca Bonnaire, Woo-Suck Han, Paul Calmels, Reynald Convert, Jérôme Molimard. Parametric study of lumbar belts in the case of low back pain: effect of patients' specific characteristics. Computational Biomechanics for Medicine, Springer International Publishing, pp.43-59, 2020, ⟨10.1007/978-3-030-15923-8_4⟩. ⟨hal-02929902⟩
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