Un système de numérisation 3D de haute précision agit comme l'outil géométrique fondamental pour calculer le moment de rotation médio-pied (RMM) en automatisant la mesure du bras de levier impliqué dans la mécanique du pied. En créant un modèle numérique complet du pied, le système identifie le « bras de levier naviculaire » (NMA) — la distance horizontale précise entre le point naviculaire et la ligne médiane du pied — qui sert de multiplicateur critique pour déterminer les forces de pronation.
Le système convertit l'anatomie complexe du pied en données mathématiques précises. En combinant le bras de levier naviculaire (NMA) dérivé géométriquement avec la répartition du poids du sujet, le système fournit un calcul objectif du RMM qui révèle comment le médio-pied gère le couple dans des conditions de mise en charge.
La mécanique de la mesure numérique
Capture de la structure complète du pied
Pour calculer les moments avec précision, il faut d'abord une représentation fidèle de l'objet.
Un système de numérisation 3D de haute précision capture des images multidimensionnelles du pied. Contrairement aux simples scanners d'empreintes de pas, ce système enregistre les surfaces plantaire (inférieure) et dorsale (supérieure). Cette capture double surface est essentielle pour localiser les repères anatomiques qui ne sont pas visibles uniquement par le dessous.
Automatisation de l'axe de référence
En biomécanique, chaque moment (couple) nécessite un axe de rotation.
Le logiciel de numérisation traite automatiquement le modèle 3D pour générer une ligne médiane du pied. Cette ligne est définie géométriquement en reliant le deuxième orteil au talon. Cette ligne médiane sert d'axe standardisé par rapport auquel la déviation latérale ou médiale est mesurée.
Définition du bras de levier naviculaire (NMA)
Une fois l'axe établi, le système détermine la longueur du bras de levier.
Le logiciel identifie le point naviculaire sur le modèle numérique. Il calcule ensuite la distance horizontale exacte entre ce point naviculaire et la ligne médiane précédemment établie. Cette distance spécifique est définie comme le bras de levier naviculaire (NMA).
De la géométrie à la biomécanique
Intégration de la répartition du poids
La géométrie seule ne crée pas de couple ; la force est nécessaire.
Pour passer d'une simple mesure de distance (NMA) à une métrique biomécanique (RMM), le système combine les données NMA avec la répartition du poids du sujet. Le poids agit comme la force appliquée au bras de levier identifié par le scanner.
Quantification de la tendance à la pronation
Le résultat final de ce processus est le moment de rotation médio-pied (RMM).
Le RMM est une quantité physique fondamentale qui reflète le couple agissant sur le médio-pied. Cette valeur est directement corrélée à la tendance à la pronation du pied dans des conditions de mise en charge. Un moment plus important indique généralement une plus grande tendance de la voûte plantaire à s'affaisser ou du pied à rouler vers l'intérieur.
Comprendre les compromis
Dépendance à la détection des repères
La précision du calcul du RMM dépend entièrement de la capacité du système à identifier correctement le point naviculaire.
Si la numérisation de la surface dorsale est obstruée ou de faible résolution, le système peut mal calculer la distance horizontale par rapport à la ligne médiane. Cette erreur géométrique se répercuterait sur le calcul final du RMM, conduisant à des hypothèses incorrectes sur la pronation.
La sensibilité de la ligne médiane
Le système utilise une définition standardisée pour la ligne médiane (deuxième orteil au talon).
Bien qu'efficace pour la grande majorité des sujets, cette norme géométrique suppose un alignement relativement normal de l'avant-pied. Dans les cas de déformations sévères du pied ou d'écarts des orteils, l'axe standard « deuxième orteil au talon » pourrait ne pas représenter parfaitement l'axe fonctionnel du pied, faussant potentiellement la mesure du NMA.
Faire le bon choix pour votre objectif
Lors de l'utilisation de la numérisation 3D pour l'analyse biomécanique, considérez comment ces métriques s'alignent sur vos objectifs :
- Si votre objectif principal est le diagnostic clinique : Fiez-vous à la mesure du bras de levier naviculaire (NMA) pour quantifier objectivement la gravité de l'affaissement du médio-pied avant d'évaluer le mouvement.
- Si votre objectif principal est la fabrication de chaussures ou d'orthèses personnalisées : Utilisez le moment de rotation médio-pied (RMM) pour comprendre les forces de rotation que le dispositif de soutien doit contrer pour stabiliser le pied.
Un calcul précis du RMM transforme l'observation subjective de la pronation en une métrique physique quantifiable basée sur une géométrie 3D précise.
Tableau récapitulatif :
| Métrique | Définition | Rôle en biomécanique |
|---|---|---|
| NMA | Bras de levier naviculaire | La distance horizontale entre le point naviculaire et la ligne médiane du pied. |
| Ligne médiane du pied | Axe de rotation | Ligne standardisée reliant le deuxième orteil au talon pour le calcul du couple. |
| RMM | Moment de rotation médio-pied | Le couple (NMA × Poids) reflétant la tendance à la pronation en conditions de mise en charge. |
| Numérisation 3D | Outil géométrique fondamental | Capture les surfaces plantaire et dorsale pour identifier les repères anatomiques critiques. |
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Références
- Tomoko Yamashita, Shingo Ata. Evaluation of Hallux Valgus Using Rotational Moment of Midfoot Measured by a Three-dimensional Foot Scanner: a Cross-sectional Observational Study. DOI: 10.14326/abe.12.154
Cet article est également basé sur des informations techniques de 3515 Base de Connaissances .