LOMBALGIE : L’IA pour modéliser le rachis et identifier les points faibles
Ce modèle d'IA développé par des bioingénieurs de la Florida Atlantic University (FAU) qui permet d’analyser en détails la colonne vertébrale pourrait transformer le traitement des lombalgies. Présentée dans la revue World Neurosurgery, cette nouvelle approche qui combine l’IA et la biomécanique, va permettre des décisions thérapeutiques mieux éclairées et un traitement hyper-personnalisé.
On estime que dans les pays riches près de 30 % de la population souffrira de mal de dos au cours de la vie, et la lombalgie est la douleur musculosquelettique la plus fréquente et l’une des principales causes d'invalidité.
Les médecins et les chercheurs se tournent de plus en plus vers la modélisation du rachis lombaire, qui allie ingénierie et médecine, pour finalement créer un modèle virtuel du bas du dos, spécifique à chaque patient. Cette technologie simule les mouvements de la colonne vertébrale, les zones d'accumulation des contraintes mécaniques et permet d’identifier les causes possibles de dysfonctionnement et de douleur.
Ces modèles détaillés permettent de planifier les interventions chirurgicales, d'adapter les éventuels implants rachidiens et de développer des stratégies de traitement personnalisées, adaptées à l'anatomie de chaque patient. Cependant, en dépit de ses promesses, la modélisation actuelle du rachis lombaire est lente, manuelle et exige une expertise spécialisée, ce qui limite son accès.
Une étape majeure dans la modélisation du rachis lombaire
L’intelligence artificielle vient ici la rescousse en complément de la biomécanique à la fois pour le diagnostic puis la planification personnalisée du traitement. En intégrant des outils d'apprentissage profond aux simulateurs biomécaniques, ces scientifiques proposent une nouvelle approche aux multiples avantages :
- l’approche avec IA permet de réduire le temps de préparation du modèle du rachis lombaire de 98 %, soit à seulement 30 minutes et 49 secondes, et cela sans compromettre la précision biomécanique ;
- elle permet des simulations rapides et personnalisées pour chaque patient, facilitant la planification préopératoire, l'optimisation des implants rachidiens et la détection précoce des pathologies dégénératives de la colonne vertébrale.
Premières preuves de concept : les tests confirment que le modèle réagit comme une vraie colonne vertébrale, avec des mouvements discaux, des tensions ligamentaires et une pression à l'arrière de la colonne, réalistes lors des flexions et des étirements. Comme le système nécessite très peu d'interventions manuelles, il est également beaucoup plus rapide et plus fiable que les méthodes traditionnelles, ce qui en fait un outil précieux pour les médecins, comme pour les chercheurs.
L’un des auteurs principaux, Maohua Lin, maître de conférences en recherche à la FAU précise : « Notre approche se distingue par sa capacité à convertir automatiquement des images médicales standard, comme des scanners ou des IRM, en modèles de colonne vertébrale extrêmement précis et spécifiques au patient ».
En pratique, l’IA permet
d’identifier automatiquement les parties importantes de la colonne vertébrale,
comme les os et les disques, à partir de scanners médicaux, de transformer et d’assembler ces éléments en modèles 3D comprenant les os, le cartilage, les ligaments, les points d'attache des ligaments. De réaliser des simulations informatiques pour observer la réaction de la colonne vertébrale à des mouvements tels que la flexion et la torsion, ce qui permet de mieux comprendre où s'accumulent les contraintes et comment la colonne vertébrale bouge en conditions réelles.
Ainsi, cette approche de modélisation automatisée du rachis lombaire va jouer un rôle essentiel dans la planification préopératoire. En générant rapidement des modèles spécifiques au patient afin de prédire les complications mécaniques, d'optimiser la conception des implants et de réduire les risques chirurgicaux,
l’approche nous permet de prendre des décisions plus éclairées.
Source: World Neurosurgery 1 Sept, 2025 DOI:10.1016/j.wneu.2025.124236 Automated Finite Element Modeling of the Lumbar Spine: A Biomechanical and Clinical Approach to Spinal Load Distribution and Stress Analysis
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Cette actualité a été publiée le 26/11/2025 par
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