Effect of modeling methods on the body and head-neck-trunck moments of inertia calculations in individuals of different morphology

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Analyse de la marche chez les adolescents sains et atteints de scoliose idiopathique : une étude cinétique et cinématique intégrée

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Analyse de la marche chez les adolescents sains et atteints de scoliose idiopathique : une étude cinétique et cinématique intégrée

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Modélisation de la diffraction des ondes de cisaillement en élastographie dynamique ultrasonore

L'élastographie ultrasonore est une technique d'imagerie émergente destinée à cartographier les paramètres mécaniques des tissus biologiques, permettant ainsi d’obtenir des informations diagnostiques additionnelles pertinentes. La méthode peut ainsi être perçue comme une extension quantitative et objective de l'examen palpatoire. Diverses techniques élastographiques ont ainsi été proposées pour l'étude d'organes tels que le foie, le sein et la prostate et. L'ensemble des méthodes proposées ont en commun une succession de trois étapes bien définies: l'excitation mécanique (statique ou dynamique) de l'organe, la mesure des déplacements induits (réponse au stimulus), puis enfin, l'étape dite d'inversion, qui permet la quantification des paramètres mécaniques, via un modèle théorique préétabli. Parallèlement à la diversification des champs d'applications accessibles à l'élastographie, de nombreux efforts sont faits afin d'améliorer la précision ainsi que la robustesse des méthodes dites d'inversion. Cette thèse regroupe un ensemble de travaux théoriques et expérimentaux destinés à la validation de nouvelles méthodes d'inversion dédiées à l'étude de milieux mécaniquement inhomogènes. Ainsi, dans le contexte du diagnostic du cancer du sein, une tumeur peut être perçue comme une hétérogénéité mécanique confinée, ou inclusion, affectant la propagation d'ondes de cisaillement (stimulus dynamique). Le premier objectif de cette thèse consiste à formuler un modèle théorique capable de prédire l'interaction des ondes de cisaillement induites avec une tumeur, dont la géométrie est modélisée par une ellipse. Après validation du modèle proposé, un problème inverse est formulé permettant la quantification des paramètres viscoélastiques de l'inclusion elliptique. Dans la continuité de cet objectif, l'approche a été étendue au cas d'une hétérogénéité mécanique tridimensionnelle et sphérique avec, comme objectifs additionnels, l'applicabilité aux mesures ultrasonores par force de radiation, mais aussi à l'estimation du comportement rhéologique de l'inclusion (i.e., la variation des paramètres mécaniques avec la fréquence d'excitation). Enfin, dans le cadre de l'étude des propriétés mécaniques du sang lors de la coagulation, une approche spécifique découlant de précédents travaux réalisés au sein de notre laboratoire est proposée. Celle-ci consiste à estimer la viscoélasticité du caillot sanguin via le phénomène de résonance mécanique, ici induit par force de radiation ultrasonore. La méthode, dénommée ARFIRE (''Acoustic Radiation Force Induced Resonance Elastography'') est appliquée à l'étude de la coagulation de sang humain complet chez des sujets sains et sa reproductibilité est évaluée.

Exploration de la dynamique entre les demandes, ressources au travail et la santé psychologique au travail.

Plusieurs interventions visant à améliorer la santé psychologique au travail reposent sur une conceptualisation pathogénique où celle-ci est représentée par une absence d’états psychologiques négatifs (Randall & Nielsen, 2010). Or, elle représenterait à la fois l’absence d’états négatifs de détresse psychologique au travail et la présence d’états positifs de bien-être psychologique au travail (Gilbert, Dagenais-Desmarais, & Savoie, 2011). Ceci suggère qu’afin de maximiser l’impact des interventions, il serait pertinent d’indiquer aux intervenants des leviers pouvant influencer les volets positifs et négatifs de la santé psychologique au travail. Parmi ces leviers, Gilbert (2009) a identifié les demandes et les ressources au travail. Cependant, les modèles théoriques traitant de l’impact de demandes et de ressources sur des états positifs et négatifs tendent à traiter de ces effets de manière indépendante et aucun ne formule de propositions concernant l’impact potentiel de ces leviers sur un état complet et unifié de santé psychologique au travail (e.g., Job Demand-Control(-Support) de Karasek & Theorell, 1990; Job Demands-Resources de Bakker & Demerouti, 2007). En considérant l’aspect interrelié et distinct de la facette positive et négative de la santé psychologique au travail, la présente thèse vise donc à explorer la dynamique entre les demandes, les ressources et un état complet et unifié de santé psychologique au travail. Pour ce faire, un article théorique et un article empirique sont présentés. L’article théorique intègre différentes théories afin d’apporter un éclairage sur l’incidence des demandes et ressources au travail sur un état complet et unifié de santé psychologique au travail, et d’expliquer simultanément l’influence de ces aspects du travail sur les facettes de bien-être et de détresse au travail. Il avance ainsi que, telles que définies par le modèle Job Demand-Resources (Bakker & Demerouti, 2007), les demandes tendraient a davantage représenter des menaces que des défis et auraient alors des effets néfastes sur un état complet de santé psychologique au travail et ses facettes positifs et négatifs. D’autre part, il est suggéré que lorsque les demandes sont élevées, avoir suffisamment de ressources pour se sentir capable de répondre avec succès aux demandes pourrait amener celles-ci à moins représenter des menaces et davantage représenter des défis. Comparativement à une situation où les ressources sont insuffisantes, cette première situation accroîtrait un état complet de santé psychologique au travail, de même que l’intensité de son volet positif, tandis que l’intensité de son volet négatif serait amoindrie. Enfin, il est suggéré que les ressources au travail faciliteraient la satisfaction des besoins psychologiques fondamentaux, ce qui aurait un effet bénéfique sur un état complet de santé psychologique au travail, de même que sur ses facettes. Pour sa part, l’article empirique vise à explorer empiriquement la dynamique entre les demandes, ressources et un état unifié et complet de santé psychologique au travail. Pour ce faire, deux études utilisant des modélisations par équations structurelles sont effectuées. La première utilise un devis transversal et deux échantillons de 302 et 384 enseignants. Elle montre que les demandes et ressources au travail ont une incidence directe respectivement nocive et bénéfique sur la santé psychologique au travail. Cependant, contrairement à ce qui était attendu, les ressources au travail n’auraient pas d’effet modérateur. Ces résultats sont similaires d’un échantillon à l’autre. La seconde étude utilise un devis longitudinal, deux temps de mesure avec une année d’intervalle et un échantillon de 158 enseignants. Suite à une comparaison des relations de causalité normale, inverse et réciproque; elle démontre que la causalité normale serait le type de relation qui expliquerait le mieux les données. Ce constat vient donc renforcer les résultats de l’étude précédente et suggère qu’une diminution des demandes et une augmentation des ressources s’accompagneraient d’une augmentation de la santé psychologique au travail. En explorant théoriquement et empiriquement la dynamique entre les demandes, les ressources et la santé psychologique au travail, la présente thèse offre des bases théoriques novatrices et des bases empiriques solides pour les recherches traitant de demandes et de ressources au travail qui désire étudier un état complet et unifié de santé psychologique au travail, et considérer l’aspect distinct et interdépendant de ses facettes positives et négatives. En pratique, une telle approche permettrait aux décideurs de plus facilement identifier les leviers sur lesquels il importe d’investir pour maximiser la santé psychologique, car cette dernière serait représentée par un critère unique plutôt que plusieurs critères séparés (Mihalopoulos, Carter, Pirkis, & Vos, 2013).

Analyse exploratoire de la dynamique des maladies infectieuses communes de l'enfance au Canada

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Analyse exploratoire de la dynamique des maladies infectieuses communes de l'enfance au Canada

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

An inverse time admittance relay for fault detection in distribution networks containing DGs

Isolation of a faulted segment, from either side of a fault, in a radial feeder that has several converter interfaced DGs is a challenging task when current sensing protective devices are employed. The protective device, even if it senses a downstream fault, may not operate if fault current level is low due to the current limiting operation of converters. In this paper, a new inverse type relay is introduced based on line admittance measurement to protect a distribution network, which has several converter interfaced DGs. The basic operation of this relay, its grading and reach settings are explained. Moreover a method is proposed to compensate the fault resistance such that the relay operation under this condition is reliable. Then designed relay performances are evaluated in a radial distribution network. The results are validated through PSCAD/EMTDC simulation and MATLAB calculations.

Load during prosthetic gait : is direct measurement better than inverse dynamics?

The knee forces and moments estimated by inverse dynamics and directly measured by a multiaxial transducer were compared during the gait of a transfemoral amputee. The estimated and directly measured forces and moments were relatively close. However, 3D inverse dynamics estimated only partially the forces and moments associated with the deformation of the prosthetic foot and locking of knee mechanism.

Loading applied on prosthetic knee of transfemoral amputee: comparison of inverse dynamics and direct measurements

Inverse dynamics is the most comprehensive method that gives access to the net joint forces and moments during walking. However it is based on assumptions (i.e., rigid segments linked by ideal joints) and it is known to be sensitive to the input data (e.g., kinematic derivatives, positions of joint centres and centre of pressure, inertial parameters). Alternatively, transducers can be used to measure directly the load applied on the residuum of transfemoral amputees. So, the purpose of this study was to compare the forces and moments applied on a prosthetic knee measured directly with the ones calculated by three inverse dynamics computations - corresponding to 3 and 2 segments, and « ground reaction vector technique » - during the gait of one patient. The maximum RMSEs between the estimated and directly measured forces (i.e., 56 N) and moment (i.e., 5 N.m) were relatively small. However the dynamic outcomes of the prosthetic components (i.e., absorption of the foot, friction and limit stop of the knee) were only partially assessed with inverse dynamic methods.

Effect of inaccuracies in anthropometric data and linked-segment inverse dynamic modeling on kinetics of gait in persons with partial foot amputation

The accuracy of data derived from linked-segment models depends on how well the system has been represented. Previous investigations describing the gait of persons with partial foot amputation did not account for the unique anthropometry of the residuum or the inclusion of a prosthesis and footwear in the model and, as such, are likely to have underestimated the magnitude of the peak joint moments and powers. This investigation determined the effect of inaccuracies in the anthropometric input data on the kinetics of gait. Toward this end, a geometric model was developed and validated to estimate body segment parameters of various intact and partial feet. These data were then incorporated into customized linked-segment models, and the kinetic data were compared with that obtained from conventional models. Results indicate that accurate modeling increased the magnitude of the peak hip and knee joint moments and powers during terminal swing. Conventional inverse dynamic models are sufficiently accurate for research questions relating to stance phase. More accurate models that account for the anthropometry of the residuum, prosthesis, and footwear better reflect the work of the hip extensors and knee flexors to decelerate the limb during terminal swing phase.

A Modified inverse integer Cholesky decorrelation method and the performance on ambiguity resolution

One of the research focuses in the integer least squares problem is the decorrelation technique to reduce the number of integer parameter search candidates and improve the efficiency of the integer parameter search method. It remains as a challenging issue for determining carrier phase ambiguities and plays a critical role in the future of GNSS high precise positioning area. Currently, there are three main decorrelation techniques being employed: the integer Gaussian decorrelation, the Lenstra–Lenstra–Lovász (LLL) algorithm and the inverse integer Cholesky decorrelation (IICD) method. Although the performance of these three state-of-the-art methods have been proved and demonstrated, there is still a potential for further improvements. To measure the performance of decorrelation techniques, the condition number is usually used as the criterion. Additionally, the number of grid points in the search space can be directly utilized as a performance measure as it denotes the size of search space. However, a smaller initial volume of the search ellipsoid does not always represent a smaller number of candidates. This research has proposed a modified inverse integer Cholesky decorrelation (MIICD) method which improves the decorrelation performance over the other three techniques. The decorrelation performance of these methods was evaluated based on the condition number of the decorrelation matrix, the number of search candidates and the initial volume of search space. Additionally, the success rate of decorrelated ambiguities was calculated for all different methods to investigate the performance of ambiguity validation. The performance of different decorrelation methods was tested and compared using both simulation and real data. The simulation experiment scenarios employ the isotropic probabilistic model using a predetermined eigenvalue and without any geometry or weighting system constraints. MIICD method outperformed other three methods with conditioning improvements over LAMBDA method by 78.33% and 81.67% without and with eigenvalue constraint respectively. The real data experiment scenarios involve both the single constellation system case and dual constellations system case. Experimental results demonstrate that by comparing with LAMBDA, MIICD method can significantly improve the efficiency of reducing the condition number by 78.65% and 97.78% in the case of single constellation and dual constellations respectively. It also shows improvements in the number of search candidate points by 98.92% and 100% in single constellation case and dual constellations case.