Note ABES Brain injury criteria based on computation of axonal elongation Critère de blessure cérébral basé sur le calcul de l’élongation axonale Modèle éléments finis de la tête Fracture crânienne Élongation axonale Simulation Finite element head model Skull fracture Axonal elongation Simulation 571.43 006.4 Crâne -- Lésions et blessures Biomécanique Méthode des éléments finis Méthodes de simulation Ce travail de thèse vise à mieux décrire les mécanismes de lésions de la tête humaine en situation de choc en optimisant le modèle par éléments finis de la tête humaine de Strasbourg (SUFEHM) en termes de modélisation mécanique du crâne et du cerveau grâce à de nouvelles données expérimentales et de techniques récentes d’imagerie médicales. Une première étape a consisté à améliorer la loi de comportement de la boîte crânienne, valider son comportement en regards d’éléments expérimentaux sur cadavres et proposer un MEF capable de reproduire fidèlement la fracture crânienne. La deuxième partie consiste en la prise en compte pour la première fois de l’anisotropie dans les simulations par EF d’accidents réels en utilisant l’Imagerie du Tenseur de Diffusion. Après implémentation, une phase de validation a été entreprise afin de démontrer l’apport de l’anisotropie de la matière cérébrale dans un MEF. Enfin 125 accidents réels ont été reproduits avec le SUFEHM ainsi amélioré. Une étude statistique sur les paramètres mécaniques calculés a permis de proposer des limites de tolérances en termes de fracture crânienne et de lésions neurologiques en s’intéressant tout particulièrement à l’élongation axonale maximale admissible, nouvelle métrique proposée. The principal objective of this study is to enhance the existing finite element head model. A composite material model for skull, taking into account damage is implemented in the Strasbourg University Finite Element Head Model in order to enhance the existing skull mechanical constitutive law. The skull behavior is validated in terms of fracture patterns and contact forces by reconstructing 15 experimental cases in collaboration with Medical College of Wisconsin. The new skull model is capable of reproducing skull fracture precisely. The composite skull model is validated not only for maximum forces, but also for lateral impact against actual force time curves from PMHS for the first time. This study also proposes the implementation of fractional anisotropy and axonal fiber orientation from Diffusion Tensor Imaging of 12 healthy patients into an existing human FE head model to develop a more realistic brain model with advanced constitutive laws. Further, the brain behavior was validated in terms of brain strain against experimental data. A reasonable agreement was observed between the simulation and experimental data. Results showed the feasibility of integrating axonal direction information into FE analysis and established the context of computation of axonal elongation in case of head trauma. A total 125 reconstructions were done by using the new advanced FEHM and the axonal strain was found to be the pertinent parameter to predict DAI. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 12036650 Université de Strasbourg Strasbourg 2014-12-31 application/pdf https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2013/Sahoo_Debasis_2013_ED269.pdf Sahoo Debasis 1984-07-05 IN 182552446 21018290 https://theses.fr/2013STRAD051 2013STRAD051 https://doi.org/10.70675/4c2caa8ez6370z4e4cz87a1z4cb336460fcc 2013-12-19 Biomécanique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Willinger Rémy MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 034250336 Raul Jean-Sébastien MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 120502968 Arnoux Pierre-Jean MADS_PRESIDENT_DU_JURY 167016059 Peldschus Steffen MADS_RAPPORTEUR_1 182552608 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 MA 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR7357 176969721 ddc:570 ddc:004 Willinger Rémy Raul Jean-Sébastien Arnoux Pierre-Jean Peldschus Steffen École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 12036650 confidentialité 2013-12-19 2015-12-31 confidentialité 2013-12-19 2015-12-31 confidentialité 2013-12-19 2015-12-31