Modélisation de l'arthrodèse thoraco-lombaire avec fixation pelvienne dans les déformations du rachis
Langue Français
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Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse confidentielle jusqu'au 15/11/2022.
 
Auteur : Leszczynski, Aleksander
Date de soutenance : 14-11-2019

Directeur(s) de thèse : Willinger, Rémy - Charles, Yann-Philippe

Président : Blondel, Benjamin
Rapporteur(s) : Blondel, Benjamin - Peldschus, Steffen
Membre(s) du jury : Willinger, Rémy - Charles, Yann-Philippe - Blondel, Benjamin - Peldschus, Steffen - Rokegem, Pascal - Meyer, Frank

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Biomécanique
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie, Médecine et santé

Mots-clés libres : MEF, Scoliose dégénérative, Correction chirurgical, Colonne vertébrale, Fixation rachidienne, Rupture des tiges
Mots-clés :
  • Scoliose - Chirurgie
  • Colonne vertébrale -- Propriétés mécaniques - Simulation, Méthodes de
  • Éléments finis, Méthode des
  • Déviations du rachis
  • Arthrodèse vertébrale - Modélisation spécifique au patient
Résumé : La scoliose dégénérative et le déséquilibre antérieur sont des problèmes courants chez les personnes âgées. Afin d'améliorer la qualité de vie, il est conseillé à certains patients de subir une correction chirurgicale. La correction chirurgicale de l'équilibre sagittal entraîne diverses complications, parmi lesquelles les ruptures de tiges qui jouent un rôle central, surtout à long terme. Des études de suivi de patients ont montré qu’une rupture du matériel d’ostéosynthèse est observée chez environ 20% d’entre eux. Le cœur de ce travail de thèse a consisté à développer un modèle éléments finis (MEF) complet du rachis sain. La géométrie utilisée pour la création du MEF a été définie à partir de coupes scanner d’un sujet sain de 47 ans. Des propriétés mécaniques issues d’une large revue bibliographique ont été implémentées aux différentes structures. Afin de vérifier la réponse du MEF ainsi développé, deux types de validation ont été réalisées, en termes d’amplitude de mouvement (ROM), ainsi qu’en termes de fréquences propres et déformées modales correspondantes. Pour l’étude du matériel d’ostéosynthèse, quatre configurations d’instrumentations du MEF ont alors été proposées. Nous avons présenté, pour la première fois, la validation d’un MEF d’une colonne flexible instrumentée en termes de ROM, ainsi que en termes des déformations des tiges principales. En outre, d'autres paramètres mécaniques tels que le champ de pression au niveau des disques/cages, de forces dans les têtes des vis et de la distribution des contraintes de type Von Mises dans les tiges principales ont été évalués. Les études des MEF lombaire instrumentés dans les quatre modes de sollicitations (flexion d'extension, inflexion latérale et torsion), a permis de démontrer que le maximum de contrainte de Von Mises (situé dans les tiges principales) est corrélé avec la zone où se produisent la majorité des fractures. La configuration bilatérale à double tiges avec cages intersomatiques permet néanmoins de réduire au mieux les contraintes de Von Mises calculées/exercées sur les fixateurs rachidiens ce qui présente un risque minimal de rupture de tiges. Une étude complémentaire à également été menée consistant à étudier le MEF d’une colonne vertébrale instrumentée de T10 jusqu’au bassin. Nous avons constaté, que lors d’une instrumentation de la partie thoraco-lombaire, les résultats obtenus numériquement étaient plus critique que lors d’une instrumentation de la partie lombaire seule, notamment en termes de contraintes maximales calculées dans les tiges. Le MEF du rachis développé dans le cadre de ce travail de thèse est véritable outil pouvant être désormais utilisé, afin d’évaluer d’autres techniques d’instrumentation chirurgicale par la méthode des éléments finis.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2019STRAD041
Type de ressource : Thèse