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Pressions externes et pressions internes

Les différences entre les valeurs de pression externe mesurées en surface par le capteur TexiSense et les valeurs de pression interne qui apparaissent au sein des tissus mous est due aux spécificités anatomiques du sujet.


En effet, les pressions externes qui se répartissent sur la surface d'appui, (plante du pied, massif fessier, etc) se propagent à travers les tissus mous et atteignent leurs valeurs maximales à proximité des structures osseuses saillantes telles que le talon ou les ischions.


Pourquoi recourir à la modélisation biomécanique par Eléments Finis ?

La modélisation biomécanique permet de :

  1. Prendre en compte la morphologie spécifique de chaque sujet : épaisseurs variables de tissus mous, forme des os.
  2. Modéliser les sollicitations mécaniques en 3D : déroulé du pied au cours de la marche, changements posturaux du patient paraplégique, appuis du moignon dans une emboîture, etc.
  3. Tenir compte des propriétés biomécaniques des tissus : muscle, graisses, tendons, cartilage régissent très différemment lorsque des contraintes externes leurs sont appliquées.

La Méthode des Eléments Finis (MEF) est une technique numérique permettant de résoudre les systèmes d'équations de la Mécanique des Milieux Continus (MMC). Lorsque cette théorie mécanique est appliquée aux tissus du vivant, on parle alors de biomécanique.


Introduction à la Méthode des Eléments Finis

La Méthode des Eléments Finis (MEF) s'appuie sur une représentation discrétisée de l'organe modélisé, appelée maillage. Celui-ci est composé de « briques élémentaires » ou éléments de forme géométrique simple : hexaèdre, tétraèdre, pyramide ou prisme. Les points qui définissent la forme des éléments sont appelés nouds. Un maillage est donc un ensemble de nouds connectés entre eux par des éléments.


Généralement la construction d'un maillage EF en vue d'une modélisation biomécanique passe par l'acquisition d'une image volumique (scanner ou IRM) de l'organe d'intérêt. Les différentes parties anatomiques (surface de la peau, os, graisse, muscles) sont alors identifiées dans l'image 3D à l'aide d'algorithmes d'analyse d'image automatiques ou semi-automatiques dits de segmentation.


Les différentes régions ainsi identifiées sont ensuite subdivisées en éléments dont les propriétés mécaniques répliquent celles des tissus auxquels ils correspondent. Lors de la simulation les « réponses » des éléments du maillage aux sollicitations externes sont assemblées en une déformation globale de l'organe ce qui permet d'en prédire la déformation en chaque point du modèle.


Les taux de déformation dans les régions anatomiques d'intérêt ainsi que les pressions internes, souvent appelées contrainte équivalente de Von Mises, peuvent être alors estimées. Ces grandeurs permettent d'objectiver le niveau de souffrance des tissus.


Mon super titre

Bla blu


Simulation des pressions internes dues à la compression des tissus entre les saillies osseuses et les surfaces externes



Modèle biomécanique d'un pied



Modèle biomécanique d'un bassin


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