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Analyse biomécanique de l'expansion osseuse pour la réduction et la stabilisation de fracture de structures cortico-spongieuses : Application au plateau tibial

Les fractures du plateau tibial sont des traumatismes représentant 1 % de toutes les fractures osseuses dans la population générale et 8 % dans la population des personnes âgées. Touchant les surfaces articulaires du genou, ces fractures induisent une perte de mobilité et nécessitent une prise en charge chirurgicale. En 2012, une nouvelle méthode mini-invasive nommée Tubéroplastie a été créée permettant la réduction de certains types de fractures du plateau tibial par le gonflement d’un ballonnet. Ce geste chirurgical, comme tous les gestes mini-invasifs, implique un planning pré-opératoire minutieux du fait de l’absence de visualisation directe des fragments osseux et du fait de l’interaction indirecte avec les fragments osseux. Ce travail de thèse avait pour objectif de développer et évaluer des méthodes et des outils numériques pour la planification de la prise en charge chirurgicale des fractures du plateau tibial, en intégrant les données morphologiques et comportementales spécifiques aux patients. Pour cela, trois approches numériques ont été développées et évaluées et une méthode expérimentale a été mise en œuvre et évaluée. La première approche numérique, basée sur l’analyse statistique de formes, permet de prédire statistiquement la forme saine d’un plateau tibial fracturé. La deuxième approche numérique propose la simulation numérique de la réduction de fracture du plateau tibial avec gonflement de ballonnet par modélisation patient-spécifique. La troisième approche propose la simulation numérique de la stabilisation de fracture du plateau tibial pour caractériser l’influence du type de stabilisation et de la durée de convalescence. Enfin, la méthode expérimentale mise en œuvre et évaluée permet la mesure des champs de déplacements volumiques associés aux fragments osseux, lors de la réduction de fractures. Bien que les modélisations numériques nécessitent d’être optimisées et validées avant d’être utilisées pour la prise de décisions cliniques, les trois approches numériques couplées pourraient mener à une simulation numérique complète du geste chirurgical.

Mots-clés libres : Fracture du plateau tibial, médecine personnalisée, planification chirurgicale, analyse expérimentale, analyse statistique de formes, analyse par éléments finis, jumeaux numériques, tuberoplastie, Corrélation d'Images Volumiques (CIV).

Rameau (langage normalisé) :
• Médecine personnalisée
  
• Analyse numérique
  
• Tibia
  
• Biomécanique
  
• Sciences‎--Expériences