Investigating blunt aortic rupture mechanisms in motor vehicle crash accidents : the role of intra-aortic pressure

par Wei Wei

Thèse de doctorat en Biomécanique

Sous la direction de Michel Behr et de Cyril Kahn.

Soutenue le 12-12-2018

à Aix-Marseille , dans le cadre de École doctorale Sciences du mouvement humain (Marseille) .

Le président du jury était Christophe Bastien.

Le jury était composé de Fuhao Mo, Morgane Evin.

Les rapporteurs étaient Alain Lalande.

  • Titre traduit

    Etude sur les mécanismes contondants de rupture aortique provoqués par la pression intra-aortique induite lors des accidents de la route


  • Résumé

    L’aorte est une artère majeure et la rupture de l’aorte (RA) est la lésion la plus commune parmi les larges vaisseaux. Une RA est détectée dans 10 à 15% des cas mortels liés aux accidents de voiture et constitue la cause secondaire des morts consécutives aux chocs traumatiques associés à ces accidents. Les mécanismes variés de RA (éclatement soudain de l’aorte, la contrainte des structures osseuses, le « coup de bélier » et la combinaison de ces mécanismes) peuvent être considérés comme une combinaison de deux types de contributions : la distraction aortique et la pression aortique.L’objectif de ce travail de doctorat est d’étudier les mécanismes liés aux RAs dans les accidents de voitures en se focalisant sur les mécanismes associés à la pression intra-aortique. Le travail est organisé en quatre parties : 1) quantifier la réponse aortique sous des conditions de chargement physiologiques, 2) identifier la nécessité de considérer la pression intra-aortique dans les RA associés aux accidents, 3) développer un modèle d’éléments finis incluant la contribution des mécanisme de lésions et 4) et finalement étudier le mécanisme de RA avec le modèle nouvellement développé.


  • Résumé

    Blunt aortic rupture (BAR) is the second leading cause of death following blunt trauma in motor vehicle crash accidents (MVCAs). Aortic distraction was postulated to be a primary BAR mechanism, but intra-aortic pressure effect on BAR is controversial. Previous finite element (FE) simulations did not simultaneously study the BAR mechanisms of the two contribution sources. Therefore, the BAR mechanisms remain to be ascertained under the effects of physiological intra-aortic pressure and intra-thoracic interactions during MVCAs.Our objective is to investigate BAR mechanisms in MVCAs with a focus on intra-aortic pressure. The work is organized: 1) to quantify aortic responses under cardiac function, 2) to identify the necessity of considering intra-aortic pressure, 3) to develop a FE model including both injury contribution sources and 4) to investigate BAR mechanism during MVCA with the new model. The aortic responses under cardiac loadings should be considered for BAR. Intra-aortic pressure could induce a significant BAR risk. BAR in MVCA resulted from a combined mechanism with aortic stretch and intra-aortic pressure as the primary and secondary cause.

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