Développement d'un modèle éléments finis 3D appliqué à la simulation d'opérations chirurgicales des tissus mous

Development of a finite element method applied to the simulation of soft tissues surgery

• Auteur / Autrice : Audrey Paccini
• Direction : Jean-Loup Chenot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique numérique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tissu mou

Chirurgie -- Informatique

Éléments finis, Méthode des

Mots clés libres

Simulateurs chirurgicaux

Rhéologie des tissus mous

Résumé

Devant la complexité croissante des pratiques chirurgicales et les préoccupations éthiques et médico-légales, les simulateurs chirurgicaux ont su montrer a priori leur utilité. Mais pour être vraiment efficaces, ils doivent être précis. Nous nous sommes intéressés dans le cadre de cette thèse, menée en étroite collaboration avec le service de gynécologie obstétrique de l’hôpital L’archet II de Nice, au développement d’un logiciel de simulation d’opérations chirurgicales réaliste. Basé sur la méthode des éléments finis, il prend en compte des lois de comportement hyperélastiques, supposées être parmi les mieux adaptées pour décrire le comportement mécanique des tissus mous. Après avoir mis en évidence des instabilités numériques de notre code éléments finis du fait de l’utilisation de ces lois, nous nous sommes intéressés à un modèle visco-hyperélastique. Ne cherchant pas en première approximation à rendre compte du comportement visqueux des organes, la part visqueuse de la loi de comportement a été déterminée de façon à être suffisamment faible pour ne pas modifier le comportement global des tissus mais suffisamment grande pour éliminer les instabilités. Une méthodologie d’identification par analyse inverse qui a nécessité, outre la mise au point de notre code éléments finis, le développement d’essais mécaniques appropriés, a été appliquée à l’identification des paramètres rhéologiques d’un corps utérin et d’une trompe de Fallope.