Recherche d’un critère mécanique de stabilité dans le cadre du planning de l’arthroplastie totale de hanche. Analyse numérique du comportement vibratoire de l’implant et caractérisation de l’interface os-implant
Auteur / Autrice : | Andres Rondon |
Direction : | Quentin Grimal, El-Hadi Sari-Ali |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Acoustique - Biomécanique |
Date : | Soutenance le 03/03/2017 |
Etablissement(s) : | Paris 6 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'imagerie biomédicale (Paris ; 2014-....) |
Jury : | Président / Présidente : Moussa Hamadouche |
Examinateurs / Examinatrices : François Ollivier | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Laporte, Martine Pithioux |
Mots clés
Résumé
Ce travail de thèse avait comme objectif l'amélioration des outils de planning préopératoire tridimensionnels (P3D) pour l'arthroplastie totale de la hanche. Lors de l'utilisation d'implants sans ciment, une bonne stabilité primaire est requise pour obtenir une ostéointégration satisfaisante. Pour cela, une sélection appropriée de la taille et de la position de la prothèse est indispensable. En utilisant des images scanner obtenues par tomographie à rayon X de la hanche des patients, le chirurgien peut se servir du P3D pour faire la sélection de l'implant et anticiper sa position finale. Aujourd'hui, les méthodes de planning disponibles ne fournissent pas de critère mécanique qui pourrait refléter la qualité du contact os-implant. Nous proposons une méthode pour l'amélioration du P3D basé sur une analyse vibratoire par éléments finis pour le calcul de paramètres mécaniques personnalisés et liés á la stabilité primaire. Nos résultats suggèrent que la réponse modale de la tige est très sensible aux changements de l'aire de contact et de la raideur apparente de l'interface os-implant. Une transition marquée du comportement modal associée à un ancrage plus ou moins bon a permis de définir des seuils qui pourraient potentiellement discriminer des implants stables et instables dans le cadre du planning. Nous avons aussi étudié l'effet de la procédure de râpage et son possible impact sur le P3D. L'effet de la râpe sur la microstructure de l'os à l'interface os-implant a été analysé ex-vivo à l'aide d'images de micro-scanographie. Une distribution spatiale de la raideur de l'os en contact avec l’implant a aussi été obtenue par indentation des mêmes pièces anatomiques.