Contribution to the modelling of the residual limb of people with lower limb amputation for personalized design of the socket
Contribution à la modélisation du membre résiduel des personnes amputées de membre inférieur pour la conception personnalisée de l’emboiture fémorale
Résumé
The socket connects the prosthesis to the residual limb of the amputee. For transfemoral amputations, it must allow the transfer of mechanical actions while being conformable. However, its design remains mainly qualitative. The pressures at the socket/residual limb interface can be evaluated using the Finite Element (FE) method. However, the design of such models is a challenge for both the reconstruction of geometries, the characterization of tissue behavior and the definition of loadings. This work presents a personalized FE model of the interaction of the residual limb and the socket. Measurements for the characterization of the tissue behavior but also for the definition of loadings, using a musculoskeletal model, supply the EF model. This model was compared with the literature and then used to estimate the influence of certain parameters on the pressures.
L’emboîture fait le lien entre la prothèse et le membre résiduel des personnes amputées. Pour les amputations transfémorales, elle doit permettre le transfert des actions mécaniques tout en étant confortable. Cependant, sa conception reste principalement qualitative. Les pressions à l’interface emboîture/membre résiduel peuvent cependant permettre d’évaluer les emboîtures grâce à la méthode des éléments finis (EF) Toutefois la conception de tels modèles est un défi tant pour la reconstruction des géométries, la caractérisation du comportement des tissus ou la définition du chargement. Ce travail présente un modèle EF personnalisable de l’interaction du membre résiduel et de l’emboîture. Des mesures pour la caractérisation du comportement des tissus mais aussi pour la définition du chargement, grâce à un modèle musculosquelettique, alimentent le modèle EF. Celui-ci a été comparé à la littérature puis exploité pour l’estimation de l’influence de certains paramètres sur les pressions.
Origine : Version validée par le jury (STAR)