Personnalisation des propriétés mécaniques des tissus mous du fessier humain par méthodes d'éléments finis et expérimentations In Vivo.

Une escarre de pression est une dégénérescence des tissus mous qui représente un problème courant chez les usagers de fauteuil roulant et les patients immobilisés au lit. Elle résulte d'une compression prolongée des tissus mous, ce qui entraine l'interruption du flux sanguin et ainsi, une lacune en oxygène. Le fessier est l'une des zones les plus affectées par les escarres de pression, plus précisément les régions sous les protubérances osseuses telles que les tubérosités ischiatiques, les grands trochanters, le sacrum et le coccyx. Une des méthodes les plus prometteuses pour l'étude de la formation des escarres et de l'évaluation des coussins d'appui repose sur l'observation des contraintes et des déformations internes du fessier à l'aide de modèles par éléments finis. Malheureusement, ces modèles utilisent des propriétés mécaniques provenant d'expérimentations in vitro sur des animaux, souvent éloignées des propriétés du sujet modélisé, et sont validés uniquement par mesures expérimentales des pressions à l'interface entre le fessier et son support. Ces lacunes engendrent des imprécisions au niveau des contraintes et déformations internes, et limitent l'exploitation des modèles comme outil de recherche et de prévention clinique des escarres. Le présent projet visait à personnaliser les propriétés mécaniques d'un modèle par éléments finis du fessier à partir de mesures expérimentales de l'écrasement interne des tissus mous, et à vérifier l'intérêt de cette démarche sur la distribution des contraintes et des déformations internes lorsqu'appuyé sur une surface rigide et sur un coussin. Le premier objectif de ce projet était de développer un modèle biomécanique par éléments finis du fessier incorporant une loi de comportement hyperélastique et des propriétés tirées de la littérature. Pour ce faire, des images par résonnance magnétique (IRM) du fessier non-déformé (IRM #1) et déformé sur une surface rigide (IRM #2) d'un sujet sain en décubitus dorsal ont été acquises expérimentalement. Ces données ont permis, d'une part, de reconstruire en 2D la géométrie du fessier avant l'application du poids du corps (sur une des images IRM #1) et d'autre part, de mesurer les écrasements des tissus musculaires et adipeux en comparant les images IRM #1 et #2 correspondantes. Suite à l'acquisition des images IRM, des valeurs de pressions surfaciques ont été acquises expérimentalement sur le fessier déformé et ont été associées aux écrasements tissulaires mesurés sur les images IRM. Ces mesures d'écrasement tissulaire et de