Étude biomécanique du traitement de la scoliose idiopathique par orthèse: effets des paramètres de conception des corsets sur les corrections géométriques et sur les contraintes internes du rachis.

La scoliose est une déformation tridimensionnelle évolutive de la colonne vertébrale et de la cage thoracique. Pour des déformations modérées, le principal traitement utilisé est le traitement par corset. Son objectif est, à court-terme, de réduire les déformations scoliotiques et, à long-terme, d'en empêcher la progression. Toutefois le traitement par corset tel qu'il est effectué actuellement n'est pas optimal. La conception des corsets repose encore principalement sur des principes empiriques et l'expérience variée des orthésistes. Aucune étude, clinique ou numérique, n'a étudié directement l'effet des paramètres de conception d'un corset sur son efficacité. De nombreuses controverses existent encore de ce fait sur les paramètres de conception optimaux. De même, aucune étude, expérimentale ou numérique, n'a tenté de prouver que le traitement par corset permet de modifier favorablement les contraintes agissant sur les plaques de croissance d'un sujet scoliotique, démontrant ainsi de façon théorique l'efficacité du traitement à empêcher la progression des déformations. L'objectif général de ce projet est donc d'étudier l'effet du design des corsets sur la correction immédiate des déformations scoliotiques et sur les contraintes agissant sur les plaques de croissance. L'hypothèse que nous souhaitons vérifier est que le traitement par corset peut annuler l'asymétrie des contraintes de compression s'exerçant sur les plaques de croissance à l'apex des courbures scoliotiques mais que cet effet est dépendant des paramètres de conception du corset, ce qui nécessite un ajustement optimal. Cette étude a été divisée en 5 parties. Une méthode a tout d'abord été développée pour représenter les forces de gravité sur un modèle éléments finis (MEF) du tronc d'un patient scoliotique tout en respectant sa géométrie 3D. Un processus d'optimisation a permis de déterminer les forces à soustraire au MEF, dont la géométrie a été construit à partir d'une reconstruction 3D par radiographies biplanaires du patient, afin d'obtenir suite à l'application de la gravité un modèle correspondant à la géométrie réelle du patient. La différence entre la position 3D des vertèbres issue des radiographies et la position simulée des vertèbres du modèle EF après application de la gravité s'est avéré être inférieure à 3 mm. Les contraintes de compression et les moments d'inflexion latérale agissant sur les plateaux vertébraux ont été calculés. Il a été constaté que dans le plan frontal la concavité des courbures scoliotiques était soumise à des contraintes de compression moyennes supérieures de 0.1 à 0.4 MPa à celles de la convexité.