Geometrical parametrized finite-element model of the head.
Modélisation en éléments finis à géométrie paramétrée de la tête
Résumé
Although the brain concussion is a common injury of the head in contact sport, its
physiopathology still remains studied, especially regarding the conditions of formation. The
finite element approach is very useful to locally quantify the mechanical state of the studied
structures. If the injury mechanisms of the brain concussion is directly correlated to the
conditions of the mechanical load, the morphological variability of the head has never been
assessed. The goal of this survey is to improve the knowledge of the injury mechanisms
designing a geometrical parametrized finite element model of the head and the principal
components it contains [Brain, cerebellum, brain stem, falx cerebri and tentorium cerebelli,
ventricles and the main sinus], which could be subject-specific. Once the morphological
variability of these structures was quantifyed, an automatic method to generate the mesh of
the model was developed. The parametrization can be adapted to specific anatomy extracted
from medical imaging. Finally, a preliminary study was performed to investigate the influence
of the morphology on the biomechanical response of the head, in the case of referenced
impacts.
La commotion cérébrale est un traumatisme fréquemment rapporté dans les
sports de contact mais dont la physiopathologie demeure un sujet d’étude notamment dans
ses modalités de survenue. La modélisation éléments finis constitue alors une approche
particulièrement adaptée pour évaluer plus localement l’état mécanique des structures
étudiées. Bien que le mécanisme lésionnel de la commotion cérébrale soit directement lié
aux conditions limites appliquées au sujet, l’influence de la variabilité morphologique des
structures mises en jeu n’a en revanche jamais été évaluée. L'objectif de ces travaux est de
contribuer à la compréhension du mécanisme lésionnel à travers une modélisation
géométrique paramétrée, et personnalisable, du crâne et des principales structures qu’il
contient [cerveau, cervelet, tronc cérébral, faux du cerveau et tente du cervelet, ventricules,
principaux sinus]. Après avoir évalué l’inter variabilité morphologique des composants
étudiés et développé une méthode de génération automatique des maillages de ces
structures, pouvant être personnalisés à partir d’imagerie médicale, une étude préliminaire
a ensuite été réalisée pour évaluer l’influence de la géométrie structurelle, pour des cas
d’impacts référencés, sur la réponse biomécanique de la tête.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)