Caractérisation des propriétés mécaniques de la peau humaine in vivo via l'IRM

Characterization of the mechanical properties of human skin in vivo via MRI

• Auteur / Autrice : Hung Viet Tran
• Direction : Marie-Christine Ho Ba Tho
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie biomédical
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement d'images -- Techniques numériques

Indentation des matériaux

Identification

Peau

Imagerie par résonance magnétique

Éléments finis, Méthode des

Élasticité

Propriétés mécaniques

Mots clés libres

Hyperélastique

Modélisation par EF

Résumé

La peau est un matériau complexe, constituée de trois couches (épiderme, derme et hypoderme) et posée sur les muscles. La combinaison d'une technique d'indentation et d'IRM a été développée. Des tests d'indentation ont été effectués sur l'avant-bras gauche de 9 sujets (de 26 à 40 ans). Les images issues de l'IRM ont été traitées via un logiciel de traitement d'images développé en interne. La modélisation par EF à partir des images IRM a été réalisée grâce à un pré-post processeur MSC. Patran et un solveur MSC. Marc. La loi de comportement (LDC) hyperélastique incompressible de type de Néo-Hooke (C1O) a été utilisée. L'identification des paramètres de la LDC a été réalisée grâce à un algorithme de minimisation de Levenberg-Marquardt. La validation numérique a montré que le minimum est unique lorsque l'épiderme et le derme se comportent comme une couche. Les résultats d'identification pour une population de 9 sujets sont: ClO,E+D=[60-370] kPa ; ClO,Hyp. =[0,04-4] kPa ; C1O,Mus. =[0,7-1,7] kPa.

The skin is a complex material, consists of three layers (epidermis, dermis and hypodermis) and lies on muscle. The combination of an indentation and MRI techniques has been developed. Indentation tests were performed on the left forearm of 9 subjects (from 26 to 40 years-olds). The images from MRI were processed via images processing software developed in house. FE Modeling trom the MRI images was conducted through MSC. Patran pre-processor and MSC. Marc solver. The NeoHooke hyperelastic incompressible constitutive law (ClO) has been used. The parameters identification of constitutive law was performed through Levenberg-Marquardt minimization algorithm. The numerical validation showed that the minimum is unique when the epidermis and dermis behave as one layer. The results of identification for a population of 9 subjects are: ClO,E+D=[60-370] kPa; CIO,Hyp. =[0. 04-4] kPa; ClO,Mus. =[0. 7-1. 7] kPa.