Étude du comportement interne de l’abdomen lors d’un impact : observations par échographie ultrarapide

Internal response of abdominal organs during impact : observations by ultrafast ultrasound imaging

• Auteur / Autrice : Clémentine Helfenstein
• Direction : Mickael Tanter, Philippe Beillas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance le 28/11/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs
• Jury : Président / Présidente : Olivier Rouviere
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jeremy Bercoff, Jean-Luc Gennisson, Xavier Trosseille
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Avril, Sébastien Laporte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Choc (mécanique)

Sécurité routière

Abdomen -- Échographie

Rein

Mots clés libres

Rein

Échographie ultrarapide

Déformation interne

Abdomen

Impact

Sécurité automobile

Kidney

Ultrasound ultrafast imaging

Internal response

Abdominal organs

Impact

Driving safety

Résumé

À cause de difficultés d’observations, les recherches passées en biomécanique de l’abdomen soumis aux chocs se sont essentiellement limitées à la description de comportements externes. Cette étude s’intéresse au comportement interne d’organes abdominaux à l’aide de techniques récentes : l’échographie ultrarapide et l’élastographie par ondes de cisaillement. Tout d’abord, l’effet de conditions de perfusion sur la géométrie et le module de cisaillement interne de reins de porc ex vivo a été évalué. L’effet considérable de la pression appliquée a été observé, avec 80mmHg en artère conduisant à l’état le proche de l’in vivo. Ensuite, à l’aide de l’échographie ultrarapide, les comportements internes de reins porcins et humains dans cet état de référence ont été observés lors de compressions à des vitesses entre 0.08 et 8 s-1. Si pour le porc, la partie centrale (bassinet) se déforme plus, le rein humain a semblé avoir une déformation plus homogène. Enfin, à partir des résultats, un nouveau protocole a permis d’observer les comportements du côlon et du foie in situ lors d’impacts sur trois sujets d’anatomie. Dans l’ensemble, cette étude montre ainsi la possibilité de quantifier la relation entre chargement externe et interne grâce à l’échographie ultrarapide lors d’impacts

Due to limitations of observation techniques, past researches in impact biomechanics on the abdomen have been mostly limited to the description of the externals responses. This study focuses on the internal response of abdominal organs using recent observation techniques: ultrafast ultrasound imaging and shearwave elastography. First, the effects of perfusion conditions on the geometrical and internal shear moduli of ex vivo porcine kidneys were evaluated. The considerable effect of the applied pressure was observed, with 80mmHg in artery being closest to the in vivo state. Then, the internal responses of porcine and human kidneys were observed during compressions (rates: 0.08 to 8s-1). If in the porcine specimen the central part (pelvis) deformed the most, the human kidney seemed to have a more homogenous response. Finally, a protocol was developed to observe the responses of the colon and the liver in situ during impacts performed on three post mortem human subjects. Overall, this study demonstrates the possibility to establish a link between external and internal responses during impact using ultrafast ultrasound imaging