Limites de tolérance à la commotion cérébrale
Auteur / Autrice : | Sumedha Premi |
Direction : | Rémy Willinger, Caroline Deck |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biomécanique |
Date : | Soutenance le 16/12/2019 |
Etablissement(s) : | Strasbourg |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) |
Jury : | Président / Présidente : Steffen Peldschus |
Examinateurs / Examinatrices : Rémy Willinger, Caroline Deck, Steffen Peldschus, Pierre-Jean Arnoux | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Steffen Peldschus, Pierre-Jean Arnoux |
Mots clés
Résumé
Bien qu'il s'agisse d'un traumatisme crânien léger, la commotion cérébrale entraîne de graves conséquences à long terme et peut nuire à la vie d'une personne, à sa famille et à la société. La commotion cérébrale est une perturbation neurologique causée par une impulsion mécanique directe ou indirecte à la tête. Ces troubles neurologiques entraînent des dysfonctionnements du cerveau. Comme les lésions axonales diffuses (DAI) sont l'une des caractéristiques pathologiques les plus fréquentes des lésions cérébrales traumatiques, la connaissance du seuil mécanique de la commotion cérébrale en termes d'allongement axonal peut aider à développer de meilleurs outils de prédiction des lésions cérébrales et à optimiser les systèmes de protection des têtes. Les modèles numériques se sont avérés être des moyens efficaces pour de telles études. Comparés à l'expérimentation, les modèles numériques sont plus précis, plus économiques et plus faciles à utiliser. De plus, ils n'impliquent pas de préoccupations éthiques qui sont toujours présentes en cas d'expérimentation sur des sujets biologiques. Néanmoins, les données expérimentales sont essentielles à la validation d'un modèle informatique. L'impossibilité d'expérimenter sur le cerveau humain restreint l'étude détaillée sur les commotions cérébrales. Cependant, les petits animaux, comme le rat, semblent être un substitut intéressante pour de telles recherches. La littérature confirme qu’un cerveau de rat adulte peut être considéré comme neurologiquement équivalent à un cerveau humain adulte et que, au niveau tissulaire, les cerveaux interespèces réagissent de la même façon, ce qui a conduit à de nombreuses recherches effectuées au moyen du modèle du cerveau du rat. Ainsi, dans le cadre de cette thèse de doctorat, un modèle cérébral anisotrope visqueux hyperélastique à éléments finis du rat a été développé, validé vis à vis d’expériences rapportées dans la littérature puis utilisé pour l'étude du seuil mécanique à la commotion en termes d'allongement axonal basé sur les simulations de traumatismes crâniens expérimentaux. Ce travail de doctorat contribue à la recherche sur le développement d’outils de prédiction des lésions cérébrales et à l'optimisation des systèmes de protection de la tête.