Contribution à la caractérisation et à la modélisation de l'accouchement instrumenté par ventouse

Contribution to the caracterisation and modeling of vacuum assisted delivery

• Auteur / Autrice : Yves Vallet
• Direction : Rachid Rahouadj, Cédric Laurent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des matériaux
• Date : Soutenance le 27/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Laporte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rachid Rahouadj, Cédric Laurent, Karine Bruyère, Olivier Mayeur, Aurélie Benoit à la Guillaume, Charline Bertholdt
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sébastien Laporte, Karine Bruyère

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jumeaux numériques

Fascia

Éléments finis, Méthode des

Ventouses obstétricales

Extraction obstétricale

Biomécanique

Mots clés libres

Biomécanique

Accouchement

Extraction instrumentée par ventouse

Analyse par éléments finis

Fascias superficiels

Biomimétisme

Biomechanics

Childbirth

Vacuum assisted delivery

Finite element analysis

Superficial fasciae

Biomimetics

Résumé

Lors d'un accouchement par voie basse, la phase d'expulsion est une période où les risques de complications maternelles et fœtales sont élevées. Les praticiens peuvent être amenés à réaliser une extraction instrumentale par ventouse (EIV) obstétricale. Comme tout instrument d'extraction, son utilisation comporte des risques en cas de pratique inadaptée, pour la mère comme pour le bébé. En ce qui concerne le bébé, les différentes couches du scalp sont, en effet, hautement sollicitées, ce qui peut engendrer quelques rares complications, telles que : des bosses sero-sanguines, des céphalohématomes ou des hémorragies sous-galéales. Afin de limiter ces risques, les praticiens doivent être formés à l'utilisation de la ventouse et doivent respecter les recommandations en vigueur. Cependant, les paramètres liés à son utilisation comme l'amplitude de la force de traction, le placement de la ventouse ou encore le geste d'extraction, restent opérateur-dépendant. Une meilleure compréhension des paramètres physiques et mécaniques mis en jeux lors d'une EIV est alors nécessaire afin de faire évoluer cette pratique. Pour répondre à cet objectif, ce travail de thèse est construit en deux axes qui correspondent à deux échelles distinctes, et qui présentent des aspects expérimentaux et numériques. Le premier, à l'échelle macroscopique, il prend en compte le fœtus dans son environnement. Le deuxième, à une échelle plus mésoscopique des tissus fœtaux, il considère la tête du bébé isolée dans son environnement. Les travaux du premier axe ont permis de faire l'acquisition du geste des praticiens sur un mannequin d'entraînement et de mettre en place un jumeau numérique de cet outil didactique, afin d'investiguer les différents paramètres de l'EIV. Pour le deuxième axe, les travaux de thèse ont permis de mettre au point une modélisation de l'interaction peau/os du scalp. Un modèle numérique qui utilise une modélisation ''fine'' de la tête fœtale a ensuite été implémenté et mis en œuvre pour l'investigation des paramètres de l'EIV. Des perspectives d'améliorations des travaux des deux axes sont finalement proposées en fin de manuscrit. De manière connexe, une revue de littérature sur les ventouses présentes dans la nature permet d'ouvrir des perspectives prometteuses en vue de l'évolution du design des ventouses obstétricales actuellement utilisées.

During vaginal delivery, the expulsion phase is associated with risks of maternal and fetal complication. Practitioners may need to perform a vacuum assisted delivery (VAD). As with any operational instrument, there are risks associated with its use, for the baby and the mother, if it is not carried out correctly. For the fetus, the various layers of the scalp are solicited with great strain, which can lead to rare complications such as caput succedaneum, cephalohaematomas and subgaleal haemorrhage. To limit these risks, practitioners must be trained to use suction cups, and must comply with current recommendations. However, the parameters associated with its use, such as the amplitude of the traction force, the placement of the suction cup and the extraction procedure, remain operator-dependent. A better understanding of the physical and mechanical parameters involved in VAD is therefore needed to improve this practice. In order to achieve this objective, this thesis is structured around two axes, corresponding to two different scales and including experimental and numerical work. The first, at the macroscopic scale, considers the fetus in its environment. The second, at the mesoscopic scale, considers the isolated fetal head within its environment. The work of the first part has allowed to capture gesture of the the practitioners on a training dummy and to create a digital twin of this didactic tool in order to study the various parameters of VAD. In the second part, the work has led to the development of a model of the interaction between the scalp's skin and skull. A numerical model was then designed and implemented using a refined'' modelling of the fetal head to study the parameters of the VAD. In parallel, a review of the literature on suction cups found in nature open up promising prospects for the evolution of the obstetric suction cup design used nowadays.