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Biomécanique et physiologie des

cystocèles : biomécanique des tissus et

Michel COSSON, Olivier MAYEUR, Pauline LECOMTE,

Chrystele RUBOD, Mathias BRIEU

16/04/2015

DISCLOSURES

Consultant, Honorarium

Boston scientific, AMS, Allergan

Teaching sessions : Olympus, Boston, AMS

3 Patents in process in mesh kits

Research project development new physiologic synthetic mesh Scientific societies IUGA, SIFUD, e UGA, CNGOF, SCGP PELVIS : PROPRIÉTÉS SPÉCIFIQUES : MOBILITÉ - COMBIEN : patiente normale = forte mobilité : IRM dynamique - POURQUOI : tissus hyper élastiques - COMMENT : suspensions et système cohésion original : Simulation biomécanique

Mobilité IRM:

Illustrations des mobilités normales et pathologiques Développe une évaluation quantitative des mobilités pelviennes Analyse des différentes régions de mobilités différentes

Question

Peut-on comprendre la formation

du système ligamentaire

à travers une étude numérique?

Simulation numérique du système pelvien

De la patiente vers un modèle biomécanique personnalisé

P. Michel COSSON, Olivier MAYEUR

Ecole

Centrale

de Lille 1

Introduction

2

Hyper Mobilité

3

Hyper Elasticité

4

Modèle

Biomechanique

5

Simulation de la cystocèle et des

chirurgies prothétiques 6

Conclusion

Biomécanique et simulation anatomique de

la cavité pelvienne de la femme

Question

Quantification des mobilités

normales et pathologiques ?

Question

Peut-on comprendre la formation

du système ligamentaire

à travers une étude numérique?

Simulation numérique du système pelvien

De la patiente vers un modèle biomécanique personnalisé

P. Michel COSSON, Olivier MAYEUR

Ecole

Centrale

de Lille 1

Introduction 2

Hyper Mobilité

3

Hyper Elasticité

4

Modèle

Biomechanique

5

Simulation de la cystocèle et des

chirurgies prothétiques 6

Conclusion

Biomécanique et simulation anatomique de

la cavité pelvienne de la femme MOBILITÉS DE LA CAVITÉ PELVIENNE: IRM DYNAMIQUE Patiente normale Cystocèle grade IV Endometriose Mobilité normale Hyper-mobilité Hypo-mobilité

QUANTIFICATION DES MOBILITÉS

u(x),sa posistion finale est y x y=x+u(x)

Niǀeaudž de d'un nuage de pidžels

f(x) u(x) est calculé de la manière suivante : f(x)=g(y)=g(x+u(x))

Suivi du même nuage

g(y) u(x)

QUANTIFICATION DE LA MOBILITÉ

Position

initiale

Après

déplacement u(x) (mm)

En blanc la position initiale des organes

En couleur la quantification des mobilités

de 0 (blanc)à 2 cm (rouge)

PATIENTE NORMALE : ZONES DE MOBILITÉ

Zones de faible mobilité

areas

Zones de forte mobilité

Rectosacral fascia

rectum

Fascia pubo vésical

vessie

Ligament

ombilical

Question

Quelles sont les propriétés

mécaniques des tissus ?

Question

Peut-on comprendre la formation

du système ligamentaire

à travers une étude numérique?

Simulation numérique du système pelvien

De la patiente vers un modèle biomécanique personnalisé

P. Michel COSSON, Olivier MAYEUR

Ecole

Centrale

de Lille 1

Introduction

2

Hyper Mobilité

3 Hyper

Elasticité

4

Modèle biomécanique

5

Simulation de la cystocèle et des

chirurgies prothétiques 6

Conclusion

Biomécanique et simulation anatomique de

la cavité pelvienne de la femme

TESTS MECANIQUES SUR TISSUS PELVIENS

Mesure expérimentale

F = Force

D = Déplacement

Eprouvette de

traction Force (N)

Déplacement (mm)

Rigidité

faible

Rigidité

élevée

Contrainte

(MPa)

Déformation (%)

Rigidité

élevée

Rigidité

faible F -F CORRÉLATION HISTO DE L'HYPER ÉLASTICITÉ DES TISSUS

Collagène

(ɲ-SMA)

Elastine

(Orcéine)

Tissus conjonctifs pelviens

Analyse histo morphométrique

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00

0,000,050,100,150,200,250,30

Nominal Stress (

Mpa

Strain

Elastine

Stifness

Elasticité est fonction de la proportion relative du collagène / élastine

Cartographie des propriétés mécaniques

Population

25 Sujets Humains Post-Mortem

(Non pathologique) caucasien, moyenne 60 ans

Organes: Vagin, Vessie, Rectum

Ligaments: US, ronds, larges

0 1 2 3 4 5 6 7

0510152025

Utero SacralVagina

RondRectum

LargeBladder

Rubod et al. 2012, J. Uro.

Chantereau et al. 2014, Int.

urogynecol. J.

5 Olivier Mayeur - CFM2015 - 27/08/2015

Contrainte

(MPa

Déformation (%)

Rigidité

faible

Rigidité

élevée

IMPACT DU VIEILLISSEMENT : RIGIDITÉ

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

00,20,4

Stress (MPa)

Strain

Organes

Young VaginaOld Vagina

Young BladderOld Bladder

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

00,20,4

Stress (Mpa)

Strain

Ligaments

Young USOld US

Young BroadOld Broad

Young RoundOld Round

Rigidité augmente avec l'ąge

Les tissus évoluent de manière différentes / sollicitations

Ligaments et fascia vaginaux : adaptation +++

PROLAPSUS GÉNITAUX : PLUS RIGIDES

0 2 4 6 8 10 12 14

11,051,11,151,21,251,3

Nominal stress (MPa)

Stretch

Comparaison des tissus vaginaux

prolabés / non prolabés POP nPOP

COMMENT LES TISSUS PELVIENS S'ENDOMMAGENT ?

16 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

020406080

déformation (%) contrainte nominale (MPa)

Dégradation of tissus ?

ƒTissus âgés sont plus rigides

ƒTisus prolabés sont plus

rigides

ƒTests cycliques : tests

tissus hysperélastiques - Endommageables - Elongation résiduelle

Effet Mullins : les

tissus deviennent plus RIGIDES et sont

ALLONGES

- Allongement - Enraidissement et perte élasticité Force (N)

Déplacement (mm)

Vieillissement : Enraidissement + allongement tissus

état

initial

Effort x1

Effort x4

Etape A

Effort -

Déplacement ܮ

A

Contrainte

(MPa)

Déformation (%) A

B C F B B C C

Comment construire un modèle

biomécanique valide ?

Question

Peut-on comprendre la formation

du système ligamentaire

à travers une étude numérique?

Simulation numérique du système pelvien

De la patiente vers un modèle biomécanique personnalisé

P. Michel COSSON, Olivier MAYEUR

Ecole

Centrale

de Lille 1

Introduction

2

Hyper Mobilité

3

Hyper Elasticité

4

Modèle

biomécanique 5

Simulation de la cystocèle et des

chirurgies prothétiques 6

Conclusion

Biomécanique et simulation anatomique de

la cavité pelvienne de la femmequotesdbs_dbs8.pdfusesText_14