Par Pierre-Marc François.

La commotion cérébrale est un traumatisme fréquemment rapporté dans les sports de contact, comme par exemple le football américain ou le rugby, mais dont il reste un certain nombre de zones d’ombres notamment dans ses modalités de survenue. En particulier, bien que son mécanisme lésionnel soit directement lié aux conditions limites appliquées au sujet, l’influence de la variabilité anatomique de la tête sur son comportement biomécanique n’a jamais été pleinement évaluée.

Les méthodes numériques et la modélisation éléments finis constituent une approche particulièrement adaptée pour évaluer localement l’état mécanique des structures étudiées.  L'objectif de ces travaux est de contribuer à la compréhension du mécanisme lésionnel de la commotion cérébrale à travers une modélisation géométrique paramétrée, et personnalisable, du crâne et des principales structures qu’il contient [cerveau, cervelet, tronc cérébral, faux du cerveau et tente du cervelet, ventricules, principaux sinus].

ImagebothAprès avoir évalué l’inter variabilité morphologique des composants étudiés aux travers d’études descriptives et statistiques, et développé une méthode de génération automatique des maillages de ces structures, pouvant être personnalisés à partir d’imagerie médicale, une étude préliminaire a ensuite été réalisée pour évaluer l’influence de la géométrie structurelle, pour des cas d’impacts référencés, sur la réponse biomécanique de la tête. Dans ces conditions et pour les différentes morphologies testées, des comportements tout aussi différents ont été observés et analysés. Par exemple, les contraintes mesurées dans le corps calleux, à l’interface entre les deux hémisphères cérébraux, ont été démontrées comme étant particulièrement sensibles à sa forme, mais également à celle de l’ouverture de la faux, dans lequel il s’insère.

Plus généralement, ces travaux permettent d’une part d’établir la nécessité de prendre en compte la variabilité anatomique de la tête pour améliorer la comprehension de ses mécanismes lésionnels, et d’autre part, de dégager les premières pistes vers l’identification de morphologies à risque pour la pratique du rugby par exemple, chez l’adulte, mais aussi chez l’enfant.

Publication

François, P.M. Modélisation géométrique et mécanique du complexe encéphalo-rachidien. Application à l'étude des traumas crâniens au rugby. Thèse soutenue publiquement le 4 décembre 2019 aux Arts et Métiers Sciences et Technologies.

Staquet, H., Francois, P.-M., Sandoz, B., Laporte, S., Decq, P., Goutagny, S., 2020. Surface reconstruction from routine CT-scan shows large anatomical variations of falx cerebri and tentorium cerebelli. Acta Neurochir (Wien). https://doi.org/10.1007/s00701-020-04256-2

L’auteur

photo PMF

Pierre-Marc François 

Institut de Biomécanique Humaine Georges Charpak, Arts et Métiers Sciences et Technologies, Paris, France

 Docteur en biomécanique depuis Décembre 2019, passionné de rugby depuis l’enfance.

 

 

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