Phénomène du « stress shielding »

Table des matières

SOMMAIRE
ABSTRACT
REMERCIEMENTS
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
Descellement total des A TH cimentées
Phénomène du « stress shielding »
Problématique
Motivation du projet
Objectif général
Structure du rapport
CHAPITRE 1 REVUE DES CONNAISSANCES ET DE LA LITTÉRATURE 
1.1 Description des plans anatomiques
1.2 Anatomie de la hanche
1.2.1 Anatomie descriptive
1.2.1.1 Anatomie du fémur
1.2.1.2 Muscles de la hanche
1.2.2 Anatomie fonctionnelle
1.3 Arthrose
1.3.1 Traitements de l’arthrose sans opération
1.3.2 Traitements de l ‘arthrose avec opération
1.4 Modes de fixation de l’implant
1.4.1 Implants cimentés versus non cimentés
1.5 Matériaux pour les implants
1.6 Types de travaux pour étudier les ATH
1.6.1 Études cliniques
1.6.2 Études expérimentales
1.6.3 Analyses numériques
1.6.4 Résumé
1.7 Objectifs spécifiques
CHAPITRE 2 MÉTHODOLOGIE
2.1 Prise des images CT -scan
2.2 Segmentation 2D des images CT-scan
2.3 Reconstruction du modèle 3D solide du fémur proximal
2.3.1 Résumé de la reconstruction du modèle 3D du fémur
2.3.2 Création de la coquille externe et interne du fémur en format IGES
2.3.3 Précision de la coquille externe et interne du fémur proximal
2.4 Extraction des propriétés mécaniques de l’os
2.4.1 Résumé de l’extraction des propriétés mécaniques de l’os
2.4.2 Calibration des images CT -scan
2.4.3 Différence entre la densité effective et apparente
2.4.4 Détermination des densités apparentes personnalisés
2.4.5 Détermination des propriétés mécaniques personnalisées
2.5 Reconstruction du modèle EF du fémur personnalisé ayant subi une ATH
2.5.1 Description de la méthode des EF
2.5.2 Reconstruction du modèle éléments finis
2.5.2.1 Résumé des paramètres pour la reconstruction du modèle EF
2.6 Système de coordonnées (SDC)
2.6.1 SDC de Bergmann et al (2001)
2.6.2 SDC de Lennon et Prendergast (2001)
2.6.3 Analyse des deux SDC
2.6.3.1 Résultats de la comparaison des SDC
2.6.4 Analyse sur le positionnement de l’axeZ
2.6.4.1 Résultats sur le positionnement de 1′ axe Z
2.7 Création du modèle 3D solide de l’implant
2.8 Reconstruction 3D de 1′ A TH personnalisée
2.9 Préparation du modèle 3D avant le transfert des fichiers vers ANSYS
2.10 Importation du modèle 3D vers le logiciel ANSYS
2.11 Propriétés mécaniques des matériaux
2.12 Chargement et conditions frontières
2.12.1 Éléments utilisés dans le modèle EF
2.12.2 Modélisation de l’interface ciment-implant
2.12.3 Contraintes résiduelles
2.13 Étude de convergence du maillage pour l’analyse linéaire
2.13.1 Résultats de l’étude de convergence du maillage
2.14 Validation du modèle 3D du fémur proximal ayant subi une ATH
2.14.1 Résultats de la validation
2.14.1.1 Coefficient de corrélation pour les déformations principales
2.14.1.2 Grandeurs des déformations principales
2.14.1.3 Direction des déformations principales
2.14.2  Discussion de la validation du modèle EF du fémur
2.15 Étude de convergence du maillage (analyses non-linéaires)
2.15.1 Résultats de l’étude de convergence du maillage (analyses nonlinéaire )
2.15.2 Discussion de 1′ étude de convergence du maillage (analyses nonlinéaires)
2.16 Plan des analyses finales
CHAPITRE 3 RÉSULTATS DES ANALYSES NUMÉRIQUES 
3.1 Contraintes résiduelles du côté médial
3.1.1 Contraintes résiduelles radiales
3.1.2 Contraintes résiduelles circonférentielles
3.1.3 Contraintes résiduelles de Von Mises
3.2 Contraintes résiduelles du côté latéral
3.2.1 Contraintes résiduelles radiales
3.2.2 Contraintes résiduelles circonférentielles
3.2.3 Contraintes résiduelles de Von Mises
3.3 Chargement en flexion (simplification de la marche)
3.3.1 Contraintes dues au chargement en flexion du côté médial
3.3.1.1 Contraintes radiales dues au chargement en flexion
3.3.1.2 Contraintes circonférentielles dues au chargement en flexion
3.3.1.3 Contraintes de Von Mises dues au chargement en flexion
3.3.2 Contraintes dues au chargement en flexion du côté latéral
3.3.2.1 Contraintes radiales dues au chargement en flexion
3.3.2.2 Contraintes circonférentielles dues au chargement en flexion
3.3.2.3 Contraintes de Von Mises dues au chargement en flexion
3.4 Chargement en torsion
3.4.1 Contraintes due au chargement en torsion du côté médial
3.4.1.1 Contraintes radiales dues au chargement en torsion
3.4.1.2 Contrainte circonférentielles dues au chargement en torsion
3.4.1.3 Contraintes de Von Mises dues au chargement en torsion
3.4.2 Côté latéral dues au chargement en torsion
3.4.2.1 Contraintes radiales dues au chargement en torsion
3.4.2.2 Contraintes circonférentielles dues au chargement en torsion
3.4.2.3 Contraintes de Von Mises dues au chargement en torsion
CHAPITRE 4 DISCUSSIONS ET INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS 
CONCLUSION
RECOMMANDATIONS
ANNEXES
1 : Code Matlab pour le fichier HOUNSFIELD.M
2: Code Matlab pour le fichier REGION.M
3 : Résultats de la différence des SDC en fonction de l’emplacement du point proximal
4: Mise en plan de l’implant Mueller Curved (JRI Ltée)
5 : Justification de l’utilisation du plan d’antéversion
6 : Analyse de sensibilité des résultats en fonction du facteur FKN pour les éléments de contact à l’interface ciment-implant
7 : Code APDL (Ansys) pour les analyses linéaires
8 : Analyse de sensibilité des déformations principales
9: Code APDL (ANSYS) pour effectuer les analyses non-linéaires
BIBLIOGRAPHIE