Équipe MMB - Matériaux Multi échelles et Biomécanique

Tissus biologiques, Biomatériaux et prothèses

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PAGE EN COURS DE CONSTRUCTION

Modélisation et simulation médicale et chirurgicale

L'équipe développe des modèles numériques mettant à la disposition des chirurgiens des outils d'aide au diagnostic et la chirurgie. Ces outils numériques s'orientent principalement vers la navigation, le guidage et l'aide à la prise de décision durant les procédures médicales. Les deux projets actuellement en cours de développement sont :

Modélisation multiéchelles en décomposition propre généralisée, des organes de l’abdomen pour application à la chirurgie mini-invasive en réalité augmentée

Le projet 3D-SURG (2015-2019) est un projet porté par l'IRCAD et l'IHU de Starsbourg. Le partenaire principal en collaboration avec l'équipe est l’École Centrale de Nantes.
Il s'agit de développer un modèle numérique 3D pouvant être utilisé en temps réel et prenant en compte le comportement réel du foie par homogénéisation des propriétés mécaniques des différents constituants. Les effets principaux à intégrer sont les distributions des vascularisations en fonction des patients, la pressions artérielle qui peut varier au cours de l'opération ainsi que la présence de la tumeur. Le modèle numérique est construit directement à partir de l'imagerie (IRM, scanner) du patient supportant la chirurgie. Après construction du modèle mécanique homogénéisé, la mise en place des solutions utiles à la chirurgie sont calculées à partir d'une méthode de Décomposition Propre Généralisée (PGD) par les partenaires.
Thèse en cours : M. Kugler (2015-2018)
Permanents : Y. Rémond, D. George

Construction d’un système de guidage par réalité augmentée pour la chirurgie orthognatique

Ce projet (2013-2016) consiste à aider les chirurgiens de reconstruction des défauts de la face. Lorsque la mâchoire inférieure est coupée, il est nécessaire de la positionner avec une très grande précision afin de retrouver une esthétique post-opératoire satisfasante pour le patient. Le projet, en collaboration entre l'IRCAD, L'IHU de Strasbourg et les Hôpitaux Universitaires consiste au développement et à l'utilisation d’un logiciel de navigation pour le guidage du chirurgien orthognatique (conformément à la planification préopératoire patient-spécifique, reconstruit à partir d’un scanner-TDM), permettant en temps réel au bloc opératoire, d’obtenir les informations géométriques correspondant à la position du maxillaire sectionné relativement à la position qu’il aura préalablement planifié.
Doctorant : Jean-Christophe Lutz, Praticien Hospitalier
Permanent : Y. Rémond

Prothèses

Amélioration des procédés de revêtements « diamants » sur alliages de titane

La Compréhension physique et mécanique des procédés de dépôts de revêtements de couche « diamant » sur substrat d’alliages de titane est importante dans les applications prothétique car elle détermine précisément la durée de vie de la prothèse. La diminution des contraintes résiduelles d'interfaces sur le revêtement de la tête fémorale ainsi que la mise en place d'une surface de frottement optimisée entre la prothèse et la cupule en UHMWPE sont des éléments cruciaux qui influent directement sur le comportement à long terme de la prothèse. Le projet (2011-2012) consiste à optimiser les procédés de fabrication des têtes fémorales par un dépôt de film mince de diamant sur un substrat de Titane (Ti6Al4V) par un procédé de Time Modulated Chemical Vapour Deposition (TMCVD) et en utilisant des inter-couches de DLC (Diamond Like Carbon) afin de diminuer le développement des contraintes résiduelles d'interface. La validation est effectuée par mesures expérimentales par Spectroscopie Raman et mesures par Rayon X.
Doctorante : Z.Nibennaoune, Chercheurs invités, J.Gracio (Université Aveiro, Portugal)
Permanents : Y. Rémond, S. Ahzi, D. George
Collaborations : CRP Henri Tudor Luxembourg, Université d’Aveiro Portugal, Georgia Institute of Technology Atlanta

Imagerie

Enregistrement non rigide d’images CT des viscères abdominales

IRCAD, IHU Strasbourg, 2012-2015
Modélisation par segmentation rapides des parois abdominales, application à la suppression des effets de glissement par enregistrement non rigide.
Doctorant : Wengwen Zhu, Praticien hospitalier
Permanents : Y. Rémond