Assas Recherche | Étude expérimentale du fraisage de l’os temporal et développement d’un modèle artificiel 3D pour l’entrainement en chirurgie otologique

Étude expérimentale du fraisage de l’os temporal et développement d’un modèle artificiel 3D pour l’entrainement en chirurgie otologique (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Boillat Martin

Boillat, Martin

Nom

Boillat

Prénom

Martin

Nationalité

Français

Date de soutenance : 19-12-2023

Directeur(s) de thèse : Bonnet Anne-Sophie

Bonnet, Anne-Sophie

Nom

Bonnet

Prénom

Anne-Sophie

- Parietti-Winkler Cécile

Parietti-Winkler, Cécile

Nom

Parietti-Winkler

Prénom

Cécile

Etablissement de soutenance : Université de Lorraine

Université de Lorraine

Nom

Université de Lorraine

Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz ; 2011-....)

Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz ; 2011-....)

Nom

Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz ; 2011-....)

Ecole doctorale : École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine ; 2018-....)

École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine ; 2018-....)

Nom

École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine ; 2018-....)

Informations générales

Discipline : Mécanique des matériaux
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Impression 3D, Tissus osseux, Fraisage
Mots-clés :

Os temporal - Simulation, Méthodes de
Simulateurs - Construction
Impression 3D
Organes artificiels
Modèles éducatifs - Dissertation universitaire
Procédures de chirurgie otologique - Dissertation universitaire

Résumé : Le fraisage de l'os temporal est une procédure courante en chirurgie otologique permettant l'accès aux structures de l'oreille moyenne et interne par ablation des cellules mastoïdiennes à l'aide d'un outil coupant rotatif. Cependant, cette intervention n'est pas sans risque, les structures délicates situées au sein de cette zone anatomique sont sujettes à des dommages directs en cas de contact avec l'outil de fraisage, mais aussi à des dommages indirects par échauffement, plus difficiles à évaluer. Un entrainement conséquent et efficace est donc requis pour les praticiens afin d'apprendre à réduire ces risques opératoires au maximum. L'entrainement sur pièces cadavériques est d'usage dans la formation des apprenants en chirurgie otologique, mais les nombreuses contraintes qui y sont associées (éthiques, sanitaires, financières, ...) ont permis l'émergence de modes d'entrainement complémentaires permettant de limiter leur usage. Parmi ces nouvelles modalités, les simulateurs physiques sont de plus en plus plébiscités de par leur aspect réaliste et leur coût réduit en comparaison avec les simulateurs virtuels. Cependant, le manque de réalisme anatomique de certains de ces simulateurs et l'absence de validation les concernant pose question parmi les praticiens. Dans cette optique, une nouvelle version d'un simulateur physique d'os temporal adulte, dont la variabilité induite par la démarche de conception et le procédé de fabrication a été précédemment validée, a été proposée dans ce travail. Des améliorations de la maquette existante ont pu être réalisées afin d'accroître encore davantage son réalisme anatomique. Une seconde maquette, d'os temporal pédiatrique cette fois, a également été conçue à partir de la même démarche afin d'étoffer les possibilités d'entrainement pour les apprenants en chirurgie otologique. Un protocole de mesure de la température au niveau du nerf facial a ensuite été développé puis testé sur le simulateur adulte afin d'adresser la problématique clinique de l'échauffement de ce nerf lors de la chirurgie otologique. La maquette a ensuite été fraisée dans un contexte clinique tout en mesurant les forces de fraisage et les températures générées, puis en identifiant par tomographie la position exacte des capteurs de température. Une deuxième campagne expérimentale de fraisage a ensuite été menée sur os temporaux cadavériques en suivant le protocole de mesure thermique développé. Par comparaison des forces mesurées lors du fraisage du simulateur adulte et des échantillons cadavériques dans un contexte chirurgical, nous avons pu confirmer de façon objective le réalisme de la réponse en fraisage de cette maquette. Ces essais nous ont également permis d'étudier l'influence de différents facteurs sur les efforts de fraisage, permettant ainsi d'approfondir notre connaissance du fraisage chirurgical. L'analyse des températures enregistrées lors de ces campagnes expérimentales et leur mise en perspective avec la position des capteurs de température nous a également permis de nous prononcer sur les potentiels dommages thermiques au niveau du nerf. Afin d'approfondir davantage l'analyse et de mieux comprendre les phénomènes thermiques en présence lors du fraisage, un modèle thermique a ensuite été mis en œuvre. Après une calibration expérimentale du modèle par des essais sur machine-outil, une étude paramétrique a permis de mettre en évidence l'impact de différents paramètres sur l'évolution de la température en fraisage. Nous avons aussi pu effectuer une comparaison d'opérations de fraisage dans des conditions chirurgicales sur l'os et le matériau constitutif des simulateurs physiques. Enfin une comparaison entre les résultats fournis par le modèle et les mesures expérimentales a permis de mettre en évidence les perspectives offertes par le modèle dans la prédiction des températures en fraisage otologique.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2023LORR0248
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive