Mesure in vivo des volumes respiratoires au cours d'un chargement dynamique frontal du thorax pour la validation d'un modèle en éléments finis avancé
BIRIEN
Type de document
RAPPORT DE STAGE
Langue
francais
Auteur
BIRIEN
Résumé / Abstract
Le phénomène de respiration est une ventilation pulmonaire véhiculant un échange de particules d'un corps et permettant aux êtres humains de vivre. De nombreux paramètres peuvent influencer le rythme de la respiration. Les accidents de la route causent la plupart des blessures au thorax pouvant même aller jusqu'à sa fracture. Le thorax est modifié avec l'âge: il change dans sa forme, sa mobilité, sa qualité d'os, etc. [Massoulie et Hamon, 2002] [Lafont et Laumon, 2003]. Il a été démontré que la réponse à l'impact du thorax est un problème multiparamètres [Vezin et Berthet, 2009] [Kent et al., 2005]. La physiologie de la respiration dans le thorax prend son importance dans la réponse mécanique, donc nous avons besoin de faire des tests in vivo [Poulard et al., 2011] [Kemper et al., 2011]. L'objectif de cette étude est de définir et valider un protocole expérimental in vivo, avec des mesures simultanées de mouvements du thorax et de volume respiratoire lors d'un chargement dynamique frontal. Le chargement dynamique frontal choisi est une manoeuvre de kinésithérapie respiratoire. L'influence de l'action du kinésithérapeute a été également révélée : les chargements du thorax pour des traitements thérapeutiques sont plus dynamiques; le chargement quasi-statique semble préférable pour obtenir l'amplitude du mouvement maximale de la cage thoracique. Pour cette étude préliminaire, nous avons testé deux sujets adultes. Un masque facial est enfilé sur leur visage. Une valve bidirectionnelle sans réinspiration est connectée au masque. et à un amplificateur qui recueil le débit et la pression permettant d'obtenir ainsi une mesure du volume pendant l'expiration et l'inspiration. De plus, un système de stéréovision Vicon® reconstruit la géométrie du thorax grâce à des marqueurs collés sur des points palpables du thorax. À partir des marqueurs, une déflexion thoracique est mesurée. La réponse mécanique se mesure par une plateforme d'effort. Différents paramètres mécaniques et physiologiques sont mis en relation tels que le volume/déflexion, morphotype/volume, avec différents types de chargement plus ou moins dynamiques. Tous les résultats obtenus nous aident pour la validation du modèle numérique de HUMOS2 développé par éléments finis lors de la respiration. Le modèle initial est personnalisé par la technique de krigeage. Une plaque de force et un capteur sont modélisés afin d'être placés dans la même situation que les expériences. Encadrant : Karine BRUYERE.
