Identification des propriétés mécaniques des muscles de la cuisse
Résumé
La caractérisation mécanique des muscles in vivo permet d'accroître les connaissances du système musculo-squelettique. En effet, la complexité des matériaux vivants (variabilité, évolution temporelle, …) rend difficile la caractérisation in vivo des propriétés mécaniques. L'identification des propriétés mécaniques des muscles peut être réalisée via une approche inverse qui consiste à coupler les techniques d'imagerie médicale (IRM, US) et des méthodes d'analyse de champ. Ainsi, une approche inverse basée sur les éléments finis (FEMU) est développée pour identifier les propriétés mécaniques de la loi hyperélastique Néo-Hookéen compressible (C 10 , D) des muscles de la cuisse. Une acquisition IRM (1.5T, GE) de la cuisse permet une segmentation de quatre régions musculaires et du tissu adipeux. Une première étape consiste à faire une analyse de sensibilité pour déterminer le test mécanique (compression en étau, indentation et contention) le plus adapté à l'identification. Ensuite, un exemple numérique est développé pour simuler le champ de déplacement qui est obtenu par corrélation d'images numériques (CIN). Le calcul de l'erreur d'identification des paramètres illustre la faisabilité de cette étude. Les résultats de l'analyse de sensibilité démontrent que le test de compression en étau présente le meilleur compromis pour l'identification de l'ensemble des paramètres neo-Hookéens (N=10). L'erreur d'identification des paramètres C 10 , traduisant l'hyperélasticité du muscle, est très faible (<5%) comparé à celle des paramètres D, reflétant la compressibilité du tissu, qui est comprise entre 7 et 40%. Le regroupement de trois paramètres de compressibilité (D) permet de réduire son erreur à 7% et d'obtenir une erreur inférieure à 3% pour les paramètres C 10 .
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