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Poster De Conférence Année : 2023

Modelling of the child's lower urinary system

Modélisation du système urinaire inférieur de l'enfant

Nadia Boudaoud
Guillaume Dolle
Marie-Laurence Poli-Merol
  • Fonction : Auteur

Résumé

The bladder is the organ in the urinary system which has the function of receiving the urine produced by the kidneys, keep it and then evacuate. In this research, we build with paediatric surgeons a simple numerical model of the child's bladder to study the mechanism of filling and voiding in order to better understand how the fluid interacts with the wall. The different models are based on real data provided by surgeons, such as volumes, flows, urodynamic data or medical images like cystography. During the urination, the bladder wall deforms and the size of bladder decrease. To represent this phenomenon, we use the Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) method to solve the Navier-Stokes equations with a free surface, using FreeFem++. The upper wall, called bladder dome, become deformed when the urine is flowing towards the urethra and goes out. The lower part of the wall is fixed because the bladder trigone and the pelvis prevent the deformation of this zone. Results obtained are satisfactory, reproducing a physiological behavior. Regarding the filling of the bladder, urine gradually enters through the ureters and pushes the bladder dome until it reaches the maximum capacity. We first impose the movement of the dome to reproduce the displacement observed in the images of cystography. We will show fluid-structure interaction model that allow us to obtain the same results.
La vessie est l'organe du système urinaire qui a pour fonction de recevoir l'urine produite par les reins, de la retenir puis de l'évacuer. Dans cette recherche, nous construisons avec des chirurgiens pédiatriques un modèle numérique simple de la vessie de l'enfant pour étudier le mécanisme de remplissage et de miction afin de mieux comprendre comment le liquide interagit avec la paroi. Les différents modèles s'appuient sur des données réelles fournies par les chirurgiens, comme les volumes, les débits, les données urodynamiques ou encore des images médicales comme la cystographie. Lors de la miction, la paroi de la vessie se déforme et la taille de la vessie diminue. Pour représenter ce phénomène, nous utilisons la méthode "Arbitrary Lagrangian Eulerian" (ALE) pour résoudre les équations de Navier-Stokes avec une surface libre, en utilisant FreeFem++. La paroi supérieure, appelée dôme vésical, se déforme lorsque l'urine s'écoule vers l'urètre et sort. La partie inférieure de la paroi est fixe car le trigone vésical et le bassin empêchent la déformation de cette zone. Les résultats obtenus sont satisfaisants, reproduisant un comportement physiologique. Concernant le remplissage de la vessie, l'urine pénètre progressivement par les uretères et pousse le dôme vésical jusqu'à atteindre sa capacité maximale. Nous imposons dans un premier temps le mouvement du dôme pour reproduire le déplacement observé sur les images de cystographie. Nous montrerons un modèle d'interaction fluide-structure qui permet d'obtenir les mêmes résultats.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04350535 , version 1 (18-12-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04350535 , version 1

Citer

Lisa Grandjean, Nadia Boudaoud, Guillaume Dolle, Stéphanie Salmon, Marie-Laurence Poli-Merol. Modelling of the child's lower urinary system. ENUMATH 2023, Sep 2023, Lisbonne, Portugal. ⟨hal-04350535⟩
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