Avant-Projet : MOSTRA

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Sous-sections


   
Actions nationales

   
Action coopérative ``Modélisation d'organes pour la simulation de chirurgie''



Participants : Olivier Antonelli, Patrick Le Tallec, Marc Thiriet [*], Marina Vidrascu.

Cette action est animée par Hervé Delingette (Projet Epidaure). Les équipes concernées sont : projets Epidaure et Sinus de l'INRIA Sophia-Antipolis, projets Imagis et Sharp de l'INRIA Grenoble, projets MOSTRA et M3N de Rocquencourt et l'IRCAD de Strasbourg.

La contribution de MOSTRA/M3N est de développer un modèle biomécanique aussi réaliste que possible et de comparer les résultats obtenus à l'aide de ce modèle à ceux fournis par les modèles simplifiés en temps réel.

Après avoir discuté avec les médecins et visionné une vidéo d'opération, il a été décidé d'utiliser une loi de comportement hyperélastique pour un matériau incompressible. Ce modèle permet de prendre en compte les non-linéarités du problème. Dans les simulations, la vraie géométrie du foie sera utilisée. Un maillage de peau, obtenu par reconstitution tridimensionnelle, a été fourni par le projet Epidaure. Ce maillage de surface a été régularisé. En effet la qualité de ce maillage est un facteur essentiel pour obtenir un maillage 3D bien adapté au calcul.

L'approche utilisée pour obtenir le modèle géométrique impose l'utilisation d'un élément tétraédrique. Un élément fini P2-P0 a été développé pour répondre à ce besoin.

L'obtention des caractéristiques physiques des tissus mous est un problème ardu, non encore bien résolu. Il s'agit de paramètres d'entrée du modèle considéré qui influencent largement les résultats. Pour l'instant la donnée du module d'Young a permis de déterminer les coefficients nécessaires dans la loi hypérélastique.

Un autre problème important est celui des conditions aux limites. Il faut effectivement prendre en compte l'action des organes voisins sur le foie afin de déterminer les conditions mécaniques à imposer lors de la simulation. L'avantage de la simulation numérique est que les différents types de conditions aux limites peuvent être aisément pris en compte puisque, une fois encore, il s'agit de paramètres d'entrée du modèle considéré.

D'un point de vue numérique le problème mécanique finalement obtenu est un problème difficile, mal conditionné. Sa résolution requiert des techniques sophistiquées (voir 6.2.1) de type Newton avec continuation et décomposition de domaines. Cette action suscite donc aussi l'amélioration de ces techniques.

   
Action coopérative ``Simulation numérique d'interactions fluide-structure en génie civil et ingénierie biomédicale''



Participants : Dominique Chapelle, Frédéric Hecht [*], Patrick Le Tallec, Marina Vidrascu.

Cette action est animée par Serge Piperno (Projet Caiman, INRIA-CERMICS). Les équipes concernées sont : projets Caiman et Sinus de l'INRIA Sophia-Antipolis, projets Gamma, MOSTRA et M3N de Rocquencourt , LCPC et Simulog.

La contribution de MOSTRA porte notamment sur l'intégration de solveurs solides (coques en grands déplacements) et l'évaluation des algorithmes de couplage.

LCPC

Dans le cadre d'une collaboration entre le LCPC et le Pôle Universitaire Léonard de Vinci, un banc d'essai expérimental est en cours de définition. Il permettra de valider expérimentalement sur deux types de poutres des techniques d'amortissement rapide de vibrations par contrôle actif d'abord, par contrôle passif ensuite. Le dimensionnement retenu permet de préfigurer l'utilisation de ce type de techniques sur des structures de ponts haubannés.


Footnotes

...Thiriet [*]
Projet M3N
...Hecht [*]
Projet Gamma


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