Comportement viscoélastique non linéaire des organes pleins de l'abdomen

This paper gathers and compares data coming from previous works [8],[9],[10] on the shear viscoelastic properties of porcine kidney, liver, spleen and pancreas. The linear and nonlinear mechanical behavior of these organs were assessed by performing in succession a harmonic test at small strain and a constant strain rate test up to strain in the order of unity. Based on these data we propose a common nonlinear viscoelastic model using a time-fractional strain-dependent kernel. These four organs behave similarly, showing in particular a weak frequency-dependence of their complex shear modulus and a significant strain-hardening. The kidney is the stiffest and the most elastic organ, the pancreas is the most compliant and the most viscous, the spleen has the most extended linear regime while the liver is most strain-hardening

New Mass Spring System formulation to model the behavior of soft tissues

International audienceComputer-based medicine has been largely developed in recent years for helping surgery, diagnosis and treatment [1]. Unfortunately, from a mechanical standpoint, modeling complex materials such as soft tissues is still a challenge requiring accuracy and possibility of user interaction. Among computational models (such as Finite Element Method [2], or Position Based Dynamics [3]), we chose the Mass-Spring System (MSS) as model. It offers several advantages, like adaptability and fast computation, while allowing topological modifications (like cutting or piercing) without pre-computations. In this paper we present a new MSS formulation for soft tissue simulations. The validation of the mechanical response of the model is based on work of Nicolle et al. [4] which reported the shear behavior of three vital internal organs (kidney, liver and spleen). Our method is based on a topological-physical model called TopoSim [5,7] which allows to easily implement different physical models and performs fast and accurate modeling of different kinds of tissues. Thanks to this model, we are able to easily adapt the simulation to desired requirements and to perform topological modifications during simulations if necessary

Etude rétrospective des traumatismes du plexus brachial sur 160 cas, étude épidémiologique, clinique et électromyographique

Il est communément admis que l'électromyographie (EMG) est l'examen complémentaire de choix lors de traumatisme du plexus brachial (PB). Il permet de distinguer les 4 types de lésion traumatique du PB : les avulsions, les neurotmésis, les axonotmésis et les neurapraxies ; les deux premiers étant sans espoir de récupération spontanée. L'objectif de cette étude était de valider l'intérêt de l'EMG dans le pronostic des traumatismes du PB. L'auteur présente ici une étude rétrospective réalisée sur 160 animaux (133 chiens et 27 chats) souffrant de traumatisme PB, référés à l'Ecole Vétérinaire d'Alfort entre 1986 et 2001. L'analyse des cas a montré que la prévalence des traumatismes du PB était plus importante chez les chiens ainsi que chez les jeunes animaux. Au vu de l'examen clinique, la partie caudale du plexus était la plus fréquemment lésée. L'EMG a révélé que les lésions radiales les plus fréquentes étaient de type avulsion et/ou neurotmésis et neurapraxie (p<0.05). 67% des chiens et 50% des chats n'ont pas récupéré leur fonction d'extension. Ce travail a permis d'affirmer la fiabilité de l'EMG lors de traumatisme du PB :l'évolution était corrélée à la catégorie radiale (alpha <0.05). La valeur prédictive positive d'un diagnostic d'avulsion ou de neurotmésis à l'EMG était de 93%. L'exploration chirurgicale a confirmé les lésions d'avulsion suspectées par l'EMG. Cependant, seules les lésions d'avulsion et/ou de neurotmésis évoluaient significativement différemment des autres catégories chez le chien et, chez le chat, l'évolution n'était différente qu'entre les catégories extrêmes. L'étude a également montré que si l'examen clinique pouvait orienter vers un type de lésion (grave ou modérée), il ne permettait pas de déterminer la nature d'une lésion du radial et donc d'évaluer la capacité de récupération. En conclusion, cette étude a montré que l'EMG permet de prédire l'évolution clinique lors d'avulsion, de neurotmésis et d'axonotmésis grave. Il ne permet pas, en revanche, de prédire l'évolution clinique pour les autres types de lésions. Ce résultat a pu cependant être biaisé par la durée d'évolution fixée à deux mois. Une étude prospective sur les lésions d'axonotmésis et de neurapraxie pourrait permettre de confirmer l'importance de l'électrodiagnostic dans l'établissement d'un pronostic sur ces deux types de lésion radiale.MAISONS-ALFORT-Ecole Vétérin (940462302) / SudocSudocFranceF

Identification et modélisation du comportement viscoélastique linéaire et non linéaire du tissu cérébral en situation d'impacts

Ce travail a pour objectif de contribuer au développement du modèle par éléments finis de la tête humaine de l'ULP. Il intègre une étude du comportement viscoélastique linéaire et non linéaire du tissu cérébral dont la connaissance reste actuellement incomplète et contrastée. Les propriétés matérielles en cisaillement du cerveau sont déterminées aux petites déformations sur une gamme de fréquences inédite (de 0.1 à plus de 6000 Hz) qui inclut les fréquences associées aux chocs automobiles et balistiques non pénétrant. La robustesse du protocole opératoire et la fiabilité des résultats expérimentaux sont confirmées par l'utilisation de deux outils de mesure différents et par l'analyse d'un certain nombre de facteurs pouvant influer sur l'objectivité des mesures. L'étude s'accompagne également d'une analyse de l'anisotropie pour une région particulière du cerveau (la couronne radiaire), et des différences inter-espèces et régionales. Le comportement du cerveau aux grandes déformations est appréhendé au travers d'essais de relaxation effectués sur une plage de déformations allant de 0.1% à 50%. Il ressort que l'augmentation du niveau de déformation influe sur l'amplitude des modules mesurés mais non sur leurs temps de relaxation. Les résultats aux petites déformations aboutissent à une modélisation phénoménologique du comportement linéaire du cerveau par un modèle de Maxwell généralisé à cinq modes. Le comportement non linéaire est modélisé par une loi hyperélastique de Ogden dans sa phase caoutchoutique puis par une extension proposée de cette loi (loi visco-hyperélastique) qui tient compte des effets dissipatifs observés sur l'intervalle de temps considéré. Une confrontation des lois de comportement linéaire et non linéaire du cerveau est enfin réalisée au cours d'une simulation numérique d'un choc de référence et d'un choc balistique. Il ressort que la mise en évidence de l'apport des différentes lois nécessite d'autres critères de validation des modèles numériques.The aim of this work is to contribute to the development of the ULP human head Finite Element model. This study concerns the linear and nonlinear viscoelastic brain tissue behaviour of which the knowledge remains currently incomplete and contrasted. The small shear strains brain properties are determined on new frequency range (from 0.1 to more than 6000 Hz) which includes frequencies associated with traffic road accidents and non penetrating ballistic impacts. The robustness of the protocol and the reliability of the experimental results are confirmed by the use of two different testing devices and by the analysis of several factors which could affect measurements objectivity. The study is also accompanied by an analysis of the anisotropy for a particular area of the brain (the corona radiate), and inter-species and regional differences. The large strain brain behaviour is characterized by shear relaxation tests between 0.1% and 50% strain. The results show the increase of the strain level affect the modulus magnitude but not their relaxation times. The brain linear behaviour is modelled by a phenomenological five-mode Maxwell model. The brain rubberlike behaviour is modelled by an Ogden hyperelastic law. This law is extended to take account of the observed dissipative effects on all time range (visco-hyperelastic law). Finally, a comparison of these brain linear and nonlinear constitutive laws is realised from numerical simulations of a reference and a ballistic impact. The conclusion is that the pertinence of the different laws contribution requires other numerical model validation criteria.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF

Dehydration effect on the mechanical behaviour of biological soft tissues: Observations on kidney tissues

This paper deals with the effects of dehydration on the mechanical properties of biological soft tissues and with the validity of methods used in previous works such as a coat of petroleum jelly or silicon oil to minimise the drying of the tissue during mechanical testing. We find that the samples get stiffer as they dry but that this phenomenon is wholly reversible upon re-hydrating the samples. A bath of saline solution is the best hydration method but a coat of low-viscosity silicon oil around the free edge of the sample also proves to be a good anti-drying method. However, using petroleum jelly to prevent tissue dehydration should be banned because the jelly largely contributes to the measured mechanical moduli

On the efficiency of attachment methods of biological soft tissues in shear experiments

Sandpaper and glue are commonly used to prevent slip of the sample in rheometric measurements of soft biological tissues. We show in this paper that the best attachment method is to glue the sample to the plates of the test device. Whereas no significant difference was observed at small strain, sandpaper proved to be less efficient than glue in preventing slip at large strain, leading to a significant underestimation of the tissue stiffness

Le site Blicquy/Villeneuve-Saint-Germain et Cerny de Buthiers-Boulancourt (Seine-et-Marne): présentation du site, des assemblages lithique et céramique, et proposition pour une chronologie

International audienceLe site de Buthiers-Boulencourt, localisé au sud-ouest de la Seine-et-Marne sur le plateau du Gâtinais, a été diagnostiqué et fouillé en contexte préventif dans le cadre de l'extension d'une carrière de sable. Il a révélé deux zones d'habitat dont l'une est attribuable au Blicquy/Villeneuve-Saint-Germain (BQ/VSG) et l'autre au Cerny. Les auteurs de cet article ont entrepris ici de définir la position chronologique des deux occupations, en dépit d'une portée informative des industries lithique et céramique pondérée par le faible nombre de restes par structure. Le secteur BQ/VSG, le plus important en superficie, se compose de 25 fosses latérales réparties en 7 unités architecturales plus ou moins bien préservées, 6 sépultures et 4 structures liées à la combustion. L'analyse des mobiliers lithique et céramique indique clairement une appartenance à une étape récente du BQ/VSG. De même, le secteur Cerny confiné au nord-ouest de l'emprise comprend principalement deux fosses dont une a livré presque 10 kg de céramique très homogène et caractéristique de cette culture. Il sera discuté de la contemporanéité des unités architecturales de l'occupation BQ/VSG et d'un éventuel hiatus chronologique entre cette occupation et celle de Cerny

Towards the Agent-Based Simulation of Unmanned Aerial Vehicles in a 3d Environment

International audienc

Shear mechanical properties of the porcine pancreas: Experiment and analytical modelling

We provide the first account of the shear mechanical properties of porcine pancreas using a rheometer both in linear oscillatory tests and in constant strain-rate tests reaching the non-linear sub-failure regime. Our results show that pancreas has a low and weakly frequency-dependent dynamic modulus and experiences a noticeable strain-hardening beyond 20% strain. In both linear and non-linear regime, the viscoelastic behaviour of porcine pancreas follows a four-parameter bi-power model that has been validated on kidney, liver and spleen. Among the four solid organs of the abdomen, pancreas proves to be the most compliant and the most viscous one