Soutenance de thèse de BERRIOT Audrey
Titre de thèse
Caractérisation de la moelle épinière et de ses attaches dans le canal subarachnoidien : Descriptions morphologique et structurelle en vue de la modélisation.
Characterization of the spinal cord and its attachments in the subarachnoid canal: Morphological and structural descriptions for modeling purposes.
Résumé de la thèse
Les blessures médullaires traumatiques, souvent consécutives à des accidents à haute énergie, représentent une cause majeure de déficits neurologiques sévères. Ces traumatismes peuvent entraîner des déformations du canal cervical et de la moelle épinière ainsi que des contraintes. Une compréhension approfondie de ces mécanismes est essentielle pour limiter les lésions secondaires et optimiser les stratégies thérapeutiques.
Dans une première partie, cette thèse s'attache à caractériser les modifications morphologiques du canal cervical chez des patients blessés médullaires, à l'aide d'une analyse tridimensionnelle. Les mesures se concentrent sur les dimensions du canal, de la moelle épinière et de l'espace subarachnoïdien afin de localiser les zones où se produisent majoritairement la compression pouvant aussi entraîner des contraintes excessives.
Dans une deuxième partie, les racines nerveuses sont examinées pour analyser leur positionnement et leur propriétés mécaniques pour mieux comprendre leurs relations avec les structures environnantes dans le canal cervical. L'accent est mis sur les contraintes locales qu'elles subissent, particulièrement dans les zones anatomiques les plus touchées par les blessures traumatiques, c'est à dire, le segment cervical. Ces analyses visent à mieux comprendre les mécanismes de tension ou de compression susceptibles d'exacerber les déficits neurologiques.
Dans une troisième partie, les propriétés mécaniques des ligaments dentelés, structures clés dans la stabilisation de la moelle épinière, sont étudiées à l'aide de tests de traction. Ces expériences permettent de quantifier leur comportement mécanique non linéaire, avec des ajustements réalisés via des modèles constitutifs comme celui d'Ogden, dans le but de mieux comprendre leur rôle potentiel dans les interactions mécaniques locales.
Ce travail apporte des éléments nouveaux pour une modélisation numérique plus précise de la moelle épinière au niveau cervical chez les blessés médullaires. En combinant une analyse morphologique ainsi que des données mécaniques expérimentales sur les racines nerveuses et les ligaments dentelés, il permet de mieux représenter les interactions complexes au sein du canal cervical traumatisé. Les résultats obtenus offrent des perspectives concrètes pour affiner les outils de simulation existants, en les rendant plus fidèles à la réalité anatomique et mécanique, dans le but d'améliorer la compréhension des lésions médullaires et leur prise en charge.
Thesis resume
Traumatic spinal cord injuries, often resulting from high-energy accidents, are a major cause of severe neurological deficits. These injuries can lead to deformities of the cervical canal and spinal cord, as well as stress. A thorough understanding of these mechanisms is essential to limit secondary damage and optimize therapeutic strategies.
In the first part, this thesis focuses on characterizing the morphological changes in the cervical canal in patients with spinal cord injuries, using three-dimensional analysis. The measurements focus on the dimensions of the canal, the spinal cord, and the subarachnoid space in order to locate the areas where compression occurs most frequently, which can also lead to excessive stress.
In the second part, the nerve roots are examined to analyze their positioning and mechanical properties in order to better understand their relationship with the surrounding structures in the cervical canal. The focus is on the local stresses they undergo, particularly in the anatomical areas most affected by traumatic injuries, i.e., the cervical segment. These analyses aim to better understand the mechanisms of tension or compression that may exacerbate neurological deficits.
In the third part, the mechanical properties of the dentate ligaments, key structures in spinal cord stabilization, are studied using tensile tests. These experiments make it possible to quantify their nonlinear mechanical behavior, with adjustments made using constitutive models such as Ogden's, in order to better understand their potential role in local mechanical interactions.
This work provides new insights for more accurate numerical modeling of the cervical spinal cord in spinal cord injury patients. By combining morphological analysis and experimental mechanical data on nerve roots and dentate ligaments, it provides a more accurate representation of the complex interactions within the traumatized cervical canal. The results offer concrete prospects for refining existing simulation tools, making them more faithful to anatomical and mechanical reality, with the aim of improving understanding of spinal cord injuries and their management.
The focus is on the local stresses they undergo, particularly in the anatomical areas most affected by traumatic injuries, i.e., the cervical segment. These analyses aim to better understand the mechanisms of tension or compression that may exacerbate neurological deficits.