Conception D Un Microsysteme D Aide Au Monitoring Per Operatoire Dans La Chirurgie De L Oreille Moyenne
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Conception d'un microsystème d'aide au monitoring per-opératoire dans la chirurgie de l'oreille moyenne
Certains problèmes d'audition trouvent leur origine dans des anomalies de transmission de l'énergie des vibrations acoustique par la chaîne des osselets de l'oreille moyenne. Il se pratique aujourd'hui des opérations chirurgicales visant à la reconstruire. Un outil permettant d'évaluer la qualité de transmission des vibrations par de la chaîne ossiculaire pendant l'opération apporterait une aide substantielle au praticien afin dans le but d'optimiser la configuration des osselets. Les travaux présentés dans ce manuscrit traitent de la conception d'un capteur microsystème adapté à la mesure de l'amplitude de vibrations des osselets. Nous y avons particulièrement développé les travaux de modélisation de la structure mécanique du capteur. Il s'agit d'une structure communément employée pour les capteurs tactiles dont nous modélisons le comportement en régime harmonique. Dans une la deuxième partie nous présentons une étude d'optimisation du capteur en vue de son utilisation « tenu en main » par le chirurgien. Celle-ci repose notamment sur l'utilisation d'un modèle électrique équivalent de l'oreille moyenne et d'un logiciel d'optimisation multicritères. Nous présentons dans cette partie un concept de filtre mécanique des basses fréquences par l'utilisation des propriétés viscoélastiques des matériaux polymères. La dernière partie traite des travaux de réalisation des différents composants d'un capteur basé sur les matériaux polymères. Les travaux de réalisation et de test de membranes en résine SU8 y sont présentés ainsi que l'intégration de jauges en matériaux électroactifs chargés en nanoparticules. L'utilisation d'une technique de moule perdu pour réaliser la structure mécanique du capteur est discutée.
Modélisation dynamique de l'oreille moyenne et des interactions outils organes pour la conception d'un simulateur appliqué à la chirurgie otologique
La microchirurgie de l'oreille moyenne requiert une forte dextérité en raison de la finesse et de l'extrême sensibilité des structures impliquées. L'apprentissage de cette chirurgie est délicat et est effectué en fin d'internat. Ce travail porte sur le développement d'un modèle mécanique en éléments finis des différentes structures qui composent l'oreille moyenne dans le but de concevoir un simulateur chirurgical. Les objectifs sont de fournir un outil polyvalent pour l'apprentissage et l'entraînement de la chirurgie par la chirurgie, ainsi que d'offrir la possibilité d'explorer et d'évaluer de nouvelles procédures chirurgicales liées à l'apport de nouvelles technologies telles que la robotique. Le comportement mécanique du modèle développé a été confronté avec succès aux observations réalisées sur des pièces anatomiques. Afin d'obtenir un outil de simulation qui tienne compte des différences anatomiques de chaque patient, une méthode de déformation de l'atlas mécanique basée sur l'imagerie clinique a été implémentée. Les simulations du fraisage de la platine de l'étrier ainsi que le placement d'une prothèse ossiculaire ont été réalisées à l'aide d'une interface haptique et d'une nouvelle approche du rendu. Ce travail constitue ainsi le premier simulateur virtuel de chirurgie de l'oreille moyenne. Enfin le robot télé-opéré, RobOtol, a été intégré au simulateur afin d'étudier de nouvelles procédures chirurgicales robotisées. Le travail effectué porte essentiellement sur la simulation interactive réaliste de procédures chirurgicales complexes ainsi que la formation et la robotisation de la microchirurgie otologique.
Intérêt d'un modèle 3D de l'oreille moyenne pour la chirurgie par oto-endoscopie
Contexte : la chirurgie oto-endoscopique pose des défis uniques en matière de formation en raison de la complexité de l'anatomie et des difficultés liées à la hirurgie à une main. De grandes avancées technologiques ont vu le jour, notamment en impression 3D. A l'heure actuelle, les modèles existants pour a formation en otologie sont centrés sur le fraisage de la mastoïde. Nous avons donc cherché à créer et valider un nouveau simulateur imprimé en 3D le la cavité tympanique et de l'oreille externe pour l'oto-endoscopie. Méthodes : à partir d'images tomodensitmétriques d'une patiente, nous avons segmenté les structures osseuses et tissulaires de l'oreille externe et moyenne en itilisant le logiciel 3D Slicer. Puis le modèle a été imprimé avec différents matériaux selon la technique d'impression 3D Polyjet. Douze internes ont ffectué une myringoplastie sur un sujet anatomique et le simulateur 3D. Six otologistes ont effectué la même tâche sur le modèle 3D. Les participants int évalué le modèle à l'aide d'un questionnaire de Likert en 7 points. Une analyse statistique a été utilisée pour évaluer les scores. Résultats : les participants ont jugé le modèle satisfaisant et sont en faveur de son intégration dans la formation chirurgicale en ORL. Le score moyen de atisfaction globale pour le modèle 3D est de 6,25/7 (± 1,36) chez les internes et de 6,00/7 (± 0,63) chez les experts. Conclusion : nous décrivons le développement et la validation d'un modèle imprimé en 3D pour améliorer les compétences chirurgicales en oto-endoscopie. Bien que les participants aient trouvé le simulateur 3D utile et satisfaisant, son optimisation et son développement ultérieur pourraient améliorer les résultats.