Nom du projet : Modélisation de l’effet du vieillissement sur la vulnérabilité lors d’accidents de la route
Type de projet : Stages
Résumé descriptif :
Les personnes âgées sont plus fréquemment blessées dans les accidents de la route ou lors d’accidents à faible énergie comme des chutes de petite hauteur. La chute au sol est l’accident le plus fréquent chez les personnes âgées et cause principalement des blessures dans la partie haute de la colonne vertébrale cervicale. Malgré le vieillissement de la population, il existe un manque de données sur le comportement biomécanique de la colonne vertébrale âgée et sur le risque de blessures. Or, il y a depuis quelques années une augmentation du nombre de conducteurs âgés sur la route et la dégénérescence de la colonne peut débuter dès la cinquantaine, alors que les individus sont toujours actifs. Les personnes âgées sont peu enclines à délaisser la voiture puisqu’elles associent le fait de conduire au fait de participer à la société. Dans les prochaines années, le traitement des personnes âgées ayant subis des lésions lors d’accidents de la route pourrait mener à des forts coûts pour la société. En vieillissant, la courbure de la colonne vertébrale change, les disques intervertébraux s’affaissent et des excroissances osseuses appelées ostéophytes se créent entre les vertèbres. L’impact de ces paramètres sur la biomécanique du rachis est présentement méconnu. Les modèles par éléments finis représentant la dégénérescence spécifique à l’âge se sont principalement concentrés sur des modélisations statiques ou quasi-statiques et non sur des situations lésionnelles. Des modèles numériques détaillés et adaptés à l’étude des traumatismes des personnes âgés sont nécessaires afin de comprendre la vulnérabilité de ces individus et de pouvoir améliorer leur protection et leur soin.
Le stage proposé est un projet interdisciplinaire entre la médecine et l’ingénierie. Dans un premier temps, des images médicales de personnes âgées seront utilisées afin de recueillir des informations sur la géométrie de la colonne vertébrale âgée comme par exemple la hauteur des disques intervertébraux et le diamètre du canal médullaire. Une banque d’images par tomodensitométrie de personnes âgées est déjà existante au LBA. Les images ont été réalisées au service de radiologie de l’Hôpital Nord de Marseille. Les vertèbres des sujets seront segmentées afin de construire une banque de géométrie 3D de colonne vertébrale avec dégénérescence. Ensuite, un modèle par éléments finis nommé SM2S et créé au sein du iLab Spine, un laboratoire international spécialisé dans l’imagerie et la biomécanique du rachis, sera modifié pour représenter la géométrie et les propriétés mécaniques d’une colonne vertébrale de personne âgée. Un code développé également au iLab Spine pour kriger des modèles par éléments finis pourra être utilisé afin de représenter des déformations géométriques typiques au vieillissement.
Le modèle pourra ensuite être exploité pour étudier l’effet de l’âge sur les blessures spinales en construisant un plan d’expériences pour simuler diverses conditions d’accidents. Les données de cinématique d’accidents obtenues dans le cadre du projet multicentrique iSafe pourront être exploités afin d’établir des conditions d’accidents pertinentes. Ces données ont été obtenues à partir de modélisation par éléments finis d’accidents de la route qui ont été réalisés au LBA à partir de bilans d’accidents du Laboratoire de Mécanismes d’Accidents (LMA) et du National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Cette étude permettra de cibler les conditions d’accidents les plus risquées et de fournir des pistes d’amélioration pour l’amélioration des dispositifs de sécurité.
Ce stage sera mené en collaboration avec le laboratoire international iLab Spine, mais sera principalement basé au LBA. Des dossiers cliniques de personnes avec des dégénérescences spinales ayant subi des traumatismes pourront être recueillis à partir de la banque de données de l’Hôpital Nord de Marseille de l’APHM. Une collaboration existante entre le LBA et l’Ecole nationale supérieure des officiers sapeurs-pompiers (ENSOSP) pourra être approfondie sur ce sujet de stage puisque les informations tirées de ces modélisations pourraient impliquer des techniques de soin pré-hospitalier différentes pour les personnes âges. Des discussions pourront être organisés avec les pompiers de l’ENSOSP afin d’obtenir des informations sur le protocole de prise en charge des personnes traumatisées et d’envisager des pistes de modifications possibles.
Ce projet de stage permettra de développer des compétences pluridisciplinaires en biomécanique, en modélisation numérique, en imagerie et dans le domaine de la santé.
L’objectif général du stage est de modéliser l’effet du vieillissement sur la vulnérabilité lors d’accidents de la route. Les résultats de ce stage permettront d’améliorer la compréhension de la vulnérabilité des personnes âgées sur la route, d’améliorer la prise en charge pré-hospitalière et hospitalière des personnes âgées et à terme de développer des dispositifs de sécurité plus performants.
Partenaires : Hôpital Nord de Marseille de l’APHM ; Ecole nationale supérieure des officiers sapeurs-pompiers (ENSOSP)
Nom de(s) encadrant(s) : Marie-Hélène BEAUSEJOUR (LBA) ; Pr. Yvan PETIT (ETS Montréal)
Nom de(s) étudiant(s) : Aurélien Heinrich