Simulation informatique de l'instabilité rotulienne

Les deux procédures de stabilisation les plus courantes pour les patients présentant une instabilité rotulienne récurrente sont la reconstruction du ligament fémoro-patellaire médial (MPFL) et la médialisation de la tubérosité tibiale. La reconstruction du MPFL est de plus en plus populaire, en grande partie en raison des exigences techniques du réalignement de la tubérosité tibiale et des préoccupations liées à la cicatrisation osseuse à travers l'ostéotomie. En cas de dysplasie trochléenne sévère et/ou de tubérosité tibiale fortement latéralisée, un greffon MPFL tendu selon les normes en vigueur peut ne pas fournir une résistance suffisante pour limiter le déplacement rotulien latéral qui provoque une instabilité continue. L'augmentation de la tension du greffon pourrait surcharger le cartilage fémoro-patellaire médial. L'étude proposée est basée sur l'hypothèse que la capacité de la reconstruction du MPFL à limiter efficacement le mauvais suivi rotulien latéral diminue à mesure que la dysplasie trochléenne et la position latérale de la tubérosité tibiale augmentent. Une simulation dynamique computationnelle de la fonction du genou sera effectuée pour établir des normes anatomiques pour lesquelles la médicalisation de la tubérosité tibiale est plus susceptible que la reconstruction MPFL pour limiter le mauvais suivi rotulien sans surcharger le cartilage fémoro-patellaire. Le premier objectif spécifique est de reproduire par calcul le mauvais suivi rotulien latéral et la pression appliquée au cartilage pendant la fonction pour les patients traités pour une instabilité rotulienne. Des modèles dynamiques de genou multicorps représentant des patients traités pour une instabilité rotulienne récurrente seront basés sur des reconstructions 3D à partir d'examens IRM. La technique de modélisation traite les surfaces osseuses et cartilagineuses comme des corps rigides avec un contact hertzien déterminant les forces de contact et guidant le mouvement des articulations. Des techniques d'analyse par éléments discrets seront utilisées pour caractériser les modèles de pression de contact basés sur le chevauchement des surfaces cartilagineuses. Les modèles seront validés individuellement en comparant les résultats aux données in vivo. La source des données in vivo sera la reconstruction informatique de la fonction in vivo basée sur les mouvements effectués par les patients qui fournissent les données d'imagerie pour le développement du modèle. Le deuxième objectif spécifique sera de caractériser informatiquement l'influence de la stabilisation chirurgicale sur la fonction du genou pour des patients individuels. La reconstruction du MPFL et la médialisation de la tubérosité tibiale, chacune avec des variations des paramètres chirurgicaux, seront simulées. Les procédures chirurgicales réelles réalisées sur les patients seront simulées, avec l'influence sur le suivi latéral par rapport aux résultats in vivo pour valider la représentation des procédures chirurgicales. Le troisième objectif spécifique sera de comparer les options chirurgicales en fonction de l'anatomie fémoro-patellaire. Les variations du suivi rotulien et de la pression appliquée sur le cartilage seront comparées entre la reconstruction du MPFL et la médialisation de la tubérosité. De plus, des techniques pour modifier paramétriquement la dysplasie de la trochlée et la latéralisation des tubérosités dans les modèles seront développées. Des simulations seront effectuées en faisant varier l'anatomie pour définir des plages sur lesquelles chaque option chirurgicale peut limiter le mauvais suivi rotulien sans augmenter les pressions de contact. Le système de modélisation sera disponible pour de futures études portant sur des options chirurgicales supplémentaires et des paramètres anatomiques liés à l'instabilité rotulienne.