Sécurité de l'enfant usager des transports : amélioration de la biofidélité des modèles numériques – SECUR_ENFANT

Chaque année 700 enfants sont tués sur les routes européennes et 80 000 sont blessés, ce qui représente un coût socio-économique élevé pour la Communauté Européenne. Les principaux segments corporels blessés sont la tête (30%), le thorax (30%) et l'abdomen (10%). Le fait d'observer une si faible réduction de la mortalité en dépit de l'utilisation du CRSs (Child Restraint Systems approuvé par la CEE) souligne l'importance d'une recherche continue dans le cadre de la sécurité de l'enfant. Bien que beaucoup d'initiatives aient été prises en Europe ou ailleurs, les progrès accomplis ces dix dernières années peuvent être considéré comme faibles. Le principal facteur contribuant à cette situation est le manque de connaissances biomécaniques sur les mécanismes lésionnels spécifiques de l'enfant et les paramètres physiques associés. De part ce manque de connaissances, la bio-fidélité et la pertinence des réponses mécaniques de mannequins ou de modèles en éléments finis (EF) pour l'analyse d'accidents d'enfant peuvent-être mises en doute. Mizuno et Al (2005) ont souligné les limitations de leur modèle EF dans les secteurs tels que l'anatomie et les propriétés matériaux d'un enfant . La pertinence de la recherche spécifique liée à la modélisation de l'enfant a été soulignée par le Groupe de Recherche du CNRS en « biomécanique des chocs » (GDR CNRS 2610). Non seulement le squelette de l'enfant est différent de celui de l'adulte, mais également ses propriétés mécaniques évoluent pendant le processus de croissance ossification progressive de régions anatomiques spécifiques constituées par le cartilage de croissance. Il existe également très peu de données quantitatives concernant les tissus mous tels que le poumon ou le foie. Ceux-ci doivent-être impérativement considérés lors de l'étude des risques lésionnels thoracique et abdominal d'enfant impliqués dans un choc. De plus, la validation de ces modèles est particulièrement difficile puisque très peu d'analyses in vitro ou in vivo sont possibles pour des raisons morales évidentes. Par conséquent c'est seulement par une augmentation décisive des connaissances scientifiques que des avancées importantes pourront être réalisées vers des normes améliorées et une conception plus efficace du CRSs. Le but du projet est de combiner divers moyens de mesures et de rassembler des données géométriques et biomécaniques utiles à la bio-fidélisation des modèles biomécaniques de l'enfant et leurs validations. L'étude sera principalement centrée sur les segments thoracique et abdominal de l'enfant, leurs réponses dynamiques étant essentielles à l'analyse des systèmes de retenue puisqu'ils sont les principaux segments anatomiques en contact avec les dispositifs. Trois aspects principaux seront étudiés par les trois équipes complémentaires : * Les os, la forme du corps et la distribution globale des os : le système EOS, système radiographique bi-plan innovant, sera utilisé pour la reconstruction 3D de l'enveloppe externe, du thorax, du bassin et du tronc. En raison de sa dose très faible d'irradiation il est une bonne alternative pour la recherche sur l'enfant. 90 enfants de trois catégories d'âge (3-7, 7-12 et 12-18 ans) seront considérés. Ces clichés radiographiques seront réalisés dans un cadre clinique. Le comité d'éthique du CNRS a déjà donné sont accord pour cette étude, le dossier est actuellement examiné par le CCPPRB l'hôpital de la Pitié-Salpêtrière. De plus les possibilités de multi-énergie du système EOS permettront une recherche préliminaire sur la densité minérale d'os. * Modélisation des tissus mous internes à partir de données cliniques : les tissus mous, en particulier le poumon, le cœur et le foie seront étudiés à partir de données cliniques par IRM. En effet, les quelques modèles finis existants d'élément d'enfants ne tiennent pas compte d'une description précise des organes internes et plus spécifiquement des tissus mous. Cependant, ces organes sont essentiels dans les modèles do...