L’objectif de cette étude est l’analyse d’une technique chirurgicale de réduction de la déformation scoliotique, au travers des différents outils que sont la reconstruction tridimensionnelle du rachis dans les temps pré et post opératoires et la simulation par la méthode des éléments finis. Un dispositif de stéréoradiographie spécifique a été développé et a permis la reconstruction du rachis d’une vingtaine de patients scoliotiques.

Cette modélisation géométrique a été validée en terme d’orientation relative des vertèbres reconstruites et a conduit à une analyse de la déformation du rachis et de sa correction chirurgicale, de manière segmentaire et au cœur même de la « torsion » de la scoliose.

Les phénomènes de correction siégeant pendant la chirurgie ont été appréhendés lors de la simulation par éléments finis de deux cas réels, l’un de cyphose et l’autre de scoliose. Cette simulation a été basée sur un modèle global et personnalisé du rachis où le comportement élastoplastique de l’instrumentation et les conditions aux limites complexes ont été pris en compte (les manœuvres du chirurgien se traduisant par les charges et décharges successives de flexion sur une tige attachée au rachis). Les résultats prédictifs de simulation se sont révélés cohérents, comparés à la reconstruction tridimensionnelle post opératoire.

Ces outils d’analyse peuvent constituer une aide au clinicien lors du diagnostic et de la planification de l’opération chirurgicale

The purpose of this study was to analyse the surgical correction of scoliotic deformity through several biomechanical tools :​ a pre and post operative three-dimensional reconstruction of the spine and a finite element model.

A specific device was developed and enabled the three-dimensional reconstruction of twenty scoliotic patients.

The three-dimensional relative orientations of the reconstructed vertebrae were validated. This geometrical modelling allowed to analyse the spinal deformations and the effects of the surgery. This analysis was performed at the segmental level and at the « torsional » level of the scoliotic curves.

The correction mechanisms during the surgery were analysed through the simulation of two clinical cases (one kyphotic and one scoliotic patients). A global personalized model was thus used including the elasto-plastic behaviour of the implants and the complex boundary conditions (several bendings of a rod correspond to successive load and unload). The predictive results were found coherent compared to the post operative three-dimensional reconstructions.

These means of analysis could yield future clinical tools for diagnosis and surgical planning.