Conception d’un système d’imagerie 3D dynamique pour prothèse orthopédique : application au diagnostic post-opératoire

Depuis 2019, plus de 100 000 prothèses totales de genou (PTG) sont posées chaque année en France. Dans certains cas, à la suite de l’opération, des patients peuvent souffrir de douleurs ne pouvant être expliquées par une prise de sang (cas d’une infection) ou une radiographie. En effet, une radiographie permet d’obtenir une image statique et ne rend pas compte de la cinématique et de la complexité du mouvement du genou.L’objet de cette thèse est donc d’étudier un nouveau système d’imagerie médical dynamique pour analyser le mouvement des prothèses orthopédiques, et plus particulièrement une prothèse totale de genou. Au démarrage de cette thèse, une preuve de concept d’un système d’imagerie dynamique portable a permis d’obtenir les premières images dynamiques de la partie fémorale d’une prothèse de genou composée de métal. Le principe de détection étant basé sur la détection du champ magnétique secondaire généré par les courants de Foucaults induits sur le métal par un champ magnétique primaire.Les nouvelles contributions de cette thèse visent à améliorer le système suivant plusieurs axes.• Le premier axe vise à mieux comprendre l’interaction entre la prothèse métallique et le champ magnétique. L’idée est de caractériser le champ magnétique secondaire provenant d’élément prothétiques de géométries diverses à l’aide de simulations et de cartographie 4D magnétique pratique incluant la position (x, y, z) et la valeur du champ en ce point. Ce banc de test magnétique est un outil d’analyse qui permettra à terme de généraliser ce système d’imagerie à d’autres prothèses orthopédiques comme la hanche, l’épaule, ou encore la cheville.• Le second axe a pour objectif de miniaturiser le système d’imagerie magnétique et d’augmenter sa résolution spatiale avec l’implémentation de deux technologies de capteurs magnétorésistif : AMR et TMR permettant de remplacer les détecteurs actuels basés sur des spires multi-tours.