Development of a numerical platform to model the mitral valve

Développement d’une plateforme numérique pour modéliser la valve mitrale L’insuffisance mitrale est la valvulopathie mondiale la plus fréquente avec une prévalence de 2%. Lorsque le patient n’est pas en mesure d’être opéré à cœur ouvert, un implant percutané est utilisé pour aider la fermeture des feuillets. Le seul implant actuellement disponible est basé sur la réparation bord à bord de la valve mitrale. Il réduit le reflux vers l’oreillette lors de la systole, mais n’est pas adapté pour les patients souffrant d’insuffisance mitrale fonctionnelle, chez qui la pathologie provient du ventricule et non des éléments de la valve. L’objectif de la thèse est de fournir une plateforme numérique permettant d’aider au développement d’un implant adapté pour ces patients. Plusieurs géométries de valve ont été réalisées au moyen d’un modèle paramétrique, en utilisant des données anatomiques. La dynamique de la valve a été modélisée avec le logiciel ADINA par des simulations éléments finis en grandes déformations. Des modèles structurels de la valve ont permis de représenter la fermeture de la valve sous une pression uniforme. Les lois de comportement de matériaux ont été développé dans le but d’obtenir une fermeture réaliste de la valve. Cela a nécessité la prise en compte de l’hyperélasticité et de l’anisotropie des tissus. Des pathologies valvulaires, telles que la dilatation de l’anneau mitrale ou la rupture des cordages tendineux ont été modélisées, et plusieurs méthodes ont été testées pour y apposer des systèmes médicaux. En utilisant une description ALE et un couplage monolithique, les interactions fluide-structure ont été simulées pour une valve mitrale bi-dimensionnelle. La fermeture hermétique de la valve pendant la systole a pu être reproduite et l’ouverture de la valve étudiée pendant la diastole. La plateforme numérique développée permet de modéliser la fonction de la valve mitrale et peut être utilisée pour aider au développement d’un implant mitral grâce au modèle paramétrique reproduisant différentes géométries de valve et aux lois matériaux anisotropes. Une perspective reste la création d’un modèle 3D des interactions fluide-structure de la valve mitrale.