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Raffinement et validation d'un alésoir acétabulaire à diamètre variable

Ménard, Jérémie (2012). Raffinement et validation d'un alésoir acétabulaire à diamètre variable. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Au Canada, le nombre d’arthroplasties totales de la hanche s’élevait à 24 253 en 2006 (à l’exception du Québec). Ce nombre d’arthroplasties représente des coûts annuels estimés à 463 millions de dollars canadiens. Pour diminuer ces coûts, le temps d’opération et le risque d’infection, un tout nouveau concept d’alésoir acétabulaire à diamètre variable (ADV) a été proposé par Jean-Sébastien Mérette. Malgré l’ingéniosité de ce concept, cette proposition requiert des modifications et des raffinements. Ce projet vise à proposer un système de coupe adapté pour l’ADV qui minimise les efforts de coupe et maximise la qualité de coupe, de concevoir un prototype fonctionnel de l’ADV pour vérifier les performances du système de coupe, de comparer les performances de l’ADV à celles des alésoirs conventionnels et de raffiner la conception de l’ADV pour qu’il soit un outil complètement fonctionnel. Pour ce faire, certains critères et contraintes de conception sont déterminés. Pour le prototype fonctionnel, certains critères et contraintes sont adaptés. La validation et le raffinement sont effectués à l’aide d’analyses numériques par éléments finis. À l’aide du prototype fonctionnel, le comportement et la qualité de coupe des alésoirs conventionnels sont comparés à l’ADV. Les essais sont effectués sur une machine à contrôles numériques et les efforts de coupe sont collectés à l’aide d’une plaque dynamométrique. Les cavités sont numérisées à l’aide d’un numériseur tridimensionnel à haute définition et analysées à l’aide d’un logiciel de CAO. Les résultats démontrent que l’ADV a un comportement similaire aux alésoirs conventionnels et la qualité de la cavité alésée est fortement améliorée. L’ADV serait peut-être la solution pour prolonger la stabilité à long terme de la prothèse, diminuer les coûts, minimiser les risques d’infection et faciliter l’utilisation.

Titre traduit

Refinement and validation of a variable diameter acetabular reamer

Résumé traduit

In Canada, the number of total hip arthroplasties was 24 253 in 2006 (with the exception of Quebec). The number of arthroplasties represents annual costs estimated at 463 million Canadian dollars. To reduce these costs, operating time and the risk of infection, a new concept of variable diameter acetabular reamer (VDA) was proposed by Jean-Sébastien Mérette. Despite the ingenuity of this concept, the proposal requires modifications and refinements. This project aims to provide a cutting system suitable for the VDA that minimizes cutting force and maximizes the quality of cut, to design a functional prototype of the VDA to verify the performance of the cutting system, to compare the performance of the VDA to those of conventional reamers and to refine the design of the VDA to make it a fully functional tool. To do this, certain criteria and design constraints are determined. For the functional prototype, some constraints and criteria are adapted. Validation and refinement of the concept are performed using finite element numerical analysis. Using the functional prototype, the behavior and quality of conventional reamers are compared to the VDA. The tests are performed on a numerical control machine and the cutting forces are collected using a torque plate. The cavities are scanned using a high-resolution three-dimensional laser scanner and analyzed using a CAD software. The results show that the VDA has a similar feedback to the conventional reamers and the quality of the reamed cavity is greatly improved. The VDA might be the solution to extend the long-term stability of the prosthesis, reduce costs, minimize risk of infection and simplify its use.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration technologie de la santé". Bibliogr. : f. [167]-169.
Mots-clés libres: Acétabulum. Arthroplastie de la hanche. ADV, Alésoir, Comparaison, Conception, Diamètre, Raffinement Validation, Variable, Universel
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Petit, Yvan
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Fernandes, Julio
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 15 mars 2012 15:14
Dernière modification: 04 mars 2017 02:10
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/971

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