Brevet FR3070255A1 — publié le 20190301

La présente invention a pour objet un procédé de modélisation de l'élasticité des tissus du pelvis et des déformations élastiques à l'effort de Valsalva de l'urètre féminin de façon à permettre d'identifier des hyper laxicités tissulaires entraînant des incontinences urinaires. L'incontinence urinaire d'effort est un désordre fréquent et particulièrement invalidant de la femme dont les causes sont jusqu'à très récemment restées obscures et dont les remèdes sont trop souvent non satisfaisants. Une approche anatomique récente mentionnée en parti- culier dans le document US 14 924 200 A - qui décrit un procédé de modélisation de la direction des pressions abdominales incidentes vers la cavité pelvienne féminine et de la direction des pressions réfléchies dans l'espace pelvien - a permis d'établir que les vecteurs de pression abdominale se dirigent non pas uniquement vers le bas des muscles du périnée, (Réf. 1) c'est-à-dire le plancher pelvien, mais vers l'ensemble du petit bassin ostéomusculaire considéré comme une parabole irrégulière, le paraboloïde pelvien. Ces pressions s'exercent vers les parois de la parabole et sont réfléchies vers son foyer, qui se situe au-dessus du pubis, c'est-à- dire l'espace viscoélastique qui englobe l'urètre féminin. La zone de contrepression du paraboloïde pelvien est la zone urogénitale avec, du haut vers le bas, la partie inférieure de la vessie depuis le col vésical jusqu'au trigone, l'urètre et l'espace de Retzius ; cette paroi est constituée par un ensemble de tissus élas- tiques, en couches polyphasiques (Réf. 2) dont les parois répondent aux lois physiques de la viscoélasticité quasi statique (loi de Coulomb- théorèmes de Signorini réf. 3). Les vecteurs élémentaires des forces qui s'exercent sur ces surfaces ne sont ainsi pas réfléchis comme sur une surface solide, mais les tissus se déforment jusqu'à une limite physique appelée complaisance. Il a été établi que les déformations de tels tissus sous l'effet de la pression peuvent donner lieu à des modélisations de leurs déplacements à partir du recueil des données numériques de l'imagerie 2D ou 3D (Réf 3). 2 Les données récentes de la médecine n'envisagent pas que les parois de l'urètre qui est un organe creux situé entre la vessie et le méat urétral puissent être mobiles l'une par rapport à l'autre ; selon les axiomes communément admis, l'urètre est rectiligne, vide de liquide 5 urinaire en dehors des périodes de miction et sa fermeture est assurée par un ensemble sphinctérien de la vessie, situé au niveau du col vésical. Les observations d'échographie ou d'IRM dynamiques ne remettent pas ces principes en question et n'apportent pas plus 10 d'éléments diagnostiques que l'observation clinique du praticien dans la mesure où l'imagerie dynamique observe un mouvement global de l'urètre (réf 4) ; elles n'analysent pas les mouvements de ses parois entre elles, et ne modélisent pas les composantes élastiques de ces mouvements. 15 La première partie des recherches à la base de l'invention a pris pour axiome que l'urètre n'est pas rectiligne, mais présente une coudure en zigzag qui peut être susceptible de le fermer d'une manière similaire à la plicature d'un tuyau d'arrosage par un jardinier. Cette situation est décrite dans le document 20 EP 2 984 990 Al qui étudie le trajet global du canal de l'urètre et porte sur un cathéter souple sans mémoire de forme permettant de suivre et de mesurer ce trajet de l'urètre lorsqu'il est mal repérable par les moyens d'imagerie actuels (échographie, IRM). Selon l'invention, il est plus précisément proposé 25 d'utiliser les données numériques recueillies en imagerie (échographie ou IRM) pour déterminer l'emplacement des parois de l'urètre au repos, puis le déplacement maximum de ses parois, observé lors de plusieurs essais de poussée (manoeuvre de Valsalva), déplacement maximum qui est seul retenu pour être comparé à l'état de repos. 30 Un logiciel permet de retracer la disposition des parois de l'urètre au repos et leur déplacement maximum à l'effort, et ces déplacements sont modélisés en différents endroits du trajet urétral de façon à permettre ainsi de modéliser l'élasticité ou la rigidité de plusieurs zones du canal urétral et de la rapporter aux évènements cliniques af- 3 fectant cet organe : incontinence, fuite permanente des urines, mictions impérieuses par exemple. Dans ce contexte, l'invention a pour objet de proposer un procédé de modélisation des déformations élastiques de l'urètre féminin 5 à l'effort de Valsalva permettant d'identifier des hyper laxicités tissu- laires entraînant des incontinences urinaires et de suivre l'effet de traitements de telles incontinences (gymnastique, physiothérapie, laser, chirurgie...). La première étape de ce procédé consiste à recueillir les 10 données numériques des images d'une série de points de l'urètre d'une patiente au repos et à l'effort de Valsalva de façon à permettre de déterminer le déplacement de ces points à l'effort. Lors de cette étape de recueil d'images, il est demandé à la patiente d'exercer un effort de poussée maximum et de réaliser 15 plusieurs tentatives jusqu'à ressentir un déplacement maximum du périnée. Les images ainsi recueillies sont numérisées de façon à obtenir un ensemble de données numériques représentatives d'une part de la position de l'urètre de la patiente au repos et d'autre part, de son 20 déplacement maximum observé et sélectionné à la suite de plusieurs efforts de Valsalva. A partir des données numériques ainsi obtenues, on établit un programme de modélisation permettant de quantifier et de représenter les déformations des tissus sous l'effet de la pression et on le 25 compare aux lois classiques de la physique viscoélastique quasi sta- tique afin d'apprendre à caractériser le modèle viscoélastique de cette zone anatomique. Parmi ces lois classiques, il convient à titre d'exemple de mentionner la loi de Coulomb ou les théorèmes de Signorini qui sont 30 des axiomes habituels de la physique viscoélastique. Il est à noter que lors de ces étapes, seules les images correspondant au déplacement maximum des parois de l'urètre à l'effort sont conservées pour être numérisées. L'étape suivante du procédé conforme à l'invention 35 consiste à créer à partir de l'ensemble de données numériques ainsi 4 obtenues et du programme de modélisation, un modèle mathématique permettant de simuler le comportement mécanique de cette zone. Ce modèle mathématique peut être comparé à des modèles mathématiques similaires établis chez des patientes sans 5 incontinence urinaire et chez des patientes affectées d'une incontinence urinaire plus ou moins prononcée. L'invention permet ainsi d'établir une échelle de mobilité viscoélastique pelvienne permettant dans chaque cas de caractériser l'élasticité des tissus du pelvis et par suite, le risque d'incontinence 10 urinaire ou de suivre l'effet d'un traitement sur celle-ci. Conformément à l'invention, plusieurs moyens peuvent être utilisés pour recueillir les images des points de la paroi de l'urètre. Le premier de ces moyens consiste à effectuer une échographie translabiale, c'est-à-dire à travers les grandes lèvres 15 périnéales (donc par en dessous) pour ne pas écraser l'urètre, tout d'abord au repos puis à l'effort de Valsalva de façon à obtenir des images en 2D ou une reconstruction 3D. Un second moyen consiste à utiliser un dispositif de visualisation de l'angle de clôture médio-urétral à l'aide de l'imagerie 20 par résonance magnétique nucléaire ou par échographie tel qu'à titre d'exemple décrit dans le document EP 2 984 990 Al. On peut aussi recueillir des données obtenues au cours de l'1RM 3D cube réalisée pour établir les directions vectorielles des résultantes de pressions exercées sur le petit bassin conformément au 25 document US 14 924 200 A. On peut ainsi obtenir des images en 2D ou en recons- truction 3D. Une seule séance d'examen permet ainsi d'appliquer d'abord le programme décrit dans le document US 14 924 200 A, qui 30 détermine la direction des vecteurs de pression une fois qu'ils ont été réfléchis par le paraboloide pelvien, et en recueillant les données numériques recueillies par cet examen, de les traiter selon l'invention, pour déterminer les altérations éventuelles de l'élasticité des tissus qui englobent le canal de l'urètre et les parois de ce canal. 5 Il sera alors possible d'affiner les conséquences de la visco élasticité sur les effets des prolapsus. Les caractéristiques du procédé qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins ex- 5 plicatifs annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma montrant la direction du vecteur de pression abdominale pour un périnée normal lorsqu'il se réfléchit sur le foyer pubien (flèche A), - les figures 2 et 3 sont des schémas correspondant à des calques 10 d'IRM montrant la direction de vecteurs unitaires lorsqu'ils exer- cent un frottement avant d'être réfléchis vers la zone focale dure du pubis, - les figures 4a et 4b sont des schémas illustrant la mobilité élastique de l'urètre révélée par échographie au moyen d'une sonde pé- 15 rinéale translabiale. Selon la figure 2, le vecteur résultant des pressions abdominales V1 (document US 14 924 200 A) se dirige vers le pubis et les vecteurs unitaires v entraînent un mouvement viscoélastique quasi statique qui a tendance à plicaturer l'urètre en zigzag et donc à créer sa 20 fermeture physiologique. Au contraire, selon la figure 3, le hiatus urogénital est élargi et le vecteur résultant des pressions abdominales V2 est déplacé vers le bas et ne se dirige plus vers le pubis mais vers le hiatus urogénital. 25 Par suite, les vecteurs unitaires y entraînent un mouve- ment élastique quasi statique ayant tendance à redresser l'urètre et à favoriser son ouverture physiologique (incontinence). Selon les figures 4a et 4b, la modélisation permet de reconstruire l'ensemble des points numérisés o et x et de retracer le trajet 30 de l'urètre d'une part au repos (figure 4a) et d'autre part, à l'effort de Valsalva (figure 4b). La modélisation permet d'étudier le mouvement de glissement des parois de l'urètre l'une par rapport à l'autre. Elle met en évidence la mobilité des parois qui entraîne 35 une ouverture de l'urètre à la poussée. 6 La modélisation étudie aussi les angles de clôture de l'urètre en dehors de la zone du col de la vessie ; plus précisément, la figure 2 d'un calque d'IRM d'une femme qui ne présente pas de prolapsus montre que l'augmentation de pression entraîne la fermeture de 5 l'angle qui clôt le canal de l'urètre. La figure 3 du calque d'une IRM d'une femme qui, elle, présente un élargissement du hiatus urogénital, montre que l'élasticité peut entrainer une ouverture de l'angle de clôture de l'urètre et donc entraîner des fuites urinaires. 10 Ces deux exemples ne tiennent pas compte des situations individuelles de tous les cas qui peuvent être observés et analysés. Les données numériques de la position des parois de l'urètre, puis de la mobilité entre elles de ces parois au cours d'une manoeuvre de Valsalva, peuvent être recueillies soit en plusieurs endroits 15 et plus particulièrement en trois endroits : partie haute, proche de la zone du col vésical, partie moyenne rétro pubienne et partie basse, sous pubienne, soit sur toute la longueur des parois numérisées. Ces déplacements donnent lieu à deux tracés effectués par le logiciel, l'un au repos et l'autre, au déplacement maximum obser- 20 vé (figure 4a et figure 4 b - calques d'échographie translabiale de l'urètre au repos et à l'effort). Il est à noter que la numérisation des mouvements viscoélastiques des parois de l'urètre n'a aucun lien avec la sonoélastographie échographique qui étudie l'élasticité d'un tissu organique donné et 25 ses réponses élastiques à une stimulation physique. Des références bibliographiques à la base du procédé conforme à l'invention sont énumérées ci-dessous : 1 Kamina ; 4ème Ed 2012 -Anatomie Clinique Tome 4 - P 251- Maloine éd. 30 2 Kamina ; 4ème Ed 2012 -Anatomie Clinique Tome 4 - P 152 - Maloine éd. 3 Vanessa Lieras. Modelisation, analyse et simulation de problèmes de contact en mécanique des solides et des fluides. Mathématiques [math]. Université de Franche-Comté, 2009. 35 4 Ultrasound Obstet Gynecol. 2010 Oct ; 36(4):507-11. 7 Urethral mobility and urinary incontinence. Pirpiris A, Shek KL,