Exploitation de l'effet gyroscopique pour la stabilisation active de l'épicarde : vers une chirurgie des coronaires à coeur battant
Langue Français
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Auteur : Gagne, Julien
Date de soutenance : 28-06-2011

Directeur(s) de thèse : Gangloff, Jacques

Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Automatique et robotique
Classification : Médecine et santé, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : robotique médicale , actionnement gyroscopique , chirurgie à coeur battant , rejet de perturbation , commande adaptative , observateur de Kalman , expérimentations in vivo
Mots-clés :
  • Coronaropathies - Thèses et écrits académiques
  • Robotique en médecine - Thèses et écrits académiques
  • Gyroscopes - Thèses et écrits académiques
  • Systèmes adaptatifs - Thèses et écrits académiques
Résumé : Les stabilisateurs passifs utilisés aujourd'hui en chirurgie cardiaque ne permettent pas une immobilisation suffisante de la surface du cœur. Il est proposé de compenser activement et en temps réel les déplacements résiduels grâce à un dispositif adaptable composé d'un gyrodyne qui génère, sans lien au sol, un couple gyroscopique. L'utilisation d'un accéléromètre pour l'instrumentation permet également de s'affranchir des références externes. Le principe de fonctionnement et le modèle sont décrits ainsi que la démarche de conception. Les aspects techniques de la réalisation d'un premier prototype baptisé GyroLock sont détaillés. Le bruit de mesure et les erreurs potentielles sur les paramètres du modèle sont identifiés comme étant importants et conditionnent le problème de commande, l'utilisation d'un gyrodyne présentant également des contraintes spécifiques. Deux approches de commande sont envisagées : une commande basée sur un observateur de Kalman incluant un modèle de la perturbation, et une commande adaptative utilisant le principe de corrélation. Les simulations montrent l'efficacité théorique des deux méthodes. Les résultats expérimentaux réalisés sur table ont montré, dans ce cas, les limites de la commande basée observateur. L'approche adaptative s'est révélée efficace, grâce à un niveau de robustesse supérieur par rapport aux erreurs de modèle. Le dispositif utilisant la commande adaptative a finalement été testé avec succès sur sujet porcin, en conditions réelles, validant ainsi l'approche proposée. Une étude préliminaire concernant l'extension de la compensation à deux directions est finalement présentée.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-306827
Type de ressource : Thèse