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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Exploitation de l’effet gyroscopique pour la stabilisation active de l’épicarde : vers une chirurgie des coronaires à coeur battant

GAGNE, Julien (2011) Exploitation de l’effet gyroscopique pour la stabilisation active de l’épicarde : vers une chirurgie des coronaires à coeur battant. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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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 d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Électronique, électrotechnique, automatique. Robotique
Mots-clés libres:robotique médicale ; actionnement gyroscopique ; chirurgie à coeur battant ; rejet de perturbation ; commande adaptative ; observateur de Kalman ; expérimentations in vivo
Sujets:UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-4 Instrumentation, imagerie, analyse, contrôle
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-21 Ingénierie et technologies
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 620 Sciences de l'ingénieur > 629 Autres branches de l'ingénierie > 629.8 Techniques de la commande automatique > 629.89 Applications. Automates Robotique
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences appliquées > 620 Sciences de l'ingénieur > 629 Autres branches de l'ingénierie > 629.8 Techniques de la commande automatique > 629.89 Applications. Automates Robotique

CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 610 Médecine et santé > 617 Chirurgie et sujets connexes
Classification Thèses Unistra > Santé > Médecine et odontologie > 610 Médecine et santé > 617 Chirurgie et sujets connexes
Code ID:2251
Déposé le :27 Octobre 2011

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