Conception d’un dispositif d’entraînement au contrôle respiratoire pour la préparation à la radiothérapie

Details

Supervisors

Herman, Benoît ; Van Ooteghem, Geneviève

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil biomédical, à finalité spécialisée

Abstract

Les mouvements respiratoires des patients atteints d’une tumeur thoracique lors de leur traitement par radiothérapie représentent un enjeu majeur en matière de précision des radiations. La ventilation mécanique assistée non invasive, développée aux Cliniques universitaires Saint-Luc, permet de contrôler activement le cycle respiratoire et d'offrir des plateaux d’apnée pendant lesquels l’irradiation de la tumeur peut être plus précise. Néanmoins, une telle pratique peut induire une sensation inhabituelle qui peut engendrer de l’anxiété et rendre difficile la tolérance du dispositif. Un entraînement préalable est donc apparu comme une étape incontournable. Ce projet porte sur la création d’un dispositif capable de reproduire l’action de la MANIV, dans une version portable et à bas coût. L’appareil vise à accompagner le patient dans la découverte et l’entraînement à la sensation de pression positive dans les voies respiratoires avant ses séances de radiothérapie. Le prototype fonctionne avec une turbine centrifuge contrôlée par un algorithme de régulation PID et adopte une architecture pneumatique similaire aux systèmes de CPAP. Le dispositif développé a traversé une série de tests effectués sur différentes pressions cibles. Ils se sont d’abord déroulés au laboratoire, où de très bons résultats ont révélé une précision de 0.15 cmH2O et une erreur moyenne inférieure à 0.17 cmH2O. D’autres tests se sont ensuite déroulés à l’hôpital sur poumon artificiel EasyLung, où quelques ajustements logiciels ont dû être effectués pour obtenir des résultats concluants. Un dernier test a été fait sur sujet sain afin de prouver la faisabilité d’une utilisation sur un être humain. Les résultats obtenus confirment que le prototype présente des résultats encourageants et constitue un premier pas prometteur vers un dispositif d'entraînement cliniquement utilisable, sous réserve de développements complémentaires.