



Modélisation du comportement mécanique d'un ensemble musculaire
Personnes impliquées : François Rocaries
Ce projet de recherche a été mené en collaboration
avec le Dr. Michel Bouchoucha du Laboratoire de Physiologie Digestive de
l'hôpital Laennec. Il s'agit de d'étudier le comportement
dynamique du sphincter anal interne. Notre premier but était de
trouver un modèle linéaire aisément identifiable en
vue de déterminer clairement les comportements pathologiques sur
un ensemble de patients. Notre approche était basé sur un
modèle de type ''boîte noire'' dont les coefficients étaient
identifiés à partir des expériences menées
dans le Laboratoire de Physiologie Digestive. Le second objet de cette
étude est, maintenant, de déterminer s'il est possible de
de concevoir un système artificiel bio-mécanique capable
de remplacer le système musculaire défaillant. Les deux phases
de cette étude peuvent être présentées comme
suit :
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Dans la première partie nous avons utilisé un simple modèle
dynamique linéaire. Pour chaque sujet il a été possible
d'identifier les coefficients d'un modèle du second ordre en se
basant sur les résultats des examens de manométrie ano-rectale
couramment pratiqué dans le service du Dr. Bouchoucha. La valeur
de ces coefficients (et leur évolution éventuelle) donnent
ainsi des informations précieuses sur un possible comportement pathologique.
Pour cette identification nous avons utilisé une méthode
de type ''Recursive Prediction Error Method'' (RPEM). Nous avons choisi
une méthode de type récurssif plutôt qu'une méthode
de type ''Batch'' de façon à pouvoir éventuellement
l'implémenter en temps réel afin de fournir une aide au diagnostic
en ligne.
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À partir de ces résultats nous avons essayé de valider
un ensemble de modèles mécaniques ou bio-mécaniques
présentant le même comportement dynamique. Dans cette optique
les résultats obtenus par l'examen classique étaient trop
pauvres, nous avons donc du définir un nouveau protocole expérimental
afin d'obtenir des informations mieux adaptés. Il est évident
que ce type de système présente un certain nombres de non
linéarités comme la saturation de la déformation.
De façon à permettre la caractérisation de tels comportement
spécifiques, il est nécessaire de représenter ces
termes et de mes identifiés. Le modèle développé
à cet effet a été implanté dans l'éditeur
de modèle non linéaire de Xmath. L'identification des paramètres
de ce modèle est obtenue à l'aide du module d'optimisation
de ce même progiciel.
À l'heure actuelle les deux approches sont opérationnelles
et la première d'entre elles donne des résultats tout à
fait satisfaisant en tant qu'aide au diagnostic.
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(a) |
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(b) |
: (a) Schéma de l'examen de manométrie ano-rectale,
(b) Comparaison des résultats expérimentaux et simulés