Automatisation de la circulation extracorporelle chirurgicale : estimation des paramètres d'un modèle hémodynamique

Automation of surgical cardiopulmonary bypass: estimation of the parameters of a hemodynamic model

• Auteur / Autrice : Willem Van Meurs
• Direction : Jean-Pierre Morucci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sang -- Volume

Opérations chirurgicales

Soins intensifs

Complications chirurgicales

Sang -- Débit

Automatisation

Circulation

Sang

Résumé

La circulation extra-corporelle (cec) chirurgicale remplace la fonction cardio-pulmonaire lors d'une operation a cur ouvert. Un certain degre d'automatisation est souhaitable pour soulager la tache du technicien de cec et pour limiter les erreurs humaines. La revue des recherches anterieures montre que, pour la partie hemodynamique de la cec, plusieurs commandes en boucle fermee ont ete proposees. Dans ces approches, la definition des lois de commande n'est pas basee sur une modelisation explicite du systeme a controler. La separation suivante en sous-systemes est argumentee: l'hemodynamique, les echanges gazeux, l'hemodilution et les echanges thermiques. Des modeles originaux en vue de la commande en boucle fermee de l'hemodynamique et des echanges gazeux sont presentes, ainsi qu'un modele conceptuel et un modele de simulation a finalite pedagogique pour l'hemodynamique. La validation du modele hemodynamique passe par l'estimation en temps reel des parametres: resistance arterielle, resistance du retour veineux et compliance veineuse. L'estimation en temps reel est egalement un outil important pour les etudes pharmacodynamiques. Une etude de simulation permet de choisir une methode d'estimation appropriee et d'optimiser certains parametres de l'algorithme d'estimation. La methode retenue est celle des moindres carres recursifs, avec une trace constante du gain d'adaptation pour le suivi des parametres variables dans le temps et une variable instrumentale a modele auxiliaire, afin d'eviter un biais sur les parametres estimes cause par le bruit de mesure. Testee en chirurgie experimentale sur trois moutons, cette methode donne de bons resultats en termes de prediction et de convergence des parametres. Une experience est effectuee, montrant le suivi du parametre le plus delicat a estimer: la resistance du retour veineux