Preuve de concept d'un lithotriteur piézoélectrique à zone focale variable
- Date :
- Cet événement est passé.
- Type :
- Soutenance de thèse
- Lieu :
-
Local C1-3114 de la Faculté de génie
Description :
Doctorant : Steven Dion
Directeur de recherche : Martin Brouillette
Président du jury : Patrice Masson
Résumé : Cette thèse de doctorat présente une preuve de concept d’un lithotriteur extracorporel piézoélectrique à zone focale variable basé sur l’amplification par guide d’onde dispersif. Les calculs urinaux—communément appelés les pierres au rein—peuvent être traités selon différentes approches plus ou moins invasives. Le traitement le moins invasif est la lithotritie extracorporelle par ondes de choc (LEOC) qui consiste à générer des ondes de choc à l’extérieur du corps et de les focaliser sur la pierre qui est coincée dans les voies urinaires. Malgré les multiples générations de lithotriteurs qui se sont succédées au fil des années, aucune amélioration significative de l’efficacité n’a encore été démontrée. À l’opposé, les techniques plus invasives comme l’urétéroscopie se sont développées au point où elles sont récemment devenues plus populaires que la LEOC. Il apparaît donc opportun de tenter une nouvelle approche en LEOC qui serait à la fois plus efficace et plus sécuritaire afin d’offrir un traitement totalement non invasif plus compétitif. Les travaux présentés dans cette thèse montre pour la première fois comment la technologie d’amplification par guide d’onde dispersif peut être optimisée (étude dimensionnelle semi-analytique et expérimentale) pour démultiplier (10x) la puissance émise par des transducteurs piézoélectriques pour la réalisation d’un lithotriteur à zone focale variable. Ainsi, en jumelant un guide d’onde en aluminum à chacun des transducteurs piézoélectriques, on parvient à générer des pressions de l’ordre de 100 MPa au foyer géométrique situé à une profondeur de 150 mm, et ce, avec seulement 19 émetteurs excités à moins de 1 kV. La technologie proposée fonctionne en érodant la surface des pierres (fragments de < 100 µm) principalement par cavitation et l’efficacité et l’innocuité de ce mécanisme d’action ont été démontré in vitro et ex vivo durant un essai animal (quatre porcs, huit reins) où l’importance de la couche de fluide entre la pierre et les tissus a été mise en évidence pour la première fois.
Directeur de recherche : Martin Brouillette
Président du jury : Patrice Masson
Résumé : Cette thèse de doctorat présente une preuve de concept d’un lithotriteur extracorporel piézoélectrique à zone focale variable basé sur l’amplification par guide d’onde dispersif. Les calculs urinaux—communément appelés les pierres au rein—peuvent être traités selon différentes approches plus ou moins invasives. Le traitement le moins invasif est la lithotritie extracorporelle par ondes de choc (LEOC) qui consiste à générer des ondes de choc à l’extérieur du corps et de les focaliser sur la pierre qui est coincée dans les voies urinaires. Malgré les multiples générations de lithotriteurs qui se sont succédées au fil des années, aucune amélioration significative de l’efficacité n’a encore été démontrée. À l’opposé, les techniques plus invasives comme l’urétéroscopie se sont développées au point où elles sont récemment devenues plus populaires que la LEOC. Il apparaît donc opportun de tenter une nouvelle approche en LEOC qui serait à la fois plus efficace et plus sécuritaire afin d’offrir un traitement totalement non invasif plus compétitif. Les travaux présentés dans cette thèse montre pour la première fois comment la technologie d’amplification par guide d’onde dispersif peut être optimisée (étude dimensionnelle semi-analytique et expérimentale) pour démultiplier (10x) la puissance émise par des transducteurs piézoélectriques pour la réalisation d’un lithotriteur à zone focale variable. Ainsi, en jumelant un guide d’onde en aluminum à chacun des transducteurs piézoélectriques, on parvient à générer des pressions de l’ordre de 100 MPa au foyer géométrique situé à une profondeur de 150 mm, et ce, avec seulement 19 émetteurs excités à moins de 1 kV. La technologie proposée fonctionne en érodant la surface des pierres (fragments de < 100 µm) principalement par cavitation et l’efficacité et l’innocuité de ce mécanisme d’action ont été démontré in vitro et ex vivo durant un essai animal (quatre porcs, huit reins) où l’importance de la couche de fluide entre la pierre et les tissus a été mise en évidence pour la première fois.