Conception, fabrication et essai d'un émetteur/récepteur unidimentionnel pour un lithotriteur extracorporel à ondes de choc intelligent

• Main Author: Dion, Steven
• Other Authors: Brouillette, Martin
• Language: English
• Published: Université de Sherbrooke 2006
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1559

L'objectif de cette recherche est de concevoir un émetteur/récepteur (ER) d'ondes de choc unidimensionnel pour le traitement des calculs rénaux par lithotritie extracorporelle. Ce travail s'inscrit dans le cadre du développement d'un appareil de traitement (lithotriteur) capable de localiser, en temps réel, une pierre chez un patient et d'y injecter l'énergie nécessaire à sa fragmentation. Ce lithotriteur promet d'être plus performant que la génération actuelle en réduisant simultanément la durée des traitements et les effets secondaires. Le concept proposé utilise la piézoélectricité pour la génération et la réception des ondes de choc. L'onde de choc est obtenue en comprimant temporellement l'énergie acoustique générée par un transducteur ultrasonore jumelé à un guide d'ondes. Cette compression est rendue possible grâce à une méthode de retournement temporel des ondes acoustiques dans une barre métallique. D'abord, une étude théorique de la propagation des ondes dans un cylindre est menée afin de comprendre l'influence de la géométrie et du matériau sur le pouvoir d'amplification du guide d'ondes. Des essais expérimentaux viennent ensuite appuyer les conclusions tirées des simulations. Les résultats obtenus confirment la supériorité du magnésium pour la mise au point d'un guide d'ondes en raison, entre autres, de son coefficient de poisson élevé et de sa faible impédance acoustique. Plusieurs méthodes ont démontré leur potentiel pour améliorer la quantité d'énergie injectée dans l'eau. Par exemple, l'utilisation combinée d'un coupleur et la saturation du signal d'excitation permet d'atteindre un gain de 15 sur la pression maximale p+ générée. Le prototype développé, bien que non-optimal, permet de générer une onde de choc de 30 bar dans l'eau à partir d'un transducteur de contact commercial conçu pour l'acier, et ce, avec un signal électrique ne dépassant pas «250 V. Bref, l'application des recommandations faites à la fin de ce document promet d'améliorer davantage les performances du prototype rendant possible la poursuite du développement du lithotriteur intelligent.