Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Les maladies pulmonaires interstitielles (MPI) regroupent plus de 200 atteintes fibrosantes du parenchyme pulmonaire qui se traduisent par une dyspnée évolutive, une diminution de la qualité de vie, une diminution de la tolérance à l'effort et du niveau d'activité physique et une diminution des capacités fonctionnelles et musculaires. L'accumulation de ces déficits contribue au développement d'un syndrome de fragilité qui survient lorsqu'il y a dépassement des capacités physiologiques d'adaptation en présence d'un stresseur. Malgré son importance clinique, il n'existe actuellement aucune étude qui étudie de façon holistique la tolérance à l'exercice, la mobilité fonctionnelle et la capacité musculaire de la population MPI en comparaison avec un groupe de participants sains. L'objectif du présent mémoire est donc de caractériser la tolérance à l'effort, la mobilité fonctionnelle, la composition et la fonction musculaire, ainsi que la qualité de vie et la dyspnée des patients atteints de MPI, en comparaison à une population d'adultes en bonne santé, d'âge et de sexe comparable. L'objectif secondaire de ce mémoire est de comparer les caractéristiques cliniques de ces patients en fonction de leur statut de fragilité. Les résultats présentés ont démontré une fonction et composition musculaire relativement préservée chez les patients atteints de MPI. Ceux-ci sont toutefois plus sédentaires, et présentent une diminution significative de leur tolérance à l'effort, de leur mobilité fonctionnelle et de leur qualité de vie lorsque comparés à des sujets d'un groupe contrôle de sexe et âge comparables. Les patients MPI fragiles présentent un statut clinique plus sévère ainsi que des altérations importantes de la tolérance à l'effort, de la composition et de la fonction musculaire, du statut fonctionnel et à une diminution de la qualité de vie et du niveau d'activité physique.

Les prévalences d'asthme et d'hyperréactivité bronchique sont élevées chez les sportifs d'endurance. Une prise en charge adéquate, à l'aide de bonnes méthodes diagnostiques et d'un suivi adéquat, est essentielle dans cette population. L'hyperventilation eucapnique et la provocation bronchique à la métacholine sont couramment utilisées pour évaluer la réactivité bronchique des athlètes. Dans une optique de procéder à une évaluation optimale de leur fonction respiratoire, nous avons vérifié si le fait de procéder à ces deux provocations bronchiques l'une à la suite de l'autre pouvait influencer le résultat à la seconde. Nos données indiquent qu'il serait judicieux de les administrer lors de séances distinctes.

L'une des principales manifestations de la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est l'intolérance à l'effort. Afin d'améliorer la tolérance à l'effort, il existe différentes interventions : pharmacologiques (bronchodilatateurs) et non pharmacologiques (entraînement). L'efficacité de la bronchodilatation peut être validée à l'aide d'une épreuve d'effort. Il existe cependant une controverse concernant la meilleure épreuve à utiliser. La sensibilité du test de marche de six minutes et de l'épreuve d'endurance sur ergocycle pour détecter les effets de la bronchodilatation n'est pas optimale. Le salmétérol est un bronchodilatateur couramment utilisé pour traiter la MPOC, mais il n'existe pas de consensus quant à son efficacité pour améliorer la tolérance à l'effort. Cela pourrait s'expliquer en partie par le fait que les effets du salmétérol durant l'exercice ont été évalués à l'aide de tests d'effort dont la sensibilité aux changements suite à la bronchodilatation n'était pas optimale. Notre équipe de recherche a récemment évalué l'épreuve de marche navette d'endurance dans la MPOC. Les données préliminaires suggèrent que ce test d'effort serait bien adapté pour évaluer la réponse à la bronchodilatation dans la MPOC. L'objectif de ce projet de maîtrise est donc d'investiguer si l'épreuve de marche navette d'endurance est sensible à détecter des améliorations de performance à la marche suite à l'administration du salmétérol chez des patients atteints de MPOC

L'objectif de la première partie de l'étude était de comparer l'impact du mode (ergocycle versus tapis roulant) et du type de protocole (rampe versus palier) lors d'épreuves d'effort maximales limitées par les symptômes chez des sujets souffrant d'ischémie du myocarde silencieuse induite par l'exercice. Les résultats démontrent que les signes d'ischémie sont atténués lors d'une épreuve d'effort maximal faite sur l'ergocycle comparativement au tapis roulant, et ce, indépendamment de l'intensité de l'effort, du travail myocardique et du type de protocole. La deuxième partie de l'étude consistait à évaluer si des périodes prolongées et répétées d'ischémie du myocarde induite par l'effort lors de sessions d'entraînement à l'exercice de haute intensité pouvaient être délétères. Les résultats démontrent que chez des individus spécifiquement sélectionnés souffrant de la maladie coronarienne athérosclérotique stable, un entraînement à l'exercice supraischémique de 6 semaines ne cause pas d'élévation de la concentration sérique de la troponine T, un marqueur de dommage du myocarde. De plus, ces périodes d'entraînement ischémiques ne causent ni altération de la fonction ventriculaire évaluée par échocardiographie ni d'arythmies malignes mesurées par électrocardiographie ambulatoire de 24 heures.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. 38 f. : ill. Bibliogr. f. 30-31.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans le cadre de la collecte sous-marine d'échantillons biologiques et minéraux pour la recherche scientifique par un robot sous-marin équipé de bras manipulateurs, ce projet de thèse a pour but principal le développement de nouvelles techniques de manipulation des échantillons, plus fiables, permettant d'en assurer l'intégrité physique et leur exploitabilité par les chercheurs. Les nouvelles techniques de manipulation proposées prennent en compte l'actionnement particulier des nouveaux bras électriques sous-marins équipant les engins récents, afin d'augmenter la précision du positionnement des outils embarqués par le manipulateur. Un outil amovible, compliant, et mesurant les efforts d'interaction entre les bras du sous-marin et leur environnement est aussi proposé, et des méthodes permettant de tirer partie des caractéristiques de cet outil sont développées et testées expérimentalement. L'engin sous-marin hybride HROV Ariane, équipé de deux bras électriques hétérogènes, offre la plateforme opérationnelle pour la validation expérimentale des solutions proposées. / The research carried out in the scope of this doctorate degree aims to develop innovative techniques to improve the collection of biological and mineral samples underwater using robotic manipulators. The end goal is to enhance the handling by robotic means in order to maximise sample quality provided to marine scientists. The proposed techniques are based on an in-depth analysis of the robotic arm actuators used in most recent underwater intervention vehicles, in order to improve the accuracy of the positionning of the tools held by the manipulator arms. An instrumented tool has also been developed with the aim to measure the reaction forces and adapt the interaction between the arm's end-effector and its environment to improve samples handling. These methods and the other contributions described in this thesis have been experimentally validated using Ifremer's hybrid-ROV Ariane equipped with two electrically actuated heterogeneous robotic arms.

Au cours des dernières décennies, les environnements virtuels se sont de plus en plus répandus et sont largement utilisés dans de nombreux domaines comme, par exemple, le prototypage, la formation à l’utilisation de différents outils/appareils, l’aide à la réalisation de tâches difficiles, etc. L’interaction avec la réalité virtuelle, ainsi que le retour d’effort, sont assurés par des interfaces haptiques. En général, ces systèmes sont affectés par des retards de communication et de traitement, entraînant une détérioration des performances. Dans cette thèse, une étude complète des méthodes existantes, les outils théoriques et de nouvelles solutions sont proposés dans le cadre de l’haptique. Dans un premier temps, une étude comparative, fondée sur des résultats expérimentaux obtenus sur un système haptique à un degré de liberté, met en évidence les avantages et les inconvénients des algorithmes de commande les plus classiques, transposés du domaine de la téléopération à l’haptique. Sont ensuite examinés les outils théoriques nécessaires à l’analyse de la stabilité des systèmes à retard selon différentes situations, tenant compte des limites physiques des plates-formes expérimentales considérées. En plus du cas classique du retard constant, des incertitudes sont également considérées et modélisées par plusieurs types de distributions (distribution uniforme, normale et gamma avec gap). Finalement, pour surmonter les inconvénients liés aux retards, deux nouvelles approches sont proposées. Tout d’abord, la commande de type prédicteur de Smith est reprise et une solution spécifique pour les systèmes haptiques est mise en oeuvre. L’idée principale consiste à introduire dans le prédicteur de Smith les forces liées à l’environnement en utilisant les informations complémentaires issues de la réalité virtuelle, en ce qui concerne les distances entre l’objet virtuel piloté et d’autres objets présents dans la scène. Pour surmonter la perte de performances induite par l’utilisation d’un gain fixe dans les correcteurs, commun à toutes les situations (mouvements libres ou restreints), la seconde approche propose un correcteur Proportionnel Dérivé incluant une stratégie de séquencement de gain en fonction de la distance jusqu’à une éventuelle collision. Les deux approches sont validées expérimentalement sur une plateforme haptique à trois degrés de liberté, pour différents scénarios de complexité progressive, partant de situations avec des mouvements simples - libre et restreints, des contacts avec des objets en mouvement, pour arriver à des situations plus complexes - boîte virtuelle avec des murs fixes ou mobiles. / During the last decades, virtual environments have become very popular and are largely used in many domains as, for example, prototyping, trainings for different devices, assistance in completing difficult tasks, etc. The interaction with the virtual reality, as well as the feedback force, is assured by haptic interfaces. Generally, such systems are affected by communication and processing time-delays, resulting in a deterioration of performances. In this thesis, a complete study of the existing methods, as well as theoretical tools and new solutions, are proposed for the haptic framework. First, a comparative study, based on the experimental results obtained on a 1-dof haptic system, highlights the advantages and drawbacks of the most common control algorithms ported from teleoperation to haptics. Next, the theoretical tools needed in analyzing the stability of the delayed systems in different situations, as well as the physical limitations of the experimental platforms considered, are examined. Besides the standard case of constant time-delays, uncertainties are also considered and modeled by different types of distributions (uniform, normal and gamma distribution with gap). In the sequel, for overcoming the drawback of time-delays, two new approaches are proposed. First, the use of Smith predictor-based control is addressed and a specific solution for haptic systems is developed and discussed. The main idea is to introduce into the Smith predictor the environmental forces by using the additional information from the virtual reality regarding the distances between the controlled virtual object and other objects in the scene. To overcome the loss of performances induced by using a fixed gain in the controllers for all situations (free or restricted motions), the second approach proposes a gain-scheduling Proportional Derivative control strategy depending on the distance until a possible collision. Both approaches are experimentally validated on a 3-dof haptic platform, under different scenarios elaborated gradually from simple situations - free and restricted motion, contacts with moving objects, to more complex situations - virtual box with fixed or moving sides.

Une interface haptique est développée pour fournir le retour d'effort d'interaction dans un environnement virtuel à échelle humaine. L'interface est composée d'une plate-forme à câbles et d'un exosquelette de préhension. La plate-forme comprend 8 câbles qui sont actionnés par 8 blocs d'actionnement. Chaque bloc contient un moteur électrique, un encodeur rotatif et un capteur de force. Le moteur tire sur le câble, pendant que le capteur de force mesure la tension du câble et l'encodeur détermine sa longueur. Les blocs d'actionnement sont d'une conception novatrice qui augmente la force maximale et la précision de l'interface. L'exosquelette est connecté et actionné par les câbles et permet aux 5 doigts d'une main de l'utilisateur d'accomplir le geste de préhension. L'interface fournit au total 7 degrés d'action pour l'utilisateur en interaction avec les objets virtuels : 3 degrés de translation, 3 degrés de rotation et 1 degré de préhension. L'interface à retour d'effort a été modélisée pour déterminer précisément la distribution des tensions dans les câbles en fonctions des forces et des couples désirés. Les blocs d'actionnement peuvent se déplacer sur un cadre cubique autour de l'environnement virtuel. Une configuration optimale est alors trouvée pour les positions des blocs afin de maximiser l'espace de travail de l'interface. Une méthode de commande hybride basée sur les tensions des câbles, mesurées par les capteurs, est également proposée. Cette méthode mène à résoudre les problèmes classiques des interfaces à câbles. L'application considérée pour cette interface est l'interaction haptique avec l'espace intérieur simulé d'une automobile. Une scène virtuelle correspondante à cette application a été développée et l'interface a été testée dans différents cas de retour d'effort. Les résultats des tests démontrent la performance de l'interface pour fournir des efforts appropriés avec une transparence de mouvement pour l'utilisateur.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 62-74. Publié aussi en version électronique.