Biomédical & assistance personnelle
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Système de détection des champs magnétiques en courant alternatif appliqué au suivi des mouvements
12 février 2010
Dans le contexte du suivi des mouvements et de la réalité virtuelle, il existe un besoin important de capteurs pour surveiller le mouvement d’un objet en mouvement. Ces capteurs sont caractérisés par leurs performances (portées, précision, dérives, et susceptibilité au milieu ambiant) et leur encombrement (petite taille, légèreté). La technologie magnétique comparée à la solution mécanique ou optique permet de travailler sans squelette structurel composé de liens interconnectés par des articulations contrôlées et avec d’éventuelles ombres optiques.
Mécanisme de tip tilt à longue course et haute résolution.
19 juin 2023
Les mécanismes à plusieurs degrés de liberté sont largement utilisés dans les domaines de la micro ou macro-manipulation ainsi que dans les fonctions optroniques. Les mécanismes couramment disponibles peuvent être divisés en deux catégories principales. La première est celle des robots industriels (en série ou en parallèle). Ils offrent une large gamme de mouvements, en rotation et en translation. Leur résolution est généralement limitée à l’échelle du sous-millimètre. La seconde catégorie permet d’obtenir des mouvements à très haute résolution (inférieure au nanomètre), mais leur résolution est limitée à quelques dizaines de microns. L’utilisation de moteurs piézoélectriques dans des mécanismes à plusieurs degrés de liberté est un moyen de combiner à la fois la longue course et la résolution. L’objectif de cet article est de présenter une combinaison de ces deux avantages dans un actionneur tripode à faible volume. L’actionneur tripode de Cedrat Technologies (TrAC) est un mécanisme à trois positions offrant une rotation de +/-35° autour des axes X et Y et une course de translation de 10 mm en Z dans un faible volume de Ø50×50 mm.
Dépendance en fréquence de la rigidité du tissu cérébral d’une souris, mesurée in vivo par élastographie par RM
19 juin 2023
L’élastographie par résonance magnétique (ERM) est une technique d’imagerie non invasive qui permet de mesurer quantitativement les propriétés mécaniques des tissus biologiques in vivo [1]. L’intérêt clinique pour l’ERM a été largement motivé par la relation directe entre la santé et la rigidité des tissus. Par conséquent, l’ERM peut apporter une valeur clinique significative pour le diagnostic non invasif de la pathologie et de la réponse à la thérapie en suivant le développement de la tumeur et en surveillant la réponse thérapeutique. L’ERM peut également avoir une valeur considérable dans le développement de protocoles de traitement dans des modèles précliniques de cancer chez les rongeurs. En raison de son coût et de sa polyvalence, la souris, en particulier, est largement utilisée dans les études oncologiques. Pour résoudre ses petites caractéristiques anatomiques, les expériences d’ERM chez la souris doivent être réalisées avec des fréquences d’entraînement élevées (>600 Hz). Cependant, les ondes à haute fréquence présentent une atténuation accrue, ce qui réduit la profondeur de pénétration des ondes et rend plus difficile la transmission d’un mouvement profond dans les tissus avec une amplitude suffisante pour surmonter le bruit de fond. En outre, les tissus biologiques sont viscoélastiques ; par conséquent, leur réponse à la charge dépend de la fréquence d’entraînement. De récentes études ERM sur le cerveau de souris ont été réalisées dans des scanners à haut champ (7 – 11,7 T) à des fréquences d’entraînement uniques de 1 000 et 1 200 Hz [2,3]. Ici, nous effectuons une élastographie du tissu cérébral de la souris à 4,7 T et rapportons les propriétés viscoélastiques du matériau sur une gamme de fréquences d’entraînement (600 – 1800 Hz).
Conception d’un tribomètre dynamique appliqué aux moteurs piézoélectriques à inertie
7 novembre 2019
Dans les moteurs à inertie, le mouvement généré est basé sur le principe de l’adhérence et du glissement. Les modèles analytiques actuels sont suffisamment prédictifs pour calculer qualitativement leurs performances optimales, telles que la taille de pas et la vitesse maximales, avec relativement peu de paramètres d’entrée. Mais ils ne prennent pas en compte la durée de vie du contact et l’évolution temporelle des paramètres comme le facteur de frottement tout au long de la durée de vie de l’IDM. Les modèles analytiques atteignent donc leurs limites lorsque des prévisions précises sont nécessaires.
Conception d’un tribomètre dynamique appliqué aux moteurs à inertie piézoélectriques – Exploration in situ du principe du stick-slip
19 juin 2023
Dans les moteurs à inertie, le mouvement généré est basé sur le principe de l’adhérence et du glissement. Les modèles analytiques actuels sont suffisamment prédictifs pour calculer qualitativement leurs performances optimales, telles que la taille et la vitesse maximales des pas, avec relativement peu de paramètres d’entrée. Mais ils ne prennent pas en compte la durée de vie du contact et l’évolution temporelle des paramètres comme le facteur de frottement tout au long de la durée de vie de l’IDM. Les modèles analytiques atteignent donc leurs limites lorsque des prévisions précises sont nécessaires. Cette étude vise à comprendre les mécanismes d’usure pour modéliser l’évolution temporelle du frottement. Une telle compréhension nécessite la reconstitution de la durée de vie du contact par l’évaluation des flux des 1er et 3ème corps. Pour ce faire, un nouveau tribomètre représentatif de l’IDM est conçu. Les premiers corps – TA6V revêtu et polymère – ne sont pas transparents. Ils sont remplacés alternativement par un premier corps intermédiaire transparent afin d’observer le contact de manière dynamique et in situ. Le facteur de friction, la taille du pas et la vitesse moyenne sont également mesurés. Les résultats préliminaires montrent que les profils d’usure de l’IDM réel et du tribomètre sont similaires. Les observations directes montrent que les particules du revêtement TA6V sont d’abord arrachées, puis se déplacent dans le contact et enfin déclenchent d’autres détachements de particules.
Comparaison de la caractérisation des propriétés viscoélastiques des fantômes de plastisol avec l’élastographie par résonance magnétique et la rhéométrie à haute fréquence
7 novembre 2019
Cette étude vise à évaluer l’élastographie par résonance magnétique (ERM) en tant que technique fiable pour la caractérisation des propriétés viscoélastiques des tissus mous. Trois fantômes contenant différentes concentrations de plastisol et de plastifiant ont été préparés afin d’imiter mécaniquement un large éventail de tissus mous sains et pathologiques. Une fois placé dans un appareil d’IRM, chaque échantillon a été excité par un pilote externe fait maison, induisant des ondes de cisaillement dans le milieu. Les modules de stockage (G’) et de perte (G”) de chaque fantôme ont ensuite été reconstruits à partir d’acquisitions ERM sur une plage de fréquences allant de 300 à 1 000 Hz, en appliquant un algorithme d’inversion de Helmholtz en 2D. Parallèlement, des essais mécaniques ont été réalisés sur quatre échantillons de chaque fantôme à l’aide d’un piézo-rhéomètre haute fréquence (HFR) sur une gamme de fréquences chevauchantes (de 160 à 630 Hz) dans les mêmes conditions d’essai (température, vieillissement). La comparaison entre les deux techniques montre une bonne concordance dans la mesure des modules de stockage et de perte, ce qui souligne la capacité de l’ERM à évaluer de manière non invasive le module de cisaillement complexe G* d’un milieu et son intérêt pour l’étude des propriétés viscoélastiques des tissus vivants. En outre, les fantômes à concentrations variables de plastisol utilisés dans cette étude présentent des propriétés rhéologiques intéressantes, qui en font de bons candidats pour simuler la grande variété de comportements viscoélastiques des tissus mous sains et pathologiques.