Le support

L’embout magn´etique peut ˆetre plac´e soit sur un guide, soit sur un cath´eter. Ces derniers sont de haute technologie et nous ne cherchons pas `a les produire nous mˆeme. Nous utilisons des produits d´ej`a disponibles sur le march´e. L’enjeu est alors le choisir le meilleur outil pour notre embout. Pour cela, l’outil doit r´epondre `a certaines contraintes de compatibilit´e, de dimensions et de rigidit´e que nous pr´esentons dans cette section.

2.1.2.1 La compatibilit´e IRM

Comme nos supports seront `a l’int´erieur d’un IRM, ils ne doivent pas ˆetre faits `a partir de mat´eriaux magn´etiques qui seraient attir´es par l’IRM et donc non manipulables. Les mat´eriaux du support ne doivent pas non plus cr´eer d’artefacts sur nos images (mat´eriaux m´etalliques) qui rendraient notre localisation (le tracking) impossible (voir 1.2.1).

Les guides ou les cath´eters compatibles IRM que nous choisissons, sont fabriqu´es `a partir de mat´eriaux polym`ere ou en Nitinol (alliage de Nickel et de Titane).

2.1.2.2 La mesure de la rigidit´e

La rigidit´e de nos outils am`ene une r´esistance `a la force magn´etique. Plus le support est rigide, plus la force devra ˆetre importante pour le faire fl´echir (figure 2.7). Par cons´equent, notre objectif est de choisir un support dont la rigidit´e en flexion est minimale.

2 mm

(a) (b) (c) (d)

2 mm

2 mm

2 mm

Figure 2.6. ´Evolution des conceptions d’embouts. (a) ´etait le premier embout con¸cu `a partir d’un mat´eriau cylindrique, (b) est un embout compos´e d’un boitier qui laisse 2 billes libres de tourner, (c) est un embout avec des billes de taille r´eduite et sans boitier, (d) est compos´e d’une bille dont la direction de magn´etisation est contrˆol´ee.

Fm

Figure 2.7. Repr´esentation de la r´esistance du cath´eter ou du guide `a la force magn´etique due `a la rigidit´e de l’outil.

La rigidit´e en flexion not´ee EI que nous mesurons d´epend de la nature du mat´eriau repr´e- sent´e par le module d’Young E et de ses dimensions repr´esent´ees par son moment quadratique I. Plus le support sera fin, plus sa rigidit´e en flexion sera faible.

Selon les contraintes de compatibilit´e, de dimensions et de rigidit´e, notre ´equipe m´edi- cale nous conseille alors des outils habituellement destin´es aux op´erations effectu´ees dans le cerveau. Nous utiliserons ces cath´eters et ces guides dans nos exp´eriences et nous mesurons alors leur rigidit´e.

Nous ´evaluons la rigidit´e en flexion de plusieurs supports en r´ealisant un test de flexion pure. Les supports que nous ´etudions correspondent `<sub>a des « poutres » selon la th´eorie d’Euler</sub> Bernouilli et c’est le terme que nous utiliserons pour la suite de cette section. On consid`ere que le diam`etre de la poutre est n´egligeable devant sa longueur et que le mat´eriau est isotrope et homog`ene.

Selon la th´eorie des poutres, la mesure de la rigidit´e en flexion EI (N.m2_{) d´epend de la}

force F (N ) appliqu´ee, de la longueur L au cube (m3_{), et de la d´eflexion δ (m) engendr´ee}

Notre poutre est fix´ee `a une extr´emit´e et son autre extr´emit´e est laiss´ee libre. La longueur entre la fixation (l’encastrement) et l’extr´emit´e est mesur´ee. Un poids de valeur connue est appliqu´e sur la poutre. La distance entre l’encastrement et l’application du poids est mesur´ee. La d´eflexion engendr´ee sur la poutre est mesur´ee (figure 2.8). Plusieurs poids et plusieurs longueurs sont utilis´es pour obtenir une valeur de rigidit´e moyenne bas´ee sur au moins 6 mesures.

d

d

L _{L1 3mm}

Figure 2.8. M´ethode de mesure de la rigidit´e : la poutre est encastr´ee libre et la longueur est mesur´ee en (a). Un poids connu est appliqu´e et la d´eflexion engendr´ee d1 est mesur´ee en (b). Un second poids est ajout´e en (c) et le d´eflexion

d2 est mesur´ee.

Comme la poutre connaˆıt une grande d´eflexion (figure 2.8), la th´eorie des poutres pour les petites d´eformations n’est plus valable. Nous utilisons alors la m´ethode d´evelopp´ee par Bisshopp [69] pour r´ealiser notre calcul. Les valeurs d’entr´ee constituant le calcul sont la longueur totale du guide depuis l’encastrement jusqu’`a l’extr´emit´e libre, le poids, la distance entre l’encastrement et le poids, les coordonn´ees de l’extr´emit´e avant la pr´esence du poids ainsi que sous l’influence du poids. Les r´esultats des mesures ainsi que des valeurs issues de la litt´erature sont donn´es dans le tableau 3.1. Les fabricants de cath´eter ne fournissent pas les valeurs de rigidit´e de leurs cath´eters ; les valeurs pr´esent´ees ont ´et´e mesur´ees par des groupes de recherche. Si l’´etude des guides Terumo (Terumo, Somerset, NJ, USA) pr´esente des r´esultats tr`es similaires `a nos mesures, on peut constater que les ´etudes des autres types de cath´eter donnent des mesures tr`es ´eloign´ees qui n’appartiennent plus au mˆeme ordre de grandeur. La mesure de la rigidit´e `a cette ´echelle n’est pas simple `a r´ealiser et de nouveaux ph´enom`enes entrent en jeu. Par exemple, nous avons pu constater que nos mesures variaient selon l’orientation de l’outil test´e. En effet, comme les outils sont conserv´es dans des pro- tections cylindriques, ils adoptent une forme courb´ee qui donne une rigidit´e en flexion non

isotrope. Dans la suite, il faudra ˆetre conscient que notre EI mesur´e peut varier.

Nous choisissons de ne pas r´ealiser de test de traction ou de compression car la rigidit´e en flexion est la donn´ee la plus importante pour ´evaluer les capacit´es de navigation de notre outil. De plus, les tests de traction/compression sont destructifs et nous ne disposons que de peu d’outils.