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Theses

Multiscale lung ventilation modeling in health and disease

Nicolas Pozin 1, 2
2 REO - Numerical simulation of biological flows
SU - Sorbonne Université, Inria de Paris, LJLL (UMR_7598) - Laboratoire Jacques-Louis Lions
Résumé : Les poumons sont constitués d’un arbre par lequel circule l’air et qui alimente le parenchyme où ont lieu les échanges gazeux avec le sang. Certaines pathologies affectent la structure de l’arbre ou du parenchyme induisant des défauts dans l’approvisionnement en air ou des efforts respiratoires accrus. Etudier l’organe in-vivo est complexe. La modélisation mathématique peut apporter un éclairage utile sur les effets associés aux pathologies touchant le poumon, et la pertinence des traitements proposés. Dans la première partie de cette thèse, nous proposons un modèle mécanique de ventilation pulmonaire. Un arbre 0D est couplé de manière forte à un modèle de parenchyme 3D. On met en évidence l’impact sur la distribution de ventilation des conditions aux limites et d’altérations de l’arbre ou du parenchyme. Le comportement de ce modèle est comparé à celui d’un modèle plus simple et couramment utilisé.Dans une deuxième partie, on propose un modèle d’arbre asthmatique et on étudie dans quelle mesure respirer un gaz moins dense que l’air permet de diminuer les efforts et les défauts de ventilation. On propose ensuite une approche visant à déterminer la distribution des constrictions bronchiques les plus sévères à partir de données d’imagerie. Notre démarche s’appuie sur l’utilisation du modèle de ventilation, enrichie par une technique d’apprentissage statistique.On présente finalement deux études prospectives. La première étend les modèles de ventilation introduits précédemment avec pour objectif de modéliser la spirométrie. La deuxième s’inscrit dans une perspective visant à déterminer la géométrie du poumon à partir de mesures simples prises sur le corps du patient.
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Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01684990
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, November 12, 2018 - 2:26:05 PM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 3:59:50 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, February 13, 2019 - 2:06:45 PM

File

2017PA066581.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01684990, version 2

Citation

Nicolas Pozin. Multiscale lung ventilation modeling in health and disease. Modeling and Simulation. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2017. English. ⟨NNT : 2017PA066581⟩. ⟨tel-01684990v2⟩

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