Modélisation et contrôle de systèmes non-négatifs : applications à la pharmacocinétique

  • Florence PETEERS

    Student thesis: Master typesMaster en sciences mathématiques

    Résumé

    Ce mémoire a pour objectif de mettre en place des outils de modélisation et de contrôle applicables dans le domaine pharmacocinétique. A cette fin, nous avons introduit quelques notions théoriques relatives aux systèmes dynamiques linéaires non-négatifs. Nous nous sommes ensuite appuyés sur ces concepts de base pour développer un contrôle optimal par feedback garantissant le maintien des trajectoires d'état du système en boucle fermée dans l'orthant non-négatif pour des conditions initiales non-négatives.
    Par la suite, nous nous sommes intéressés plus particulièrement au cas d'un anesthésique, le propofol (Diprivan®), et d'un anticoagulant, le rivaroxaban (Xarelto®). En ce qui concerne l(anesthésie générale, nous avons étudié un modèle à trois compartiments permettant de traduire au mieux le trajet du propofol dans l'organisme. Nous avons également analysé et simulé, sur base des résultats théoriques établis précédemment, un contrôle optimal par feedback visant à maintenir la concentration (plus précisément l'index bispectral permettant de mesurer la profondeur de l'anesthésie) au niveau souhaité.
    Après avoir introduit quelques notions pharmacocinétiques nécessaires à la compréhension de la seconde application, nous sommes passés à l'étude di rivaroxaban. Nous avons, dans un premier temps, établi une modélisation originale de l'évolution de la concentration de ce médicament sur base des informations recueillies dans la littérature. Nous avons ensuite montré qu'en suivant la posologie recommandée, des variations de la clairance du rivaroxaban de 50% ou plus peuvent entraîner de forts surdosages. Cette constatation permet de donner une première idée des risques encourus lors de la prise concomitante du rivaroxaban et d'un composé affectant son élimination de l'organisme et démontre la nécessité d'études cliniques complémentaires. Nous avons également apporté une contribution à la question d'un éventuel monitoring qui fait débat dans la littérature en développant un contrôle optimal par feedback dont la robustesse permet d'éviter tout risque de surdosage.
    la date de réponse24 juin 2013
    langue originaleFrançais
    SuperviseurJoseph Winkin (Promoteur), Fl. Musuamba (Copromoteur), Timoteo Carletti (Jury) & Renaud Lambiotte (Jury)

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