Étude et conception de capteurs à ultrasons pour l'évaluation non invasive de la ventilation pulmonaire chez l'homme

par Alexandre Vincent

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Francis Devos.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Francis Devos.


  • Résumé

    This work includes three parts : The design of new sensors using ultrasonic propagation and allowing different motion measurements of the human ventilatory system. -The choice of suitable composite variables allowing the determination of pulmonary volumes with enough accurary by a pattern of breathing box. The automatisation of the clinic data processing, got in parallel from a direct spirometer, from perimetric and surfacic sensors and from new ultrasonic sensors. A method of efficient volume-motion coefficients is obtained from these data. The first part originality is linked to the choice of the resonant frequency of the ultrasonic wave resulting from a compromise between a some rather short wave length in order to keep a good resolution, which is long enough to properly cross the ventilatory system. We have also shown the propagation of a compression wave guided by skindeep tissus. This wave allows us to measure cords or fractions of thoracic or abdominal perimeters. The geometrie pattern explicits respective assignments of two partially independant compartments during breathing, and lets understanding of the influence of the ventilatory system geometrie changes of volume-motion coefficients. Finally, we show that ventilatory motions include not only transversal and sagittal dilatations of compartments, but also a lengthening of the whole ventilatory system which importance is stretched by the necessity of a third variable measured with the ultrasonic sensor. Ln conclusion, this work represents a technological contribution on new sensors and a methodologie one in the calibration field. Lt allows us to look forward at an extension of using non-invasive measurement of ventilation to monitor breathing during long periods. KEY WOBQS: Breathing functional tests, non-invasive measurement of ventilation, volume-motion coefficients, ventilatory system modelling, ultrasonic wave guided by interfaces, biologie tissue.

  • Titre traduit

    Design and study of ultrason sensor for the non invasive evolution of human pulmonary ventilation


  • Résumé

    Ce travail comprend trois parties: La conception de nouveaux capteurs utilisant la propagation des ultrasons et permettant la mesure statique et dynamique des différentes dimensions du système ventilatoire chez l'homme; le choix des variables composites pertinentes permettant de déterminer les volumes pulmonaires avec une précision suffisante grâce à une modélisation du caisson respiratoire; l'automatisation du traitement des données cliniques obtenues en parallèle à partir d'une spirométrie directe, de capteurs périmétriques, surfaciques et des nouveaux capteurs à ultrasons. Dans la première partie nous avons choisi la fréquence de résonance de l'onde ultrasonore en faisant un compromis entre une longueur d'onde assez courte pour garder une bonne résolution et assez longue pour satisfaire la profondeur de pénétration qui permet à l'onde de traverser le parenchyme pulmonaire. Nous avons montré également la propagation d'une onde de volume guidée par les tissus superficiels qui permet de mesurer des cordes ou fractions de périmètre thoracique ou abdominal. Le modèle géométrique précise les rôles respectifs des deux compartiments dans la respiration et permet de mieux comprendre l'influence des changements de géométrie du système ventilatoire sur les coefficients de calibration. Nous montrons enfin que les mouvements ventilatoires ne comportent pas seulement des dilatations transversales et sagittales des compartiments, mais également un allongement de l'ensemble du système ventilatoire; allongement dont l'importance est mis en évidence par la nécessité d'une troisième variable mesurée par le capteur à ultrasons. En conclusion ce travail représente un apport technologique sur de nouveaux capteurs et un apport méthodologique dans l'épreuve de calibration. Il permet d'envisager l'extension du domaine d'utilisation des Mesures Non Invasives de la Ventilation (MNIV) aux mesures au long cours.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (247 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1987)45
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-034398
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