Conception d'un capteur ECG intégré non-magnétique, compatible avec l'environnement IRM : Application à la synchronisation optimisée de l'imagerie cardiaque

par Lingchuan Zhou

Thèse de doctorat en Électronique, électrotechnique, automatique. Instrumentation et microélectronique

Sous la direction de Francis Braun.

Soutenue en 2008

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    L'amélioration de la qualité de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) cardiaque, et donc de la précision du diagnostic, passe par une mesure plus précise de l’électrocardiogramme (ECG). Or l'enregistrement de l'ECG en IRM reste problématique à cause notamment des gradients de champs magnétiques et du champ statique. La solution proposée dans cette thèse consiste à réaliser un capteur ECG intégré compatible avec l'IRM, délivrant un signal sans artefact. L'ECG étant un signal physiologique de très faible d'amplitude et de très basses fréquences, plusieurs problèmes ont été abordés auxquels nous avons proposé des solutions. La mise en œuvre d'un couplage AC en entrée, d'un amplificateur d'instrumentation autour de convoyeurs de courant de deuxième génération et d'un filtre passe-bas à capacités commutées entres autres, permet de constituer une chaîne d'acquisition du signal ECG, intégrée en technologie standard CMOS AMS 0,35 µm. Nous avons enfin réalisé un prototype en vue d'une validation du circuit dans un environnement IRM par plusieurs séances d'acquisitions et de mesures. Les résultats expérimentaux montrent que le capteur ECG intégré présente de bonnes performances permettant d'améliorer la qualité des signaux ECG recueillis et ainsi d'optimiser la synchronisation des séquences de l'imagerie cardiaque.

  • Titre traduit

    Design of a non-magnetic integrated ECG sensor, compatible with the MRI environment : For optimized synchronization of cardiac imaging


  • Résumé

    Improvement on the quality of cardiac magnetic resonance imaging (MRI) highly requires more accurate electrocardiogram (ECG) signals used for sequence synchronization algorithms. However large artefacts may be superimposed on the ECG signal due to the static magnetic field, the gradient of magnetic field and radiofrequency pulses. The objective of this work consists in designing an integrated ECG sensor to deliver an ECG signal without artefact to be used in MRI. The design constraints in microelectronics are mainly due to the nature of the ECG which is of small amplitude and low frequencies. Proposed solutions consist of implementations of an AC-coupled input stage, an instrumentation amplifier designed by using second generation current conveyors (CCII) and a switched-capacitor low-pass filter. The final ECG acquisition system was mainly composed of these elementary circuits and integrated in a standard CMOS AMS 0. 35 µm technology. We carried out a series of recordings of ECG in MRI environment in order to validate the integrated circuit. The results show that the designed integrated ECG sensor exhibits good performances allowing an optimized synchronization of cardiac MRI imaging by ECG.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XX-254 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 201-211. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2008;5620
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