Système intégré pour la mesure tridimensionnelle de champ magnétique dans un environnement d'imagerie médicale IRM : application à la correction de signaux ECG perturbés

par Joris Pascal

Thèse de doctorat en Électronique, Electrotechnique et Automatique. Micro et Nanoélectronique

Sous la direction de Luc Hebrard.

Soutenue en 2008

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    La mesure par un système conventionnel de l'électrocardiogramme ECG durant un examen d'imagerie médicale IRM est entachée d'artéfacts qui rendent inexploitable le signal mesuré. Ces artéfacts peuvent être supprimés par un algorithme de traitement du signal utilisant comme données d'entrée le signal ECG perturbé ainsi que la valeur du champ magnétique à l'origine de la perturbation. Un système nommé SmartMRECG pour capteur d'ECG intelligent dédié aux séquences d'imagerie par résonance magnétique doit être intégré en technologie faible coût CMOS 0,35 µm. Ce système comportera une chaîne instrumentale d'amplification des signaux ECG, un magnétomètre et une unité de traitement du signal. La contribution de cette thèse au développement du système SmartMRECG porte sur l'intégration du magnétomètre. Nous avons réalisé le premier magnétomètre à effet Hall tridimensionnel (3D) monolithique en technologie standard CMOS 0,35 µm. Ce magnétomètre met en œuvre trois plaques à effet Hall pour la mesure selon les trois dimensions de l'espace : une plaque horizontale conventionnelle est associée à deux verticales de conception innovante. Les signaux issus de ces trois éléments sensibles sont amplifiés et transmis par trois chaînes instrumentales analogiques intégrées sur le même substrat. La sonde 3D obtenue présente une résolution équivalente à celle des solutions commerciales issues des technologies CMOS haute tension. Ces résultats remplissent le cahier des charges pour la mesure de champ magnétique en IRM et permettent d'envisager une industrialisation du système SmartMRECG.

  • Titre traduit

    Integrated system dedicated to three-dimensional magnetic field measurement within medical MRI environment : application to the correction of perturbed ECG signals


  • Résumé

    The measurement of the electrocardiogram signal ECG during a medical MRI imaging sequence exhibits artefacts that make the measured signal unreadable. These artefacts can be removed by using a signal processing algorithm that features the perturbed ECG signal as well as the value of the perturbing magnetic field as input data. A so called SmartMRECG system for smart ECG sensor dedicated to magnetic resonant imaging sequence has to be integrated in a low cost 0. 35 µm CMOS technology. This system will implement an instrumental chain dedicated to ECG signal amplification, as well as a magnetometer and a signal processing unit. The contribution of this thesis to the SmartMRECG system design is the integration of the magnetometer. We have designed the first monolithic three-dimensional (3D) Hall magnetometer in standard 0. 35 µm CMOS technology. This magnetometer features three Hall plates dedicated to the measurement along the three dimensions of space: one conventional horizontal Hall plate is integrated along with two innovative vertical ones. The signals delivered by these three sensing elements are amplified by three analog instrumental chains integrated within the same substrate. The resulting 3D Hall probe exhibits a resolution that is equivalent to the one of the commercially available probes integrated in high voltage CMOS technology. These results fit the requirements for the measurement of magnetic fields within a MRI environment and open the way to the industrialization of the SmartMRECG system.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-138 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 107-115

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  • Bibliothèque :
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2008;5813
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