Auto-adaptation appliquée à un dispositif de mesure de variation de pression intra-oculaire

par Anthony Deluthault

Thèse de doctorat en Systèmes automatiques et micro-électroniques

Sous la direction de Serge Bernard.

Le président du jury était Michel Renovell.

Le jury était composé de Serge Bernard, Michel Renovell, Olivier Romain, Jean-Michel Portal, Fabien Soulier, Philippe Cauvet.

Les rapporteurs étaient Olivier Romain, Jean-Michel Portal.


  • Résumé

    La combinaison des avancées médicales et technologiques a rendu possible le monitoring à distance des patients, introduisant le paradigme de la e-santé (e-health en anglais). Il comprend des services ou des systèmes de convergence de la médecine, la santé et l’information, avec l’e-surveillance et la télé-médecine. Le type de dispositif médical "healthcare" doit assurer une sûreté de fonctionnement optimale, que ce soit pour une analyse médicale ou l’application d’un traitement. Le niveau de sûreté et de performance est critique pour la santé du patient.Maintenant que ces dispositifs s’appliquent à un nombre croissant de patients, tous différents et vivant dans des conditions différentes, ils doivent être capables de s’adapter en termes de performances et s’adapter à l’activité, à l’environnement et au patient lui-même. Une stratégie globale et réutilisable d’auto-adaptation à été définie dans le but de mettre en place méthodiquement et de façon optimale le processus et les étapes de l’auto-adaptation. Une des pathologies importantes actuellement est le glaucome, une neuropathie oculaire détériorant le nerf optique induisant une perte du champ visuel progressive et irréversible. Le diagnostique et le suivi de cette pathologie se fait par une mesure de la Pression Intra-Oculaire(PIO). La méthode utilisée actuellement est contraignante et requière la manipulation experte d’un dispositif de mesure ponctuelle. De nouveaux capteurs biométriques ont vu le jour permettant une mesure continue et portable amenant un meilleur diagnostic ainsi qu’un suivi plus simple. Notre cas d’étude sera donc centré sur l’utilisation d’un capteur biométrique de mesure de la PIO qui servira de plate-forme de validation aux solutions proposées sachant qu’il devra être auto-adapté aux différentes anatomies, physiologies, biomécaniques et environnements du patient. Tous les indicateurs perturbateurs ou informateurs de la mesure sont regroupés en deux catégories, ceux liés à l’environnement et ceux liés aux conditions d’utilisation. Un état de l’art est proposé pour la première catégorie et un modèle analytique est proposé pour la deuxième. L’état de l’art montre que les expérimentations in vivo sont nécessaires pour compléter les connaissances sur les indicateurs majeurs dans le cas d’une mesure de la PIO faite par un capteur biométrique. Le modèle analytique inclut le couplage électromagnétique entre les deux antennes du capteur, ainsi que des phénomènes perturbateurs. Il suggère de nouveaux indicateurs indirects (Pente de la baseline et le coefficient du second ordre de la courbe de phase) pour l’adaptation aux phénomènes perturbateurs.

  • Titre traduit

    Self-adaptation applied to an intra-ocular pressure variation measurement device


  • Résumé

    Thanks to the combination of medical and technological advances, it becomes feasible and relevant to operate remotely monitoring of patients, introducing e-health paradigm. It includes services or systems that are at the convergence of medicine, health and information, including e-monitoring and telemedicine. Among existing medical devices, the "healthcare" type must ensure optimum operational reliability whether it is for a medical analysis or a treatment’s application. The level of safety and performance are critical for the patient’s health. Since these devices apply to a growing number of patients, all different from each other and living under different conditions, the device must therefore be able to adapt it self to the patient’s needs, activity, his environment but also to the patient himself. A general reusable strategy of self-adaptation, aiming to define methodically and optimally the steps and processes of self-adaptation, have been defines. Diseases recognized as being of the current centuries diseases require regular medical follow. Among them is glaucoma, an ocular neuropathy that deteriorates the optic nerve leading to a progressive and irreversible loss of the vision field. To diagnose and monitor it, a measurement of the intraocular pressure (IOP) is mandatory. Current techniques are constraining and require the manipulation of punctual measurement tools by a doctor. New biometric devices have emerged allowing continuous and portable measurements to allow a better diagnostic and a simplified monitoring. Our case study will therefore rely on the use of a biometric IOP measurement device which will be used as a validation platform for the proposed solutions knowing that it must be self-adapted to the different anatomies, physiologioes, biomechanics and environments of the patient. All the disturbing or informative mesurement indicators are regrouped in two types, the environmental and the variability in operation. A state of the art is proposed for the first type and an analytical model for the second one. The state of the art shows that In-vivo experimentations are mandatory to complete the knwoledge of major indicator influencing the IOP measurement with a biometric sensor. The analytical model include the magnetic coupling between antennas and the impact of some disturbances. It suggests a new ideal indirect indicator (the slope of the baseline and second coefficient order of the Bode phase plot) for the disturbances adaptation. This model is valid for sensors with different dimensions of antennas.


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