Mesure sans brassard de pression artérielle par approche multimodale ultrasons et photo-pléthysmographie

Continuous and noninvasive blood pressure measurement by multimodal approach ultrasound and photo-plethysmography

• Auteur / Autrice : Mathilde Lubin
• Direction : Stéphane Bonnet, Didier Vray
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance le 09/12/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CREATIS - Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image pour la Santé (Lyon ; 2007-....) - Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé / CREATIS - Imagerie Ultrasonore
• Jury : Président / Présidente : Marc Lethiecq
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Bonnet, Didier Vray, Marc Lethiecq, Walter Blondel, Pierre Boutouyrie, Monica Sigovan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Walter Blondel, Pierre Boutouyrie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pression artérielle -- Mesure

Génie acoustique

Mots clés libres

Acoustique appliquée

Pression artérielle

Imagerie ultrasonore

Maladies cardiovasculaires

Photo-Pléthysmographie

Mesure de pression

Ultrasons

Hypertension artérielle

Applied acoustics

Blood pressure

Ultrasound imagery

Cardiovascular diseases

Photo-Plethysmography

Pressure measurement

Ultrasound

Hypertension

Résumé

L’hypertension artérielle (HTA) est la première cause de maladies cardiovasculaires au monde. Pour réussir à détecter cette maladie facilement et efficacement, il est primordial de réussir à mesurer la pression artérielle (PA) de manière non invasive, continue, automatisée et peu intrusive. Aucune des méthodes usuelles de mesure ne remplit tous ces critères. Ainsi, l’objectif principal de cette thèse est de développer la preuve-de-concept d’un dispositif connecté de mesure de PA. Pour ce faire, deux modalités sont étudiées : la photo-pléthysmographie (PPG), une technique optique donnant une image du volume de sang dans l’artère et les ultrasons (US), une technique d’imagerie couramment utilisée pour obtenir des images des tissus, par exemple les vaisseaux sanguins. Au cours de la thèse, il a été montré que les deux modalités investiguées peuvent être utilisées pour mesurer la PA. Pour ce faire, un dispositif multi-PPG a été développé au CEA Leti LS2P : des premières expériences avec le dispositif ont montré sa capacité à obtenir des valeurs de vitesse d’onde de pouls (VOP) et de PA. En parallèle, des tests ont été effectués en imagerie US ultra-rapide à CREATIS et ont permis de valider une autre méthode de mesure de VOP et de PA. Finalement, une expérience à partir d’une sonde US et de notre dispositif multi-PPG a permis de tester un traitement multimodal pour valider l’intérêt de cette mesure bimodale de PA.

Hypertension is the leading cause of cardiovascular diseases in the world. To detect this disease easily and efficiently, it is necessary to obtain non invasive, continuous, automated and minimally intrusive blood pressure (BP) measurement. None of usual measurement methods succeed in validating all these criteria. Thus, the main goal of this PhD is to develop the proof-of-concept of a wearable device to measure BP. To do that, two different techniques are studied : photo-plethysmography (PPG), an optical technique enabling to obtain blood volume in arteries and ultrasound (US), an imaging technique currently used to obtain images of human tissue, like for example blood vessels. During my PhD, we succeed in showing that both modalities can be used to measure BP. For that, a multi-PPG device has been developed in CEA-Léti LS2P : first experiments with this device has confirmed its capacity to measure pulse wave velocity (PWV) and BP. Parallely, some tests have been done with US at CREATIS and enable to validate another method to measure PWV and BP. Finally, an experiment has been performed with a US probe and our multi-PPG device to test a multimodal processing that demonstrates the value of this bimodal BP measurement.