I²PHEN : une nouvelle plateforme de télésurveillance médicale basée sur l'Internet des Objets

par Alexis Picard

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Jean-Christophe Lapayre et de Ronnie Muthada Pottayya.

Soutenue le 03-12-2020

à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) (laboratoire) , Université de Franche-Comté (Etablissement de préparation) et de Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Nicolle.

Le jury était composé de Jean-Christophe Lapayre, Ronnie Muthada Pottayya, Christophe Nicolle, Philippe Roose, Didier Donsez, Saïd Tazi.

Les rapporteurs étaient Philippe Roose, Didier Donsez.


  • Résumé

    La télésurveillance médicale est un domaine encore en plein développement en France. C'est une branche de la télémédecine qui a pour vocation de permettre à un médecin de recueillir et d'interpréter à distance les données nécessaires au suivi médical d'un patient. Elle permet, entre autres, d'améliorer le suivi médical à distance des personnes âgées en perte d'autonomie ou atteintes de pathologies chroniques (insuffisance cardiaque, diabète et hypertension artérielle par exemple), et ainsi elle favorise leur maintien à domicile et prévient au plus tôt d'éventuelles hospitalisations.Cette Thèse CIFRE au sein de l'entreprise MainCare (éditeur majeur de solutions digitales pour le monde de la santé) nous a permis de proposer la nouvelle plateforme I²PHEN (IoT Interoperable Platform for Health moNitoring low power) au sein de laquelle le suivi des paramètres de santé du patient est réalisé à l'aide d'objets connectés (tensiomètre, thermomètre, glucomètre, ...) qui communiquent avec la plateforme distante (monitoring de données distribuées). Le serveur de récupération peut alors déclencher des alertes, définies au préalable avec les équipes médicales. Le choix technologique des réseaux utilisés est un point majeur. En effet, les réseaux LPWAN (Low-Power Wide Area Network) offrent une alternative rentable et moins coûteuse en énergie que les réseaux cellulaires pour transmettre des petites quantités de données, sur des distances importantes et à partir de capteurs et d'objets faible puissance alimentés sur batterie. Ce domaine étant nouveau, et encore peu dédié au domaine médical, il a été nécessaire de développer de nouveaux axes de recherche comme COMMA, notre nouvel algorithme adaptatif pour réduire la consommation énergétique et les interférences en mobilités quotidiennes. Le premier verrou a été la consommation énergétique, en relation avec la qualité de service, de ces nouveaux réseaux dans le domaine critique de la santé. Le second verrou, et probablement le plus difficile, a été de proposer des solutions d'interopérabilité pour que les objets connectés puissent dialoguer via ces nouveaux réseaux avec la plateforme distante, par l'intermédiaire d'une passerelle locale (basée sur Arduino). Au final, la plateforme que nous proposons dans notre plateforme permet le télémonitoring des patients de bout en bout, interopérable et économe en énergie.

  • Titre traduit

    I²PHEN : a new medical remote monitoring platform based on the Internet of Things


  • Résumé

    Medical telemonitoring is an area still in full development in France. It is a branch of telemedicine which aims at enabling a doctor in collecting and interpreting remotely the data necessary for the medical follow-up of a patient. It enables, among others, in improving remote medical monitoring of seniors with loss of autonomy or suffering from chronic diseases (heart diseases, diabetes and high blood pressure for example). Hence it encourages their stay at home and to warn as soon as possible of any hospitalizations.This CIFRE Thesis within Maincare company (major publisher of digital solutions for the world of health) allowed us to propose our novel platform I²PHEN (IoT Interoperable Platform for Health moNitoring low power) in which the monitoring of a patient's health parameters is done using connected objects (sphygmomanometer, thermometer, glucometer, ...) which communicates with the remote platform (distributed data monitoring). The central server can then trigger alerts which are defined beforehand with the medical teams. The technological choice of the networks used is a major concern. LPWAN networks (Low-Power Wide Area Network) offer a cost-effective alternative and are less expensive in terms of energy than cellular networks to transmit small amounts of data from sensors and energy efficient objects powered on batteries over important distances. This field being new, and still little dedicated to the medical field, it is necessary to develop new focus of research such as COMMA, a new adaptive algorithm to reduce energy consumption and interference in daily mobility. Hence, the first lock is the energy consumption, in relation to the quality of service (QoS), of these new networks in the critical area of telemedecine. The second lock, and probably the most difficult, is to propose interoperable solutions in which connected objects can interact, through these new networks, with the remote platform through a local gateway (based on Arduino). In the end, the platform that we propose in this PHD allows the telemonitoring of patients from end to end, is interoperable and energy efficient.


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Informations

  • Sous le titre : I²PHEN : une nouvelle plateforme de télésurveillance médicale basée sur l'Internet des Objets
  • Détails : 1 vol. (159p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.145-153. Annexes
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