Conception et optimisation d'un matelas de ballistocardiographie

Design and Optimization of a Ballistocardiography Mattress

• Auteur / Autrice : Claude Elvire Kengoum Pedie
• Direction : François Jouen, Yannick Tillier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 19/12/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École pratique des hautes études (Paris ; 1868-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cognitions humaine et artificielle (Saint-Denis)
• Jury : Président / Présidente : Charles Tijus
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Jouen, Yannick Tillier, Christian Pierre-Yves Rohan, Jean Bergounioux, Bruno Canque, Karla Balaa, Isabelle Desguerre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christian Pierre-Yves Rohan, Jean Bergounioux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Médecine -- Informatique

Condition cardiovasculaire

Monitorage médical

Balistocardiographie

Mots clés libres

Surveillance cardiaque

Modélisation éléments finis

Dispositifs médicaux nonintrusive

Matelas connecté en mousse de polyuréthane

Mesure non-Invasive

Ballistocardiography

Cardiac monitoring

Finite element modeling

Non-Intrusive medical devices

Polyurethane foam smart mattress

Non-Invasive measurement

Résumé

Ce travail de thèse aborde la problématique des méthodes de surveillance des patients, en particulier des nouveau-nés, qui souffrent de limitations en termes de coûts, d'efficacité et d'invasivité. Elle explore une technologie innovante de surveillance non intrusive basée sur la ballistocardiographie (BCG). Cette méthode utilise un matelas équipé de capteurs intégrés pour mesurer les déformations dues à l'activité cardiovasculaire. Pour assurer la précision des mesures, une série d'essais sur des échantillons de mousses de polyuréthane prélevés dans des matelas médicaux a été réalisée, suivie de modélisations numériques validées expérimentalement. Les résultats montrent qu'il est nécessaire d'établir, grâce au modèle numérique, les zones du matelas à privilégier afin d'obtenir des informations précises et fiables sur l'activité cardiovasculaire. Ces travaux ouvrent la voie à des applications médicales en néonatologie, pédiatrie et télémédecine, pour une surveillance cardiaque plus accessible et moins invasive.

This thesis addresses the issue of patient monitoring methods, particularly for newborns, which face limitations in terms of cost, efficiency, and invasiveness. It explores an innovative non-intrusive monitoring technology based on ballistocardiography (BCG). This method uses a mattress equipped with integrated sensors to measure deformations caused by cardiovascular activity. To ensure measurement accuracy, a series of testson polyurethane foam samples taken from medical mattresses was conducted, followed by numerically validated modeling. The results show that it is necessary, through the numerical model, to establish the areas of the mattress to prioritize in order to obtain precise and reliable information on cardiovascular activity. This work paves the way for medical applications in neonatology, pediatrics, and telemedicine, offering more accessible and less invasive cardiac monitoring solutions.