Conception et réalisation d'un dispositif ultrasonore haute-fréquence pour la mesure de vitesse de l'onde de pouls sur des artères superficielles

Design of a high-frequency ultrasonic device for measuring pulse wave velocity on superficial arteries

• Auteur / Autrice : Maxime Benchemoul
• Direction : Claudine Gehin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 25/11/2022
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Membre de : Université de Lyon (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Nanotechnologies de Lyon (Ecully, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Hervé Liebgott
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudine Gehin, Hervé Liebgott, Dominique Certon, Sharon Lori Bridal, Marielle Defontaine, Sébastien Ménigot, Bertrand Massot, Philippe Vince
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Certon, Sharon Lori Bridal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie acoustique

Pression artérielle -- Mesure

Génie acoustique

Mots clés libres

Acoustique appliquée

Pression artérielle

Ultrasons

Vitesse

Onde pouls

Mesure de pression

Imagerie vasculaire

Imagerie ultrasonore

Applied acoustics

Arterial pressure

Ultrasound

Speed

Pulse Wave

Pressure measurement

Vascular Imaging

Ultrasound Imaging

Résumé

La vitesse de l’onde de pouls est un biomarqueur important et adopté cliniquement pour évaluer les risques de maladies cardiovasculaires. Il permet également d’évaluer l’âge et la santé vasculaire du patient. Sa mesure peut être réalisée de manière non-invasive à l’aide d’outils cliniques de référence, de manière ponctuelle et en environnement hospitalier. Or, son suivi en continu de manière « transparente » pour le patient semble plus pertinent et plus reproductible. C’est pourquoi un dispositif ultrasonore pour la mesure non invasive de la vitesse de l’onde de pouls au poignet, sur l’artère ulnaire, a été développé et mis en œuvre au cours de ce projet doctoral. La sonde ultrasonore développée possède une géométrie atypique en H spécialement conçue pour l’imagerie vasculaire de petits vaisseaux superficiels ainsi qu’une méthode de fabrication innovante et compatible avec une production en larges volumes. Les expérimentations réalisées, d’abord à l’artère carotide commune de dix sujets volontaires sains puis à l’artère ulnaire d’un sujet volontaire sain, ont montré des résultats en accord avec la littérature. De plus, les performances de la méthode Doppler proposée sont encourageantes quant à l’intégration future du système ultrasonore dans un dispositif portable miniaturisé.

Pulse wave velocity is an important and widely accepted clinical biomarker for evaluating cardiovascular risks. It is used to assess the patient's age and state of vascular health. Its measurement can be carried out on a one-time and non-invasive way using ''gold standard'' clinical tools, in a clinical environment. However, its continuous monitoring in a ''transparent'' way for the patient seems more relevant and reproducible. This is why an ultrasonic device for the non-invasive measurement of pulse wave velocity at the wrist, on the ulnar artery, was developed and implemented during this doctoral project. The ultrasonic probe developed has an atypical H-shaped geometry specially designed for vascular imaging of small superficial vessels as well as an innovative manufacturing method compatible with large-volume production. The experiments carried out, first on the common carotid artery of ten healthy volunteers, then on the ulnar artery of a healthy volunteer, showed results in agreement with the literature. Moreover, the performance of the proposed Doppler method are encouraging for the future integration of the ultrasonic system in a miniaturized portable device.