Acquisition, traitement des signaux électrophysiologiques multi-sources de l'abdomen, et analyse combinée à l'IRM: application à l'électroentérographie

Collection of the electrophysiological signals of the torso and the abdomen with a MRI compatible patch of electrodes: Application to the Electroenterogram and bowel motility.

• Auteur / Autrice : Martin Doguet
• Direction : Freddy Odille, Matthieu Doyen
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Automatique, Traitement du signal et des images, Génie informatique
• Date : Inscription en doctorat le 17/03/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IADI - Imagerie Adaptative Diagnostique et Interventionnelle

Mots clés

Mots clés libres

Patch d'électrodes;

Motricité intestinale

EEnG

Traitement du signal

Irm

Mri

Patch of electrodes

EEnG

Signal processing

Bowel motility

Résumé

L'acquisition des signaux électrophysiologiques ExG à la surface de l'abdomen regroupe des signaux provenant de différentes sources bioélectriques, qui peuvent être notamment d'origine cardiaque (électrocardiogramme, ECG), musculaire (électromyogramme, EMG), gastrique (électrogastrogramme, EGG) ou encore intestinale (électroentérogramme, EEnG). L'étude de l'EGG et de l'EEnG présente un intérêt potentiel pour le diagnostic et le suivi des patients souffrant d'anomalies de motricité gastrique ou intestinale, rencontrées dans des pathologies telles que la maladie de Crohn ou les troubles fonctionnels intestinaux. Cependant ces signaux étant de faible amplitude, ils sont perturbés par des signaux d'amplitude supérieure comme l'ECG ou l'EMG. L'objectif de ce projet est de développer un système d'acquisition, de traitement et d'analyse de l'ensemble des signaux électrophysiologiques ExG présents au niveau de l'abdomen (ECG, EMG, EGG, EEnG…). Ce système sera composé d'une partie acquisition couplée à des outils de traitement et d'analyse qui permettront de discriminer et localiser ces signaux et leurs sources. Nous nous intéresserons particulièrement au signal EEnG et à sa relation à la motricité de l'intestin. En complément des signaux EEnG, nous utiliserons l'imagerie par résonance magnétique (IRM) afin de comparer et valider les métriques issues du signal EEnG à la mesure directe, dans les images IRM dynamiques, des mouvements de contraction intestinale. Le prototype développé sera composé d'un patch d'électrodes (ou d'un textile instrumenté) connecté à une électronique d'acquisition, et d'un logiciel d'analyse, permettant un monitorage du patient sur une période longue (entre 8h et 48h). Les applications médicales envisagées sont les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin et les troubles fonctionnels intestinaux, pour lesquels il n'existe pas actuellement de technique de mesure sur une longue durée, à des fins de diagnostic ou de suivi pour évaluer la réponse au traitement

The acquisition of electrophysiological ExG signals on the abdominal wall refers to signals originating from different bioelectrical sources, which may be from cardiac origin (Electrocardiogram, ECG), muscular origin (Electromyogram, EMG), gastric origin (Electrogastrogram, EGG) or from intestinal origin (Electroenterogram, EEnG). The study of EGG and EEnG presents a potential interest for the diagnosis and the monitoring of patients suffering from intestinal or gastric motility dysfunction such as Crohn disease or functional bowel disorders. However, those low amplitude signals are being disturbed by higher amplitude ones such as the ECG or the EMG. The goal of this project is to develop an acquisition, processing and analysis system for all electrophysiological ExG signals on the abdominal wall (ECG, EMG, EGG, EEnG ). This system will be composed of one or multiple patches of electrodes paired with processing or analysis methods allowing to discriminate and localize the signals and their sources. We will focus on the EEnG signal and its relationship with intestinal motility. In addition to the EEnG signals we will use Magnetic Resonance Imaging (MRI) in order to compare and validate metrics extracted from the EEnG signal against the direct measurement of intestinal contractions in dynamic MRI. The prototype will be composed of a patch of electrodes (or an instrumented textile) connected to an acquisition system and an analysis software allowing to monitor a patient for a long time (8h to 48h). The planned medical applications are chronic inflammatory bowel diseases or functional bowel disorders for which there is no long-time measurement methods for diagnosis or for monitoring treatment response.