Dispositif à ultrasons basse fréquence pour le diagnostic précoce des escarres par impédance mécanique de la peau

Low-Frequency Ultrasound Device for Pressure Ulcers Early Stage Diagnosis by Skin Mechanical Impedance

• Auteur / Autrice : Elis Marina Sales de Castro
• Direction : Frédéric Giraud, Betty Lemaire-Semail
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 31/05/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP)
• Jury : Président / Présidente : Adrien Badel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Line Dahan, Christian Pierre-Yves Rohan, Masaya Takasaki
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Pigache, Olivier Français

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diagnostic non invasif

Impédance mécanique

Capteurs piézoélectriques

Ultrasons en médecine

diagnostic

Escarres

Mots clés libres

Ultrasons basse-fréquence

Piezoelectric

Pressure Ulcer

Sensor

Ultrasound

Diagnosis

Résumé

L'intégrité de la peau est un sujet important pour les soins de santé. Les lésions provoquées par la pression, le cisaillement et la friction sur les proéminences osseuses, entre autres conditions, constituent une menace pour la santé de la peau. Ces plaies, notamment les escarres, sont longues et coûteuses à traiter, ce qui nuit à la qualité de vie des patients et coûte cher au système de santé. Jusqu'à présent, le diagnostic de l'escarre repose sur des méthodes imprécises, reposant sur la subjectivité du personnel soignant. STINTS, un réseau européen de formation financé par l'action Marie Skodowska-Curie, a proposé divers projets dans le but de comprendre les voies biomécaniques et biochimiques complexes entraînant la perte de l'intégrité cutanée, dont le projet présenté dans cette thèse. L'objectif de ce travail est de développer un nouveau dispositif de détection précoce des PU. L'impédance mécanique mesurée par approche ultrasonore basse fréquence est encore inexplorée dans le domaine des plaies chroniques. L'appareil développé a été utilisé pour analyser les données sur les participants en bonne santé, afin de créer un ensemble de données pour une peau saine. Des tests modifiant certaines conditions de la peau, telles que l'hydratation et la création d'un microclimat, ont été étudiés et des mesures de la mécanique cutanée et d'autres paramètres, tels que l'humidité et la perte d'eau transépidermique, ont été effectuées. Les résultats de ces tests, sur peau saine, indiquent une association entre les paramètres cutanés et les mesures mécaniques. Cette étude n'a cependant pas pris en compte les patients à risque réel d'escarre. D'autres études sont nécessaires pour étudier plus en détail l'aspect diagnostique.

An important topic for the healthcare is skin integrity. Lesions brought on by pressure, shear, and friction over bony prominences, among other conditions, pose a threat to skin health. These wounds, namely Pressure Ulcers, take a long time and a lot of money to treat, which is bad for the patients' quality of life and expensive for the healthcare system. So far, PU diagnosis is made using imprecise methods, relying on the subjectivity of the healthcare staff. STINTS, a European Training Network funded by the Marie Skodowska-Curie Action, proposed various projects with the aim of comprehending the intricate biomechanical and biochemical pathways resulting in the loss of skin integrity, including the project presented in this thesis. The aim of this work is to develop a new device for early stage PU detection. The mechanical impedance measured through low-frequency ultrasound approach is yet unexplored in the field of chronic wounds. The device developed was used to analyse the data on healthy participants, to create a data set for healthy skin. Tests changing certain conditions of skin, such as hydration and microclimate creation were investigated and measurements of skin mechanics and other parameters, such as moisture and trans epidermal water loss were made. The findings from these tests, on healthy skin, indicate an association between skin parameters and the mechanical measurements. This study, however, has not taken into consideration patients in real risk of PU. Further studies are needed to investigate the diagnostic aspect in more detail.