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Des capteurs ultrasonores embarqués pour le monitoring en santé

©drobotdean sur Freepik
En permettant à chacun de suivre sa forme et sa santé cardiovasculaire au quotidien, les montres connectées gagnent en popularité. Cependant, elles manquent de fiabilité et de robustesse pour la mesure de la pression artérielle. Le CEA-List a développé, en collaboration avec le CEA-Leti et BioMaps, une technologie ultrasonore qui devrait permettre d’augmenter la confiance dans ces outils.

La mesure fiable et robuste en continu de la pression artérielle nécessite de détecter les changements de volume du sang dans les artères liés à sa propulsion par le cœur. C’est pour répondre à ce besoin que nous avons développé une méthode de mesure ultrasonore de la variation du diamètre artériel. Associée à une mesure optique de la vitesse de l’onde de pouls, elle permet de déterminer la pression artérielle dans un système porté développé par le CEA-Leti.

Le dimensionnement optimal de la sonde ultrasonore a été réalisé via les outils de simulation de notre plateforme logicielle CIVA Healthcare, afin d’atteindre le niveau de performances requis pour un système porté au poignet.

Nous avons également conçu des algorithmes permettant de reconstruire l’image de l’artère. Ils ont été optimisés pour une détection et une localisation précise et dynamique des « pics » d’échos provenant des parois proximale et distale, situées de part et d’autre de l’artère du bras. En évaluant l’écart de temps entre ces échos, nous avons pu mesurer en continu son diamètre et ses variations.

Des acquisitions ont été réalisées par le laboratoire d’Imagerie biomédicale multimodale Paris-Saclay (BioMaps) à l’aide d’échographes et de sondes d’imagerie médicale dans un premier temps in vitro, sur des modèles d’artères en silicone de plusieurs diamètres, puis sur l’homme. Ces premières validations in vivo ont montré la capacité de ce système à réaliser des mesures dynamiques du diamètre artériel avec la fiabilité et la robustesse nécessaires pour un dispositif médical porté de mesure de la pression artérielle.

Ont contribué à l’écriture de cet article :

  • Sylvain Chatillon, ingénieur-chercheur au CEA
  • Jean-Luc Gennisson, directeur de recherche à Biomaps

Les excellents résultats obtenus sont très prometteurs et cette synergie a mis en évidence la complémentarité des compétences des différentes équipes du CEA impliquées

Rebecca Cabean

Sylvain Chatillon,

Ingénieur-chercheur — CEA

Ces travaux ouvrent la porte au développement de capteurs ultrasonores embarqués pour le monitoring en santé et le suivi du bien-être.

Rebecca Cabean

Jean-Luc Gennisson

Directeur de recherche — BioMaps

Le chiffre-clé

4
brevets déposés sur cette technologie par ultrasons

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