Direction de recherche : Dimitri GALAYKO

Co-encadrement : FERUGLIO Sylvain

Conception et réalisation d’un système portable pour l’acquisition et le traitement des signaux d’un biocapteur microondes de diagnostic non invasif de lésions athéromateuses carotidiennes

Les dispositifs médicaux portables basés sur les systèmes électroniques mixtes analogiques numériques sont désormais des outils indispensables aux praticiens de santé pour augmenter l’efficacité des diagnostics, le confort du patient et pour réduire les coûts des soins. Les micro-ondes (MO) représentent un champ d’investigation extrêmement prometteur dans le domaine de la santé. En particulier, les MO ont la propriété de caractériser des tissus biologiques en fonction de leur composition. Une application à très forte relevance clinique serait l’analyse des plaques athéromateuses carotidiennes. En effet, les accidents vasculaires cérébraux (AVC) d’origine carotidienne représentent environ 30% des AVC ischémiques, soit environ 50000 personnes par an en France. Ils constituent la troisième cause de mortalité dans le monde et une cause majeure de dépendance et de handicap. Il n’existe pas à l’heure actuelle de moyen de diagnostic capable de déterminer avec précision le risque d’AVC en rapport avec une lésion carotidienne. A défaut, l’indication chirurgicale repose sur le degré de rétrécissement mesuré en écho-doppler et scanner. Ces méthodes ne tiennent pas compte de la complexité de la plaque et, en particulier, de sa composition. Seule l’histologie est une méthode validée qui permet d’identifier les plaques à risques, dites vulnérables. Cependant, elle est invasive et n’est disponible qu’après la chirurgie, donc son utilité clinique est limitée. La capacité des MO à différencier les tissus biologiques, en fonction de leur composition et d’une manière non invasive, pourrait permettre l’identification des plaques carotidiennes à risque d’AVC en préopératoire. Les résultats préliminaires ex-vivo obtenus à l’aide d’une première version de capteur MO planaire a montré que les plaques carotidiennes symptomatiques (qui ont généré un AVC) ont une constante diélectrique significativement différente des plaques carotidiennes asymptomatiques (qui n’ont pas généré d’AVC). L’objectif de ce projet de recherche doctorale est de concevoir et réaliser un système embarqué pour l’acquisition et le traitement en temps réel des signaux du capteur MO pour valider sa capacité à déterminer en préopératoire le caractère à risque d’AVC d’une plaque carotidienne. Le déroulement de ce projet implique l’optimisation du prototype de capteur, la standardisation du protocole de mesure, le développement du système mixte d’acquisition et de traitement et sa validation expérimentale. Ces développements passeront nécessairement par une phase de modélisation multi-domaine du dispositif et de son environnement. Un tel dispositif percutané, utilisable en pratique clinique, constituerait une avancée médico-scientifique majeure et répondra un besoin de santé publique

Publications 2022-2024

• 2024
  • J. Masini, F. DESHOURS, G. Alquie, O. Meyer, S. Feruglio, D. Galayko, H. Kokabi, J.‑M. Davaine : “Enhancing Complementary Split Ring Resonators Performance for Atherosclerosis Diagnosis”, The IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS), Xi’an, China (2024)
  • J. Masini, N. Benfaddoul, S. Feruglio, D. Galayko, F. DESHOURS, G. Alquie, O. Meyer, H. Kokabi : “Conception d’un système embarqué pour l’analyse de tissus biologiques spécifiques”, Colloque National du GDR SoC2, Toulouse, France (2024)
  • J. Masini, F. DESHOURS, G. Alquie, O. Meyer, S. Feruglio, D. Galayko, H. Kokabi : “Optimisation des performances de résonateurs en anneaux fendus complémentaires (CSRRs) pour le diagnostic de l’athérosclérose”, 23^e Journées Nationales Microondes, Antibes - Juan les Pins, France (2024)
• 2023
  • J. Masini, R. Shahbaz, F. DESHOURS, G. Alquie, S. Feruglio, O. Meyer, D. Galayko, H. Kokabi, J.‑M. Davaine : “Capteur micro-ondes en vue du diagnostic médical de l’athérosclérose”, 9^e édition des Journées d'Etude en TéléSANté (JETSAN), Aubervilliers, France (2023)
• 2022
  • J. Masini, R. Shahbaz, F. DESHOURS, G. Alquie, Ch. El Bastami, H. Kokabi : “Penetration Depth in Multilayered Biological Tissues using a Compact Microwave Biosensor”, 2022 52^nd European Microwave Conference (EuMC), Milan, Italy, pp. 408-411, (IEEE), (ISBN: 978-2-8748-7069-9) (2022)
  • Ch. El Bastami, R. Shahbaz, J. Masini, F. DESHOURS, G. Alquie, H. Kokabi, F. Koskas, J.‑M. Davaine : “Caractérisation diélectrique de tissus biologiques multicouches à l’aide d’un biocapteur micro-ondes”, 22^es Journées Nationales Microondes (JNM), Limoges, France (2022)