Electronics for Biomedical Engineering

Libellé du cours :	Electronics for Biomedical Engineering
Département d'enseignement :	EEA / Electronique Electrotechnique Automatique
Responsable d'enseignement :	Monsieur MARC GOUEYGOU
Langue d'enseignement :	Anglais
Ects potentiels :	4
Grille des résultats :	Grade de A+ à R
Code et libellé (hp) :	G1G2_ED_EEA_EBE - Electronics for Biomedical Eng

Equipe pédagogique

Enseignants : Monsieur MARC GOUEYGOU / Madame CATHY SION / Madame LINDA PEROUX / Monsieur ABDELKRIM TALBI / Monsieur BAPTISTE MATHMANN / Monsieur NICOLAS TIERCELIN / Monsieur OLIVIER BOU MATAR-LACAZE / Monsieur OTHMANE MARBOUH / Monsieur YANNICK DUSCH
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires

Résumé

Les capteurs biomédicaux jouent un rôle essentiel dans le diagnostic des maladies, et de façon plus générale, dans l'évaluation de l'état de santé et de la condition physique des individus. Parmi ceux qui sont largement utilisés dans le contexte clinique, on trouve l'électrocardiogramme (ECG), l'électroencéphalogramme (EEG), l'électromyogramme (EMG), ou encore le capteur de pouls optique (PPG). Ces capteurs transforment les signaux physiologiques, d'origine ionique, optique ou acoustique, en signaux électriques. Ces derniers sont ensuite conditionnées par un interface électronique adaptée qui les transforme en données exploitables pour le diagnostic. L'électif "Electronics for Biomedical Engineering" se concentre sur les circuits et le traitement analogique du signal nécessaires au bon conditionnement des signaux physiologiques. En effet, l'électronique associée aux capteurs biomédicaux présente des contraintes et des défis spécifiques : faible rapport signal/bruit, sécurité électrique, encombrement, portabilité... D'autant plus que la tendance actuelle est de développer des objets connectés médicaux (IoTM) qui permettraient un suivi du patient hors de l'hôpital. Cet électif est une introduction à l'électronique des fonctions et au traitement analogique des signaux à travers le prisme de l'instrumentation médicale. On distingue 5 fonctions principales : amplification, filtrage, génération de signaux, détection de signaux bruités, conversion analogique-numérique. Le problématique de la mesure des signaux physiologiques est abordée à travers un exemple concret d'examen médical utilisant des capteurs multiples : l'évaluation fonctionnelle du sommeil ou polysomnographie. Chaque fonction est abordée de matière théorique, par des séminaires, puis pratique, à travers des TP. L'étude des différentes fonctions conduit à la réalisation, sous forme de mini-projet, d'une chaîne d'acquisition complète pour différents capteurs : ECG, PPG, capteur de déplacement (LVDT), spectrométrie d'impédance électrique (EIS).

Objectifs pédagogiques

À l’issue du cours, l’élève sera capable de : - Savoir déterminer dans un schéma électronique la fonction des différents composants. - Savoir définir à partir d’un cahier des charges le synoptique du montage à réaliser. Contribution du cours au référentiel de compétences ; à l’issue du cours, l’étudiant aura progressé dans : - Capacité à inventer des solutions créatives, ingénieuses, originales (1.1). - Capacité à élargir à d'autres usages un outil ou un concept (1.2). - Capacité à stimuler son imagination (1.3). - Capacité à concrétiser ou à réaliser un prototype (1.9). - Capacité à comprendre et formuler le problème (hypothèses, ordres de grandeur, etc...) (2.1). - Capacité à reconnaître les éléments spécifiques d'un problème (2.3). - Capacité à identifier les interactions entre éléments (2.4). - Capacité à proposer un ou plusieurs scénarios de résolution (2.5). - Capacité à converger vers une solution acceptable (suivi hypothèses, ordres de grandeur ...) (2.7).

Objectifs de développement durable

Modalités de contrôle de connaissance

Contrôle Continu
Commentaires: - Quizz de connaissance en début des séances de Cours / TD. - Note sur les exercices de TD. - Evaluation du travail durant les séances de Mini-Projet. - Mini-projets i) Système de conditionnement/acquisition pour un capteur de température à l’aide d’un résonateur à quartz. ii) Système de conditionnement/acquisition d’un capteur de température (thermistance ou thermocouple). iii) Capteur optique de pouls (photopléthysmographe). iv) conditionneur d'un capteur de déplacement linéaire.

Ressources en ligne

- LTSpice : <http://www.linear.com/designtools/software/> - Supports des cours, exercices. - Livres de référence. - Liens vers des cours/illustrations sous forme de vidéos en ligne.

Pédagogie

Séquencement / modalités d'apprentissage

Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) :	0
Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) :	0
Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) :	0
Nombre d'heures en Séminaire :	24
Nombre d'heures en Demi-séminaire :	0
Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) :	24
Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) :	0
Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) :	0
Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) :	0
Nombre d'heures en Heures Projets :	0

Pré-requis

Aucun

Nombre maximum d'inscrits

64

Remarques