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Mesures Electroniques sur le vivant

La thématique mesures sur le vivant procède de l'électronique des systèmes et de la mesure. L'exploitation et la caractérisation des interactions des ondes électromagnétiques avec les tissus biologiques et le conditionnement électronique de biosignaux constituent les champs applicatifs développés. Ils sont basés sur la spectroscopie de bioimpédance et la réalisation de biocapteurs en vue d’outils de diagnostic et de dépistage. A moyen terme, ces études visent la réalisation de microsystèmes de type labos sur puce.

Spectroscopie de bio-impédance

La caractérisation électrique des milieux biologiques peut exploiter la spectroscopie de bioimpédance. Un premier travail (caractérisation du sang en régime statique), destiné à la réalisation d'un prototype de "labo sur puce" a été accompli avec le développement de capteurs. Les applications de ces "labos sur puce" visent un diagnostic par variation des propriétés électriques des cellules biologiques et leur comportement fréquentiel. (Collaboration équipe Micro et nanosystèmes et réalisation technologique CC MiNaLor).  Un dispositif microfluidique a aussi été réalisé pour la spectroscopie d’impédance électrique par bio-capteur à micro-électrodes, pour la cytométrie de flux de cellules sanguines. Les mesures effectuées permettent, après application des modèles développés, de déterminer les paramètres intrinsèques de chacune des cellules à caractériser (taille, morphologie, propriétés de la membrane, du cytoplasme, etc.).

CEM des implants médicaux actifs

L’étude de l’immunité des implants cardiaques aux champs électriques basse fréquence (50/60 Hz) est menée avec EDF : modélisation de l’ensemble corps humain-implant, métrologie d’essais, distribution des lignes de potentiel, champ électrique induit pour une source magnétique en position verticale sous CST. Une plateforme instrumentale est destinée à générer le champ électrique et faire les mesures sur un fantôme électromagnétique en gélatine. La modélisation par éléments finis de l’ensemble corps-humain-implant soumis à un champ électrique est basée sur la formulation quasi-statique des équations de Maxwell. Elle permet de déterminer la répartition du potentiel électrique dans cet ensemble. L’objectif est de déterminer les seuils de dysfonctionnement éventuels des défibrillateurs cardiaques implantables aux basses fréquences, notamment pour l’analyse du risque avant le retour sur poste d’un travailleur ayant reçu un implant cardiaque.

Mots-clés : biocapteurs, mesures électroniques, caractérisation électromagnétique, spectroscopie d’impédance, modélisation des interfaces microélectronique-vivant