UE3 - Ingénierie biomédicale Période : S4 Code de l`UE

UE3 - Ingénierie biomédicale
Période : S4
Code de l’UE:
Responsables : Daniel Racoceanu, PU UPMC, Laboratoire d’Imagerie Biomédicale, LIB UPMC, CNRS UMR 7371, INSERM U1146, Tél : 01 53 82 84 01, [email protected]
Hamid Kokabi, PU UPMC, Laboratoire d'Electronique et Electromagnétisme, L2E – UPMC, Tél
: 01 44 27 64 57, [email protected]
Marie-Aude Vitrani, MCU UPMC, Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique, ISIR –
UPMC, Tél : 01 44 27 62 51, [email protected]
Secrétariat : Aurore Gilet
Tour 46/00 salle 102, Case courrier 130, téléphone 01 44 27 25 56, [email protected]
DESCRIPTIF DE L’UE
Nombre de crédits: 9 ECTS
Volumes horaires globaux : CM : 42 heures, TD : 24 heures (6 séances de 4 heures), projet
tuteuré : 24 heures .
Barème des examens : mémoire 15/100, oral 15/100, compte rendu de TP 30/100, examen
écrit 400/100.
PRESENTATION PÉDAGOGIQUE DE L’UE : OBJECTIFS ET CONTENU
a) Objectifs pédagogiques :
Cette UE consiste en une sensibilisation des étudiants aux domaines de l’ingénierie
biomédicale (avec un accent particulier sur l’imagerie, l’instrumentation et la robotique) et
leurs différentes applications pour la santé.
En termes de compétences en imagerie biomédicale, l’objectif consiste à assimiler des
éléments de base de physiologie et d'anatomie - à l’origine de la genèse des images
biomédicales, des différentes techniques d'acquisition avec les technologies
correspondantes mises en œuvre. Nous allons dédier aussi une partie de nos efforts pour la
compréhension et la réalisation d’applications en traitement et analyse d'images
biomédicales, afin d’aider les étudiants à faire un choix argumenté entre différentes
techniques d'acquisition et de traitement d'images. In fine, une attention particulière sera
accordée pour transmettre les tendances incontournables pour l’avenir de l’imagerie
biomédicale, permettant d’augmenter son impact dans le diagnostic, le traitement et le
pronostic médical.
Concernant l’instrumentation, nous souhaitons permettre aux étudiants de cerner
l’importance de l’apport des systèmes électroniques et électromagnétiques de diagnostique
et de thérapie, systèmes implantables communicants, instrumentation RF et micro-ondes et
optique pour une meilleure ingénierie de la santé publique et leur donner les outils
d’analyses et la conception des systèmes innovants biomédicaux pour la réduction des coûts
de soins. Les effets biologiques des ondes électromagnétiques et les problèmes de
compatibilité électromagnétique (CEM) des équipements et systèmes biomédicaux seront
également abordés.
Concernant la robotique, notre objectif est de faire que les étudiants prennent conscience
des différentes étapes indispensables à la mise en œuvre d'un dispositif médical : de
l'analyse du besoin (modélisation des mouvements, de l'environnement, des usages...)
jusqu'à la validation du système (analyse statistique des résultats, bénéfice clinique,
acceptabilité...) en passant par la définition du cahier des charges et des spécifications et par
la réalisation pratique de bancs expérimentaux (conception, commande...).
Concrètement, nous souhaitons que les étudiants acquièrent les bases de la modélisation et
de la commande ainsi que les bases de la compétence d'intégration et de l’approche
« système global ».
b) Fonctionnement et contenu :
Les enseignements en cours et TP aborderont les thématiques suivantes :
 Bases physiologiques et anatomiques des signaux biomédicaux pour l’imagerie
médicale
 Techniques et équipements de base d'acquisition d'images
 Initiation au traitement et à l’analyse d'images biomédicales, sémiologie biomédicale,
 Tendances : imagerie intégrative (du moléculaire à l’organisme) et données massives
en imagerie biomédicale
 Bio-capteurs, systèmes implantés dans le corps humain, bio-compatibilité, Bio
télémétrie par RFID
 Bio-batteries et micro-sources d’énergie
 Bio-électromagnétisme, Electro ou Magnéto Encéphalographie (EEG, MEG), Electro ou
Magnéto Cardiographie (ECG, MCG),
 Effets biologique et thérapeutiques des micro-ondes, dosimétrie et conformité aux
normes,
 Stimulation musculaire, neuro-stimulation, cœur artificiel et stimulation cardiaque
 Capteurs magnétiques pour analyses biologiques et diagnostics non invasifs
 Bases de la mécanique du point – application à la robotique médicale
 Base de l'automatique – application à la robotique médicale
 Instrumentation et robotique médicales, domotique
Cette UE abordera 3 thématiques bien identifiées (imagerie, instrumentation et robotique).
L’introduction sera commune aux 3 thématiques puis les cours se décomposeront de
manière à définir pour chaque champ disciplinaire les bases de connaissances théoriques
pour la réalisation d’un projet d’étude bibliographique unique. Ce projet sera réalisé en
groupe pluridisciplinaire pour favoriser les interactions et permettre de compenser
d’éventuels manques disciplinaires via un travail en commun de recherche et de synthèse.
L’étude sur projet se fera sous la forme d’un tutorat. 2 heures de TD seront consacrées à la
constitution des groupes et à la répartition des sujets de mémoires (résumé du sujet,
bibliographie, contact tuteurs) ainsi qu’à la définition des objectifs du projet. Cette étude sur
projet donnera lieu à la remise d’un rapport écrit et d’une soutenance orale commune aux 3
thématiques. Les travaux pratiques, illustrant les 3 thématiques abordées dans cette UE,
permettront aux étudiants de réaliser des bancs expérimentaux et donneront lieu à une
évaluation individuelle. Enfin, l’examen écrit qui surviendra à l’issue de cette UE sera
individuel.