Bladder Volume Decoding from Afferent Neural Activity

Lorsque les fonctions de stockage et de miction de la vessie échouent à la suite de traumatismes médullaires, ou en raison d'autres maladies neurologiques, de conditions de santé ou au vieillissement, des complications graves pour la santé du patient se produisent. Actuellement, il est possible de restaurer partiellement les fonctions de la vessie chez les patients réfractaires aux médicaments à l'aide des neurostimulateurs implantables. Pour améliorer l'efficacité et la sécurité de ces neuroprothèses, il faut un capteur de la vessie capable de détecter l'urine stockée afin de mettre en place un système en boucle fermée qui applique la stimulation électrique uniquement lorsque nécessaire. Le capteur peut également servir à aviser les patients ayant des sensations affaiblies pour les aviser en temps opportun le moment où la vessie doit être vidée ou quand un volume résiduel postmictionnel anormalement élevé reste après une miction incomplète. Dans cette thèse, on présente de nouvelles méthodes de mesure, ainsi qu'un processeur de signal numérique dédié pour décoder en temps réel le volume de la vessie à partir des enregistrements neuronaux afférents provenant des récepteurs naturels présents dans la paroi de la vessie. Nos principales contributions sont rapportées dans trois articles de journaux avec comité de lecture. On présente d'abord une revue exhaustive de la littérature comprenant des articles de journaux, des brevets et les livres les plus réputés portant sur l'anatomie, la physiologie et la physiopathologie du tractus urinaire inférieur ainsi que sur la mesure du volume ou la pression de la vessie. Cette étude nous a permis d'identifier les besoins qu'un capteur de la vessie doit satisfaire pour être utilisé dans des applications chroniques telles que celles proposées dans cette thèse. On présente aussi le résultat d'une analyse exhaustive des caractéristiques anatomiques et physiologiques de la vessie que nous avons identifiées d'avoir exercé une influence, ou même d'avoir empêché, la réalisation d'un tel capteur dans des études faites au cours des dernières années. Sur la base de cette étude et de l'évaluation systématique des méthodes de mesure pour la vessie, on a conclu que le principe de mesure le mieux adapté pour la surveillance chronique du volume de la vessie était la détection, la discrimination et le décodage de l'activité neuronale afférente découlant des récepteurs spécialisés du volume (mécanorécepteurs), au sujet desquels certains auteurs ont émis l'hypothèse de leur existence dans la muqueuse interne de la vessie. Ensuite, on présente la méthode de mesure qui permet d'estimer en temps réel le volume de la vessie à partir de l'activité afférente des mécanorécepteurs. Notre méthode a été validée avec les