Système médical intégré de radar pour la surveillance de précision des battements cardiaques et du statut respiratoire

La technologie radar, longtemps réservée au domaine militaire, est maintenant disponible dans le domaine civil pour l'avertissement de collision automobile, ainsi que dans le secteur biomédical pour la mise au point de systèmes de « monitoring » permettant de suivre de manière non invasive les fonctions vitales du patient telles que la respiration ou le rythme cardiaque. Placés au plafond d'une chambre d'hôpital, les systèmes RF biomédicaux peuvent suivre les rythmes cardiaques ou respiratoires de plusieurs patients en même temps. Il est également possible avec ces systèmes de donner l'alarme rapidement dans le cas d'apnée du sommeil ou du syndrome de mort subite chez les nouveaux nés. Une autre application est la surveillance des fonctions vitales du fœtus dans le ventre d'une mère lors de grossesses critiques. Dans un contexte quelque peu différent, ces systèmes RF biomédicaux sont actuellement étudiés pour une surveillance des zones de haute sécurité ou pour la recherche de survivants lors de séismes ou autre catastrophe. Pour cette dernière application, le système RF doit être capable d'assurer deux fonctions: la détection des signaux vitaux et la localisation d'une cible. L'objectif de ce projet de recherche est de concevoir des systèmes radars Doppler permettant de détecter les battements cardiaques et la respiration d'un patient sans contact direct avec la peau. Une analyse de ces systèmes tenant compte des ondes électromagnétiques des tissus humains est proposée. De plus, plusieurs prototypes sont fabriqués et testés. La conception et les résultats de simulations et de mesures sont présentés dans ce mémoire. Trois systèmes opérants à des fréquences différentes ont été réalisés : 5.8 GHz, 24 GHz et 35 GHz. Le choix de la fréquence est justifié par la tendance de miniaturisation du système et l'appartenance à la bande ISM (Industriel, Scientifique, et Médical). Outre les fréquences d'opérations, ces systèmes diffèrent également dans leur architecture et les technologies utilisées. Leurs performances obtenues expérimentalement sont comparées et discutées. De plus, des méthodes de traitement du signal sont appliquées pour séparer le signal du battement de cœur et celui de la respiration.