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Je rends grâce à dieu de m’avoir donné le courage et la volonté ainsi que la co

Je rends grâce à dieu de m’avoir donné le courage et la volonté ainsi que la conscience d’avoir pu terminer mes études. Je dédie ce modeste travail à :  Ma très chère mère, et mon très cher père, à leur grand sacrifice et le dévouement pour mon bonheur. Mes frères et sœurs, et toute ma famille.  A mes amis et toute personne qui ma aidée de loin ou de prés.  A toute ma promotion: ibm. Mounir Dédicaces Je dédie ce modeste travail A mes chers parents et mes chers frères. A toute la famille ZIANI CHERIF A tous mes amis. A tous la promotion IBM A tous ceux qui m’ont aidé durant ma vie universitaire. SELMEN Nous remercions tout d’abord, Allah qui nous a donné la force et le courage a fin de parvenir à élaborer ce modeste travail . Tout d’abord, ce pfe ne serait pas aussi riche et n’aurait pu voir le jour sans l’aide et l’encadrement de notre encadreur Mr BENALI RADOAUN nous le remercions pour la qualité de son encadrement, sa rigueur et sa disponibilité, ses remarques fructueuses et ses directives précieuses, qui ont contribué efficacement à l’avancement de ce travail. Nous adressons de même nos remerciements aux membres du jury et au président du jury qui a accepté les rôles d’examinateurs et surtout à cette circonstance se fit un grand honneur pour nous. Nous adressons en particulier nos remerciements à Mr OMARI TAHAR de nous avoir accordé de leur temps avec gentillesse et sympathie permanente et nous en serons très reconnaissants. Nous profitons à cette opportunité d’exprimer notre gratitude à tous nos enseignants qui ont contribué par leur collaboration, disponibilité et sympathie durant toute notre formation. SOUMMAIRE Dédicace Remerciements Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale Chapitre 1 : Phonocardiographie et bruits cardiaques 1.1 Introduction ……………………………………………… .…… ……………......1 1.2 Anatomie du Cœur …………………………………………………………………...1 1.3 Révolution cardiaque …………………………..…………………………………..3 1. 3.1 Contraction ventriculaire …………………………………………………..3 1.3.2 Ejection ventriculaire ……………………………………………………....4 1.3.3 Relaxation… ……………………………………………………………… .4 1.3.4 Remplissage....................................................................................................4 1.4 Description du Signal Phonocardiographique.…………………………………………………………5 1.4.1.1. Bruit B1........................................................................................................6 1.4.1.2. Bruit B2........................................................................................................7 1.4.1.3. Bruit B3 …………………………………………………………………...7 1.4.1.4. Bruit B4........................................................................................................8 1.4.3. Altération du fonctionnement normal du cœur...........................................................9 Conclusion............................................................................................................................12 Chapitre 2 : Etude de stéthoscope électronique 2.1 Introduction..............................................................................................................13 2 .2 Le Capteur...............................................................................................................14 2.2.1 Le Microphone a contact (accéléromètre piézoélectrique)……………….....14 2.2.2 Microphone Dynamique ................................................................................15 2.2.3 Le Microphone à Condenseur ........................................................................16 2.2.4 Le microphone Electret (ECM) .....................................................................16 2.3 Le conditionnement du signal ................................................................................18 2.3.1 Capteur ..........................................................................................................18 2.3.2 L’amplification ..............................................................................................19 2.3.3 Le filtrage ......................................................................................................21 2.4 Test et validation du circuit........................................................................................25 Conclusion.........................................................................................................................28 Chapitre 3 : Réalisation pratique du stéthoscope électronique 3.1. Introduction...............................................................................................................29 3.2. Le circuit réalisé........................................................................................................29 3.2.1 Alimentation du circuit................................................................................34 3.2.2. Circuit réalisé .............................................................................................36 3.3. Acquisition du signal PCG .....................................................................................37 3.3.1. La carte son du PC.......................................................................................37 3.3.2. Développement du logiciel d’acquisition.....................................................39 3.3.2.1. Les programmes développés.........................................................40 A) Programme d’acquisition en temps réel ...................................40 B) Programme d’enregistrement de données.................................41 C) Programme d’analyse du Signal PCG ......................................43 Conclusion........................................................................................................................45 Conclusion générale ……………………………………………………..……………...46 Annex Bibliographie Résumé Abstract Liste des figures Chapitre 1 : Phonocardiographie et bruits cardiaques 1.1. Un stéthoscope (a) et son utilisation par un médecin pour écouter les bruits cardiaque (b) 1.2. Description anatomique du myocarde………………………………………………….2 1.3. Coupes longitudinales et transversales d’une valvule cardiaque dans les positions (a) ouverte et (b) fermée …………………………………………………………………3 1.4. Les Événements et les changements qui se produisent au cours d'un cycle cardiaque . 6 1.5. Signal Phonocardiographique normal……………………………………………………7 1.6. Relation entre les bruits cardiaque et la contraction cardiaque…………………………9 1.7. Signal PCG avec la présence d’un souffle diastolique…………………………………10 1.8. Valvule aortique dans les cas sténose et normal………………………………………10 1.9. Sténose au niveau de l’artère en (a) et rétrécissement de l’aorte en (b)……………11 1.10. Spectre des bruits cardiaques……………………………………………………………………………………12 Chapitre 2 : Etude de stéthoscope électronique 2.1. Le schéma bloc du Stéthoscope électronique…………………………………………13 2.2. Un microphone piézoélectrique………………………………………………………15 2.3. Le microphone dynamique……………………………………………………………15 2.4. Le microphone à condensateur………………………………………………………16 2.5. Le microphone à electret………………………………………………………………17 2.6. Photo du capteur ECM…………………………………………………………………18 2.7. Les éléments nécessaires pour le capteur des bruits cardiaques………………………19 2.8. Capteur réalisé …………………………………………………………………………19 2.9. Schéma électrique de l’amplificateur…………………………………………………20 2.10. Circuit de l’amplificateur réalisé sur plaque d’essai……………………………………20 2.11. Test de l’amplificateur…………………………………………………………………21 2.12. Filtre RC………………………………………………………………………………22 2.13. Filtre RC sur plaque d’essai……………………………………………………………22 2.14. Fonction du transfert du filtre passe bas………………………………………………23 2.15. Filtre passe haut…………………………………………………………………………24 2.16. Le filtre passe haut réalisé sur plaque d’essai…………………………………………24 2.17. Fonction du transfert du filtre passe haut………………………………………………25 2.18. Circuit générale réalisé sur plaque d’essai……………………………………………26 2.19. Circuit réalisé pendant la phase de test…………………………………………………26 2.20. L’allure du signal obtenu visualisé sur oscilloscope……………………………………27 2.21. Le signal PCG obtenu sur oscilloscope………………………………………………27 Chapitre 3 : Réalisation pratique du stéthoscope électronique 3.1. Le circuit électronique du stéthoscope réalisé……………………………………………………………30 3.2. Régulateur de tension……………………………………………………………………31 3.3. Le circuit imprimé correspondant………………………………………………………32 3.4. L’emplacement des composants…………………………………………………………32 3.5. Circuit réalisé……………………………………………………………………………33 3.6. Alimentation symétrique de ±12Volt……………………………………………………34 3.7. Circuit imprimé de l’alimentation symétrique (a) et l’emplacement des composants électroniques (b)………………………………………………………………………35 3.8. Circuit de l’alimentation réalisée………………………………………………………35 3.9. Stéthoscope électronique réalisé…………………………………………………………36 3.10. Signal PCG détecté par notre stéthoscope électronique…………………………………36 3.11. Carte son du PC (a) et l’emplacement des connecteurs audio sur un ordinateur personnel portatif …………………………………………………………………………………36 3.12. Fiche jack 3,5 utilisée pour la connexion avec le PC……………………………………38 3.13. Connexion de notre circuit avec l’ordinateur……………………………………………39 3.14. Logiciel d’acquisition en temps réel sous Labview……………………………………40 3.15. PCGOnlineView : Logiciel d’acquisition en temps réel sous Matlab…………………41 3.16. PCGrecord Logiciel d’enregistrement de patients avec leurs signaux PCG……………42 3.17. PCGanalysis Logiciel de traitement du signal PCG……………………………………44 3.18. Organigramme montrant les étapes de l’algorithme de calcul du rythme cardiaque……45 Liste des tableaux 1.1. Les caractéristiques temporelles et fréquentielles des bruits cardiaques………………………11 2.1. Comparaison entre les caractéristiques des microphones………………………………………………17 3.1 Base de données de signaux PCG sur de différents patients…………………………....43 Introduction générale Le signal Phonocardiographique (PCG) est riche en informations en relation avec l’hémodynamique cardiovasculaire moins perceptible par l’oreille humaine, notamment pour la détection des souffles diastoliques de faible intensité. L’examen d’auscultation des bruits cardiaques est un outil fondamental dans le diagnostic des maladies cardiaques. Il est considéré comme la technique la plus couramment utilisée comme un outil de diagnostic primaire et dans les cas d’indisponibilité des équipements médicaux sophistiqués (comme dans les pays sous développés). Cependant, la détection des symptômes pertinents constituant un diagnostic basé sur les bruits cardiaques auscultés dans un stéthoscope est une tache compliqué et difficile pour les médecins et qui demande des années d’entrainement pour à l’acquérir et l’affiner. Une partie de cette difficulté provient du fait que les bruits cardiaques sont souvent séparés les uns des autres par moins d'une période de 30 millisecondes *Cra’88+. En outre, les bruits cardiaques caractérisant les troubles cardiaques ont généralement beaucoup moins d'énergie que les sons cardiaques normaux. Cela rend la tâche de détection acoustique plus difficile pour le médecin. De plus, même si la capacité d'effectuer l'auscultation est acquise par un médecin, il n'existe pas de manière organisée pour faire apprendre cette compétence aux autres médecins notamment les médecins stagiaires en apprentissage. Cela constitue un défi supplémentaire pour apprendre à écouter les bruits du cœur. Il serait intéressant que les avantages de l'auscultation puissent être illustrés sur un tracé graphique en utilisant un équipement qui est peu coûteux, robuste et facile à utiliser. Les stéthoscopes souvent utilisés par les médecins sont des dispositifs acoustiques purement passifs qui permettent d’ausculter les bruits générés par le cœur. La simplicité de ces dispositifs est éclipsée par une qualité sonore peu convaincante. Ces dispositifs sont également difficiles à s'interfacer avec des technologies modernes telles que des ordinateurs pour enregistrer et analyser les bruits cardiaques. Le but de ce travail est de concevoir et développer un stéthoscope électronique de moindre coût et qui a une meilleure réponse acoustique, et en plus peut s'interfacer avec les technologies modernes mieux que le stéthoscope acoustique ordinaire. Le manuscrit de ce mémoire de projet de fin d’étude suit cette organisation : Dans le Chapitre I, nous présentons un aperçu sur l’origine des bruits cardiaques en décrivant l’hémodynamique cardiaque. En vue de quantifier l’apport de chacune des valvules, et d’avoir une brève description sur la nature et l’allure du signal des bruits cardiaques connu par le signal phonocardiogramme PCG. Dans le deuxième chapitre, nous présentons les différentes parties utiles pour la conception de notre stéthoscope électronique ainsi que les résultats de tests de chaque circuit pour un choix judicieux de chaque circuit. Un troisième et dernier chapitre qui présente le circuit finale de notre stéthoscope électronique avec les différents programmes et logiciels que nous avons développé et qui permettent l’acquisition, l’enregistrement et le traitement numérique du signal phonocardiographique PCG acquis a travers notre circuit. Chapitre 1 : Phonocardiographie et bruits cardiaques Introduction L’auscultation des bruits générés par le cœur au moment de ses contractions est l’une des méthodes les plus couramment utilisées par les médecins pour diagnostiquer les maladies cardiovasculaires et respiratoires. L'outil d’auscultation le plus répandue dans le domaine cardiologique est le stéthoscope. Un médecin expérimenté peut diagnostiquer un large éventail d'anomalies cardiovasculaires, y compris les sténoses mitrale et aortique ainsi que les souffles systoliques, mais de nombreuses anomalies sont souvent manquées en raison d'une incapacité à appliquer une écoute sélective parmi les différentes composantes qui accompagnent le cycle cardiaque, ou une incapacité naturelle à détecter les fréquences en dehors uploads/Geographie/ mast-gbm-hamza-ziani-cherif.pdf