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MEMOIRE DE FIN D’ETUDES/END OF COURSE DISSERTATION Mémoire Présenté par: EYOMAN

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES/END OF COURSE DISSERTATION Mémoire Présenté par: EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia Matricule : 17U130 Présenté et Soutenu en vue l’obtention du DIPET II en INGENIERIE MEDICALE ET BIOMEDICALE Sous la direction d : M. Tiedeu Alain Bertin Professeur titulaires des universités THEME: MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTICNON-INVASIF DU PALUDISME Université d’Ebolowa ************ école normale d’enseignement technique ************* département d’ingénierie médicale et biomédicale University of Ebolowa ************ higher technical tearchers training college of ebolowa ************ department of medical and biomedical engineering Annéeacadémique : 2021/2022 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME DEDICACE Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 1 A MES PARENTS MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME REMERCIEMENTS Nous tenons tout d’abord a rendre grâce au seigneur tout puissant pour le souffle de vie qu’il nous accorde et d’avoir permis ce travail. Ce travail est le fruit des efforts combinés de plusieurs personnes à qui nous exprimons et notre reconnaissance et nos remerciements les plus sincères. Nous tenons à remercier le Professeur NDJAKOMO ESSIANE Salomé, Directeur de l’ECOLE NORMALE SUPERIEURE ENSEIGNEMENT TECHNIQUE de l’université d’Ebolowa Nous remercions le Professeur TIEDEU ALAIN BERTIN chef de département d’ingénierie médicale et Biomédicale pour sa grande disponibilité, ses conseils et son implication active pour l’aboutissement de ce travail. Nos remerciements vont aux membres du jury qui ont bien voulu évaluer notre travail Nos remerciements à nos enseignants a l’université d’Ebolowa, pour l'encadrement pendant notre formation avec qui nous avons eu l'honneur et le plaisir de travailler. Leurs compétences, leurs conseils, leurs critiques, leur rigueur scientifique et leur entière disponibilité nous ont permis de recevoir une bonne formation. Merci pour vos échanges scientifiques et que Dieu vous bénisse abondamment pour tout le travail abattu et vous comble de ses grâces. Nos remerciements à tous le personnel enseignant de l’ENSET de l’Université d’Ebolowa pour le dévouement qu’ils ont toujours manifesté pour la réussite de notre formation. Un remerciement à ma famille et en particulier à mes frères et sœurs dont la contribution a été inestimable. nos remerciements à MBASSI TSALLA GILLES AYMAR, NANSEU WANGANG CALVINE, GUEGUIMENE JIOFACK STELLA, MVELE LINGE MARTIAL, tous futurs enseignants et camarades pour les moments chaleureux, conseils et la disponibilité dont ils ont fait preuve. nous avons formé une famille pendant notre cursus jusqu'à la rédaction de ce mémoire. Nous exprimons également nos remerciements à MVONDO VALENTIN pour son soutien Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 2 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME ABREVIATIONS ADN : Acide desoxyribonucleique Elisa : Enzyme linked immunoabsorbant assay HRP : histidine rich protein IgG : immunoglobine G IgA : immunoglobine A OMS : organisation Mondial de la sante PCR : polymerase chain reaction PfLDH :enzyme de la lactase deshydrogenasede plasmodium falciparum PfHRP II : protéine II riche en histidine de P.falciparum pLDH : la lactate déshydrogénase de P. falciparum PSSP17 : QBC : Quantitative Buffy coat RBC : Globule rouge Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 3 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME RESUME Ce travail déroule les étapes de mise en œuvre d’un prototype de diagnostic non- invasif du paludisme. Il existe trois techniques non-invasives de diagnostic du paludisme qui sont : le diagnostic du paludisme par les urines, le diagnostic du paludisme par la salive et le diagnostic du paludisme par les propriétés optiques du parasite. Parmi les différentes techniques non –invasive pour le diagnostic du paludisme nous avons choisi la méthode de diagnostic par les propriétés optiques du parasite plus précisément la technique par spectrophotométrie optique qui permet de déterminer l’absorbance de l’hemozoine (particule pigment malarique). Il a donc été question de faire le calcul théorique de l’absorbance pour le doigt d’un patient infecté ou non et de comparer les résultats avec ceux de la littérature ; concevoir le dispositif qui assurera le diagnostic du paludisme ; Mesurer les résultats du dispositif expérimental ; Analyser les résultats expérimentaux trouvés avec les résultats théoriques. Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 4 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME ABSTRACT This work unfolds the stages of implementation of a prototype for the diagnosis of malaria by the optical properties of the parasite. Among the various methods used for the non-invasive diagnosis of malaria we have chosen the method of diagnosis of malaria we have chosen the method of diagnosis of malaria finally a user interface communicating with an electronic card which ensures the effective switching of the sources. The electronic card takes as input the different sources whose parameters are displayed on the interface and are analysed by state machine which decides on the presence of malaria Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 5 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME Liste des tableaux Tableau 1 : coefficients d’absorption et de diffusion du doigt sain………………………….. Tableau 2: détermination de l’Absorbance………………………………………………….. Tableau 3 : caractéristiques électriques du Laser……………………………………………… Tableau 4 : Caractéristiques électriques de la photodiode…………………………………… Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 6 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME LISTE DES FIGURES Figure 1: Répartition géographique du paludisme dans le monde ………………………… Figure 2:Répartition géographique du P.falciparum dans le monde……………………. Figure 3:Répartition géographique du P. malariae dans le monde………………………… Figure 4: Répartitiongéographiquedu P .oval dans le monde……………………………... Figure 5: Répartition géographique du P.vivax dans le monde …………………………… Figure 6: Dispositif de diagnostic du paludisme par la salive………………………………….. Figure7:moustique anophele ………………………………………………………. Figure 7:transformation de la cellule après infection………………………………………………………………… Figure 8: test du paludisme par l'urine…………………………………………………………. Figure 8: image d'un laser……………………………………………………………………… Figure 9: model de pouce et couche…………………………………………………………….. Figure10: circuit convertisseur courant-tension sur proteus………………………………… Figure11:circuit d'absorption sur proteus………………………………………………… Figure 9: circuit de réflexion sur proteus……………………………………………………… Figure 10:temps de réponse de la photodiode…………………………………………………………………… Figure 11:circuit de diffusion sur proteus …………………………………………………… Figure 12:schema annoté de l’ESP32……………………………………………………………………. Figure 13:image de la boite noire contenant le laser et les photodiodes……………………. Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 7 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME Table des matières DEDICACE...............................................................................................................................................1 REMERCIEMENTS...................................................................................................................................2 ABREVIATIONS........................................................................................................................................3 RESUME..................................................................................................................................................4 ABSTRACT...............................................................................................................................................5 Liste des tableaux...................................................................................................................................6 LISTE DES FIGURES.................................................................................................................................7 INTRODUCTION GENERALE....................................................................................................................9 Chapitre 1 REVUE DE LITTERATURE......................................................................................................11 I. GENERALITES SUR LE PALUDISME............................................................................................11 1.1 HISTORIQUE DU PALUDISME [2].............................................................................................11 1.1.1 EPIDEMIOLOGIE [3]..........................................................................................................12 1.1.2 AGENT PATHOGENE.........................................................................................................13 1.1.3 PASSAGE DES CELLULES SAINES AUX CELLULES INFECTEES : PRODUCTION DE L’HEMOZOINE...........................................................................................................................16 1.1.4 SYMPTOMES...................................................................................................................18 1.2 DIAGNOSTICS DU PALUDISME [5]...........................................................................................18 1.3 PRÉSENTATION DU MODÈLE CHOISI DANS CE TRAVAIL.........................................................28 Chapitre 2 METHODOLOGIE.................................................................................................................30 2. ETUDE THEORIQUE..................................................................................................................30 2.1 INTERACTION DE LA LUMIERE AVEC LE CORPS HUMAIN [17].................................................30 2.1.2 ABSORPTION, DIFFUSION ET REFRACTION DANS LES TISSUS HUMAINS.........................30 2.1.3 ANATOMIE DU DOIGT......................................................................................................32 2.2 ETUDE PRATIQUE....................................................................................................................38 2.2.1 Diagramme bloc..............................................................................................................39 2.2.2 SCHEMA DETAILLE...........................................................................................................39 2.2.3 DIMENSIONNEMENT DU DISPOSITIF..............................................................................40 Chapitre 3 RÉSULTATS..........................................................................................................................48 Conclusion générale.......................................................................................Erreur ! Signet non défini. Référence :...........................................................................................................................................51 Rédigé par EYOMAN MEVA’A Catherine Claudia 2021/2022 Page 8 MISE AU POINT D’UN DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC NON-INVASIF DU PALUDISME INTRODUCTION GENERALE Le paludisme est une maladie infectieuse causée par des parasites protozoaires du genre plasmodium et est transmis par la femelle Mosquito Anophèles. L’infection entraine une détérioration des globules rouges. Le paludisme reste l’une des maladies les plus infectieuses les plus mortelles au monde. En particulier en Afrique tropicale. La précision, la fiabilité, la vitesse et le cout des méthodes invasives utilisées pour le diagnostic du paludisme sont très importantes dans son traitement et son éradication. Le diagnostic basé sur la détection des parasites dans le sang (frottis sanguin, goutte épaisse, Test de diagnostic rapide, réaction en chaine par polymérase.) est la méthode la plus pratiquée. Cependant, cette méthode nécessite l’utilisation d’étiquettes fluorescentes pour les parasites.de plus, le processus prend du temps en raison des étapes requises pour l’étiquetage fluorescent et l’interprétation des informations sur les diapositives. Les résultats ont tendance à être subjectifs car ils dépendent de l’expertise du microscopiste, problème de sensibilité, problème du cout élevé du matériel utilisés pour les examens. Ces lacunes ont déclenché des recherches sur des méthodes de diagnostic non invasives, dans le but principal d’atteindre une sensibilité élevée à faible cout. Le Docteur EDDY DAGBO [1] a mis sur pied un dispositif de diagnostic du paludisme a partir des urines. MORLAIS [2] a également mis sur pieds un dispositif de diagnostic du paludisme a partir de la salive. La salive et l’urine se sont avérées être des échantillons de tailles pour le diagnostic du paludisme mais ont rencontré des limites tels la sensibilité des résultats et de faux positifs et négatifs dans les résultats. Nous existe aussi des techniques basées sur les propriétés optiques du parasite : des auteurs tels que Belislie et al. (2007)[3] ont développé une méthode de détection optique du paludisme utilisant l’imagerie de troisième génération harmonique(THG) du pigment l’hémozoïne, M.LOPOTKO et al (2014) [4] ont étudié une méthode de détection optique du paludisme utilisant la signature acoustique des cellules infectées, Yulia et al. (2010)[3] ont utilisé la spectroscopie UV-visible pour étudier les stades intra-érythrocytaires de plasmodium falciparum. Nous proposons dans cette étude une méthode optique basée sur la spectrophotométrie pour la quantification de uploads/Sante/ chap-i-revue-1.pdf