Note ABES Non-invasive transcutaneous characterisation of blood carbon dioxide (CO2) content Caractérisation transcutanée non invasive du contenu sanguin en dioxyde de carbone (CO2) Dioxyde de carbone (CO2), Biomédical Fluorescence Dual lifetime referencing Spectrophotométrie Photo-blanchiment Carbaminohémoglobine Carbon dioxide (CO2) Biomedical Fluorescence Dual lifetime referencing Spectrometry Photobleaching Carbaminohaemoglobin Dioxyde de carbone Spectrophotométrie Cette thèse cherche à développer une méthode non-invasive de mesure du taux de dioxyde de carbone (CO2) artériel, dont la connaissance est cruciale sur le plan clinique. Deux approches principales sont étudiées : la carbamétrie pulsée, qui extrapole les principes de l'oxymétrie à la carbamino-hémoglobine via des techniques spectrophotométriques, et l’étude de la diffusion transcutanée du CO2, qui donne des indications sur le contenu en CO2 des tissus sous-cutanés. La première approche s'est révélée être une impasse, tandis que la seconde montre un plus grand potentiel. En particulier, la piste d’un capteur se présentant sous la forme d’un patch contenant un fluorophore sensible au pH semble particulièrement prometteuse. Une première étude clinique visant à mieux caractériser la diffusion transcutanée du CO2 a été réalisée, permettant le dimensionnement d’un tel patch. Une étude théorique approfondie est ensuite menée, et des prototypes de patchs sont conçus, présentant une réponse au CO2 satisfaisante. La thèse conclut que – malgré les nombreuses améliorations qui restent à apporter au patch ainsi conçu – cette nouvelle modalité de mesure pourrait permettre le suivi médical continu et portatif du CO2. This thesis aims to develop a non-invasive method for measuring arterial carbon dioxide (CO2) content, which is crucial in clinical practice. Two main approaches are investigated: pulse carbametry, which extrapolates oximetry principles to carbaminohaemoglobin using spectrophotometric techniques, and the study of transcutaneous CO2 diffusion, which provides insights into the CO2 content of subcutaneous tissues. The first approach proved to be a dead-end, while the second shows greater potential. In particular, the concept of a sensor in the form of a patch containing a pH-sensitive fluorophore appears especially promising. A preliminary clinical study was conducted to better characterize transcutaneous CO2 diffusion, enabling the dimensioning of such a patch. An in-depth theoretical study followed, leading to the development of patch prototypes that exhibited a satisfactory response to CO2. This thesis concludes that, despite the many improvements still needed for the patch to be usable in a real-life clinical context, this new measurement modality could pave the way for continuous and portable CO2 monitoring in medical care. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 15972171 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/DERVIEUX_Emmanuel_2024_ED269.pdf http://www.theses.fr/2024STRAD043/abes https://theses.hal.science/tel-04960702 https://theses.hal.science/tel-04960702 https://theses.hal.science/tel-04960702 Dervieux Emmanuel 1994-08-19 FR 283318007 0605008287D 21928139 4200020 https://theses.fr/2024STRAD043 2024STRAD043 https://doi.org/10.70675/f553a108zc550z4eb4zab0fza90401c4a93e 2024-12-19 Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique, microondes, robotique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Uhring Wilfried Patrick MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 072149469 Théron Michaël MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 092643698 Giroux-Metges Marie-Agnès MADS_PRESIDENT_DU_JURY 076886093 Vergès Samuel MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 076915204 Le Guillou Yann MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 088567435 Perchoux Julien MADS_RAPPORTEUR_1 163234965 Bouit Pierre-Antoine MADS_RAPPORTEUR_2 229668410 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:610 Uhring Wilfried Patrick Théron Michaël Giroux-Metges Marie-Agnès Vergès Samuel Le Guillou Yann Perchoux Julien Bouit Pierre-Antoine École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 15972171