Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer notre gratitude et nos remerciements pour [602621]
Remerciement
1
Remerciement
Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer notre gratitude et nos remerciements pour
toutes les personnes qui ont contribué à sa réalisation.
Nous tenons tout d’abord à exprimer nos plus vifs remerciements et sincères expressi ons de
reconnaissance à M.JILBAB Abdelilah , notre encadrant, pour son soutien constant, pour les
conseils, les propositions et les orientations précieu ses qu’il nous a réservé ainsi que la
confiance qu’il nous a attribué tout au long de notre travail.
Nous remercions également M.EL YOUSFI ALAOUI Hachem pour son encouragement
considérable et son aide .
Nous formulons notre gratitude à M.TEBA Said technicien au sein la ligue national de lutte
contre les maladies cardiovasculaires pour sa disponibilité et son soutien .
Nos profonds remerciements pour les membres de jury qui ont accepté d’évaluer ce travail.
Sommaire
2
Sommaire
Remerciement ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 1
Résumé ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 5
Liste des figures ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 6
Liste des tableaux ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 7
Liste des équations ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 7
Liste des abréviations ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 8
Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 9
Chapitre1:Etude bibliographique ………………………….. ………………………….. ……………………….. 11
I. Préambule ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 12
II. Historique ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 12
III. Moniteur de surveillance physio logique ………………………….. ………………………….. ……. 12
1. Généralités sur le monitorage ………………………….. ………………………….. …………………… 12
2. Types de moniteurs ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 13
3. Principe de mesure ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 14
3.1 Mesure de la surveillance cardiaque ………………………….. ………………………….. ………. 14
3.2 Mesure de la pression artérielle ………………………….. ………………………….. ……………… 15
3.3 Mesure de fréquence respiratoire ………………………….. ………………………….. ………….. 16
3.4 Mesure de la saturation sanguine en oxygène ………………………….. ………………………. 16
4. Schéma synoptique d’un moniteur multiparamétrique ………………………….. …………….. 16
5. Application d’un moniteur multiparamétrique ………………………….. ………………………… 17
6. Les paramètres physiologiques à surveiller ………………………….. ………………………….. .. 17
6.1 Le signal électrocardiogramme (ECG) ………………………….. ………………………….. ……. 17
6.2 La saturation du sang en oxygène SpO2 ………………………….. ………………………….. …. 19
6.3 La tension/pression artérielle ………………………….. ………………………….. ………………… 20
6.4 La respiration ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 21
IV. Centrale de surveillance ………………………….. ………………………….. ………………………….. 23
1. Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 23
V. Conclusion ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 24
Chapitre 2: La communication des donn ées médicales ………………………….. ………………………. 25
Sommaire
3
I. Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 26
II. Protocole de communication TCP/IP ………………………….. ………………………….. …………… 26
1. Couches de protocoles et modèle OSI ………………………….. ………………………….. ……….. 26
2. Modèle de référence OSI ………………………….. ………………………….. …………………………. 26
3. Modèle d'architecture de protocoles TCP/IP ………………………….. ………………………….. . 27
III. Conclusion ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 30
Chapitre 3 : ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 31
Étude du réseau du service réanimation -cardiologie de la Ligue National de Lutte Contre les
Maladies Cardiovasculaire/CHUIS ………………………….. ………………………….. …………………….. 31
I. Préambule ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 32
II. Étude du système de monitorage COMEN ………………………….. ………………………….. …… 32
1. Moniteur multiparamétrique COMEN ………………………….. ………………………….. ………. 32
1.1Présentation générale ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 32
1.2 Flux des données médicales ………………………….. ………………………….. ………………….. 33
2. La centrale de survei llance COMEN ………………………….. ………………………….. ………… 34
2.1 Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 34
2.2 Caractéristiques ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 35
2.3 Description de l’application STAR8800 ………………………….. ………………………….. 35
III. Étude de réseau de monitorage COMEN ………………………….. ………………………….. …… 36
1. Présentation ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 36
2. Analyse des données en se basant sur une capture de trafic ………………………….. ……… 37
2.1 Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 37
2.2 Analyse des trames ETHERNET du protocole TCP ………………………….. …………. 38
2.3 Répartition des protocoles ………………………….. ………………………….. …………………. 46
2.4 Répartition des tailles des paquets ………………………….. ………………………….. ……… 46
2.5 Conversation : ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 47
2.6 Analyse graphique du flux des données ………………………….. ………………………….. . 48
3. Conclusion ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 48
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de sur veillance médicale par LabVIEW. ………….. 49
I. Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 50
II. Réalisation de l’interface client (moniteur) ………………………….. ………………………….. …… 50
1. Choix de signaux vitaux ………………………….. ………………………….. ………………………….. 50
1.1 Le signal ECG ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 50
1.2 La pression artérielle ………………………….. ………………………….. ………………………… 51
1.3 La respiration ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 52
Sommaire
4
1.4 La saturation du sang en oxygène ………………………….. ………………………….. ………. 53
2. La communication TCP/IP sous labVIEW ………………………….. ………………………….. … 53
III. Réalisation de l’interface serveur (centrale de surveillance) ………………………….. ……… 54
1. Création d’un serveur TCP ………………………….. ………………………….. ………………………. 54
2. Gestion des alarmes ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 54
3. Interface de surveillance d’un seul moniteur ………………………….. ………………………….. 55
4. Interface de surveillance de multiples moniteurs ………………………….. …………………….. 56
IV. Intégration des données médicales dans notre application ………………………….. ………… 58
V. Conclusion ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 60
Chapitre 5 : ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 61
Présentation de la société PROMAMEC ………………………….. ………………………….. …………….. 61
I. Préambule ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 62
II. Présentation générale de la société PROMAMEC ………………………….. ……………………… 62
III. Organigramme de la société PROMAMEC ………………………….. ………………………….. .. 63
IV. Service Après Vente – SAV ………………………….. ………………………….. ……………………… 64
V. Description du parc matériel de PROMAMEC ………………………….. ………………………….. 64
1. Dépar tement URAN : ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 64
2. Département CIR :(Cardiologie Interventionnel et Radiologie) ………………………….. … 65
3. Département de stérilisation : ………………………….. ………………………….. …………………… 65
Conclusion générale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 68
Bibliographie/Webographie : ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 70
Résumé
5
Résumé
La p rise en charge de patients dont l’état et le traitement font craindre la survenue d’une ou
plusieurs défaillances vitales nécessitant d’êtr e surveillés , ou dont l’état est instable pour
permettre un retour dans une unité d’hospitalisation classique . Pour cela, il existe plusieurs
systèmes de surveillance chacun avec une technologie spécifique et dont la communication
n’est pas faisable.
L’objectif de ce rapport est de présenter une application de surveillance médical e en temps
réel, en utilisant le logiciel LabVIEW, permet tant la surveillance de quatre paramètres vitaux
essentiels ; la fréquence cardiaque, la pression artériel le, la respiration et la saturation
sanguine en oxygène mesuré es par n’importe quel les marques de moniteurs. De plus,
l’architecture réseau des moniteurs est modélisée par le logiciel Packet Tracer, ainsi la
capture et l’analyse des trames sur ETHERNET est faite par le logiciel Wireshark .
Abstract
The management of patients whose condition and treatment may lead to the occurrence of one
or more life -threatening malfunctions requiring monitoring, or whose condition is unstable to
allow a return to a stable health state . For this, there are several monitoring systems each with
a specific technology and communication is not feasible.
The objective of this report is to present a real time patient monitoring s ystem usi ng
LabVIEW,to monitor four physiol ogical parameters of a patient such as heart rate, respiration,
arterial pressure , and blood oxygen saturation measured by any brands of monitors.
Furthermore The network architecture of the monitors is modeled by the Packet Tracer, so the
capture and ana lysis of the frames on ETHERNET is done by the Wireshark
.
Liste des figures
6
Liste des figures
Figure 1:Exemple de moniteur COMEN installé à CHIS ………………………….. ………………………….. ….. 13
Figure 2 :Les principaux paramètres vitaux mesurés ………………………….. ………………………….. …………. 14
Figure 3:Électrodes ECG ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 15
Figure 4:Mesure de la tension artérielle par cathéter ………………………….. ………………………….. ………… 15
Figure 5:Brassard pneumatique ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 15
Figure 6:Saturomètre de pouls ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 16
Figure 7:Sch éma synoptique d'un moniteur multiparamétrique ………………………….. ………………………. 17
Figure 8:Anatomie du cœur humain ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 18
Figure 9: Les ondes d'un ECG ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 18
Figure 10:Hémoglobine ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 20
Figure 11:La courbe de la pression artérielle ………………………….. ………………………….. …………………… 21
Figure 12: Le s ystème respiratoire ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 22
Figure 13: La centrale de surveillance reliée à plusieurs moniteurs ………………………….. …………………. 23
Figure 14:Moniteur COMEN C80 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 32
Figure 15:Les étapes de transmission des données ………………………….. ………………………….. …………… 33
Figure 16: La centrale de surveillance COMEN ………………………….. ………………………….. ………………. 34
Figure 17:Interface d'accueil de l'application STAR8800 ………………………….. ………………………….. ….. 35
Figure 18:Vue patient ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 36
Figure 19:Synoptique du réseau Ethernet Monitorage COMEN Réanimation -Cardiologie …………….. 37
Figure 20:Interface WIRESHARK ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 38
Figure 21:Capture de trafic du réseau local ………………………….. ………………………….. ……………………… 39
Figure 22:Format du paquet IP ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 40
Figure 23:Analyse d'un paquet IP ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 40
Figur e 24:Segment TCP ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 41
Figure 25:Analyse d’un segment TCP ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 42
Figure 26: Les bits de code TCP ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 43
Figure 27:Les données transmises ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 45
Figure 28:Répartition des protocoles ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 46
Figure 29:Répartition des tailles des paquets ………………………….. ………………………….. …………………… 47
Figure 30:Conversation entre les machines ………………………….. ………………………….. ……………………… 47
Figure 31:Analyse du flux des données ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 48
Figure 32 :Bloc diagramme du signal ECG et mesure de la FC ………………………….. ………………………. 51
Figure 33:Affichage du signal ECG avec la FC ………………………….. ………………………….. ……………….. 51
Figure 34: Bloc -diagramme de mesure de la PNI ………………………….. ………………………….. …………….. 52
Figure 35: Affichage du signal PNI et sa valeur ………………………….. ………………………….. ………………. 52
Figure 36:Bloc -diagramme de mesure de la fréquence respiratoire ………………………….. …………………. 53
Figure 37: Le signal respiratoire ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 53
Figure 38: Le signal SPO2 ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 53
Figure 39:Interface de surveillance d'un seul patient ………………………….. ………………………….. ………… 56
Figure 40:Interface de surveillance de plusieurs patients ………………………….. ………………………….. …… 57
Figure 41: Acquisition des données de deux patients ………………………….. ………………………….. ………… 58
Figure 42:Acquisition des données transférées par un moniteur ………………………….. ……………………… 59
Liste des abréviations
7
Liste des tableaux
Tableau 1:Types de moniteurs ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 13
Tableau 2: Modèle de référence OSI ………………………….. ………………………….. …………………… 27
Tableau 3: Pile de protocoles TCP/IP ………………………….. ………………………….. …………………. 27
Tableau 4:Les machines connectées au réseau local ………………………….. ………………………….. 39
Tableau 5:bits de code TCP ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 43
Tableau 6: Les limites d'alarme ………………………….. ………………………….. ………………………….. 55
Tableau 7:La fiche technique ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 62
Tableau 8 : Le parc matériel du Dépa rtement URAN ………………………….. ………………………… 65
Tableau 9 : Le parc matériel du Département CIR ………………………….. ………………………….. .. 65
Tableau 10 : Le parc matériel du Département Stérilisation ………………………….. ……………….. 65
Tableau 11:les activités de stage ………………………….. ………………………….. ………………………… 67
Liste des équations
Équation 1:Taux de saturation de l'oxygène dans le sang ………………………….. …………………… 19
Équation 2:Formule de calcu l de la PAM ………………………….. ………………………….. ……………. 51
Équation 3:Formule de calcul de la FR ………………………….. ………………………….. ……………….. 52
Liste des abréviations
8
Liste des abréviations
FR Fréquence cardiaque
ECG Electrocardiogramme
UC Unité Centrale
TCP Transm ission Control Protocol
IP Internet Protocol
OSI Open Systems Interconnection
ISO International Organization for
Standardization
IEEE Institute of Electrical and Electronics
Engineers
ARP Address Resolution Protocol
ICMP Internet Control Message Protocol
UDP User Datagram Protocol
SCTP Strea m Control Transmission Protocol
Bpm Battement par minute
CRC cyclic redundancy check
SpO2 Saturation pulsée en oxygène
PNI-S Pression non invasive systolique
PNI-D Pression non invasive diastolique
PNI-M Pression non invasive moyenne
FR Fréquence respiratoire
Introduction
9
Introduction
La gestion exhaustive et intégrée des données des patient s au sein d’un système d’information
hospitalier global est devenue l'une des priorités majeures du secteur de la santé. Les
technologies de l'information sont désormais présentes dans tous les services hospitaliers, au
cœur des activités de soins.
L'amélioration des soins et la surveillance de l’instabilité clinique des patient s sont les
préoccupations majeures des médecins, dans ce volet les moniteurs de surveillance ont connu
une progression rapide, permettant de recevoir d es informations importantes des paramètres
physiologiques des patients sur les écrans de surveillance , ce qui aide le médecin à régir plus
rapidement aux problèmes.
Actuellement, il existe plusieurs marque s des moniteurs m ultiparamétriques sophistiqués
avec des centrales de surveillance, les technologies se différent , mais , le but est le même ;
afficher les graphes des signaux vitaux, calculer leurs valeurs, imprimer des rapports, et
enregistrer les donné es des patients pour un diagnostic ultérieur.
Le problème qui se pose aujourd’hui , c’est que chaque fournisseur a développé son système
de surveillance d’une manière spécifique, avec une application unique capable de recevoir les
données mesuré es par les moniteurs et les affiches sur un écran appelé centrale de
surveillance.
Ces applications affichent l’état de plusieurs patients en même temps et en temps réel ce qui
permet d’offrir une survei llance continue des patients .
Cette différenciation au niveau ap plicatif présente un probl ème pour les hôpitaux publics.
En effet, lors de l’achat d’une nouvelle gamme de moniteurs, l’hôpital est obligé soit
d’acheter la même marque qu’il dispose pour garder la même centrale de surveillance, soit
d’acheter des monit eurs de différentes marque s avec un nouveau système de surveillance,
ces contraintes induisent plus de charges pour l’hôpital, sans oublier que la salle de
surveillance devient plus encombrante à cause des deux systèmes de surveillance au lieu d’un
seul, permettant la surveillance de tous les moniteurs installés , quelle que soit la marque.
Dans ce but, la visée de notre projet est la réalisation d’une application de surveillance
capable d’afficher en temps réel les données de plusieurs patients à savoir l a fréquence
Introduction
10
cardiaque, la pression artérielle, la respiration et la saturation du sang en oxygène mesuré es
par différent es marques de moniteurs.
Notre contribution dans ce projet est l’analyse des données médicales circulant dans le réseau
du se rvice réan imation -cardiologie de la Ligue National de Lutte Contre les Maladies
Cardiovasculaire/ centre hospitalie r universitaire IBN SINA (CHUIS) en utilisant le logiciel
Wireshark.
Le travail se résume en cinq chapitres , nous avons entamé ce rapport par une étude
bibliographique des systèmes de surveillance, et les paramètres vitaux à surveiller .
Dans le 2 ème chapitre , nous avons présent é les protocole s de communication des données
médicales, par la suite , nous avons consacré le 3ème chapitre pour l’analyse des d onnées
médicales transmises à la centrale de surveill ance par le logiciel Wireshark .
Le quatrième chapitre est réservé pour la réalisation et l’impléme ntation de notre application
composé e de deux interfaces serveur/client simulant la communication centr ale de
surveillance/moniteur en utilisant le logiciel LabVIEW.
Le dernier chapitre a pour but d’introduire l’ét ablissement d’accueil, et les tâ ches effectuées
durant le stage .
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
11
Chapitre 1:Etude bibliographique
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
12
I. Préambule
Dans ce chapitre, nous allons présenter des généralités sur le monitorage, les types de
monitorage, et les paramètres vitaux à surveiller. En outre , ce chapitre présente un aperçu sur
les centrale s de surveillance .
II. Historique
En1967 , NIHON KOHDEN a lancé le premi er système de surveillance des patients pour le
service des soins intensifs au Japon. Les patients étaient surveillés avec un moniteur à tubes
cathodiques. Par la suite, le système s’est composé d’instruments d’affichage analogique,
d’une imprimante équipé e de bandes de papier d’enregistrement et d’interrupteurs pour
activer ou désactiver la surveillance de chacun des paramètres vitaux. Pour modeler plus
simplement la surveillance des courbes de signal et les valeurs des paramètres, l’appareil a
plus tard é té perfectionné au moyen d’oscilloscopes de stockage et d’instruments d’affichage
numérique. Les systèmes actuels sont compacts, polyvalents et ne nécessitent qu’un entretien
minimum. Ils offrent de multiples possibilités, comme la communication entre les lits
(fonction centrale mobile), les données de tendances, l'interprétation des arythmies, ainsi que
l'enregistrement des courbes dynamiques .
III. Moniteur de surveillance physiologique
1. Généralité s sur le monitorage
Les moniteurs sont des dispositifs médicaux dont la fonction est d’assurer un processus de
collecte et d’analyse quotidienne et régulière d’un ensemble de paramètres vitaux d’un patient
(figure 1) .
Ces données recueillies permettent de surveiller l’état du patient et d’alerter en cas de sa
modificat ion. De plus, elles aident au diagnostic et à la prise de décision sur le traitement
médical et la santé du patient.
Les domaines d’application de ces instruments sont l’anesthésie, le service de soins, le
transport médicalise, le bloc opératoire, la cardiologie, la réanimation et l'urgence.
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
13
Figure 1:Exemple de moniteur COMEN installé à CHIS
2. Types de moniteurs
Il existe plusieurs moniteurs présenté s dans le tableau 1 :
Les moniteurs monoparamétriques
Les moniteurs multiparam étriques
modulaires Les moniteurs
multiparamétriques compacts
Tableau 1:Types de moniteurs
Le choix du moniteur se fait en fonction du domaine d’application et des paramètres
physiologiques que le médecin cherchera à mesu rer.
Domaines d’application :
Service de réanimation ;
Salle de réveil ;
Soins intensifs ;
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
14
Salle de décho cage aux urgences .
Surveillance continue des différents paramètres tel s que :
La fréquence cardiaque;
La pression artérielle;
La saturation en oxygè ne;
La fréquence respiratoire;
La température .
3. Principe de mesure
Les principaux paramètres vitaux mesurés ou surveillés sont :
La fréquence cardiaque, la pression artérielle, la saturation du sang en oxygène et la fréquence
respiratoire (figure 2).
Figure 2:Les principaux paramètres vitaux mesurés
3.1 Mesure de la surveillance cardiaque
Les principaux paramètres vitaux déduits par l’électrocardiogramme sont la fréquence
cardiaque, l’arythmie et les amplitudes de l’ECG et ses dérivations.
La fréquence cardiaque :
• Valeur normale de la FC entre 50 et 120 battements / m in pour un adulte au repos.
• Les alarmes du moniteur doivent être plus fines en fonction de l’âge du sujet ou de sa
pathologie .
Mesure de la fréquence cardiaque pa r :
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
15
Figure 3:Électrodes ECG
3.2 M esure de la pression artérielle
La méthode la plus utilisée pour détecter la pression artérielle est dite oscillométrique;
pressio n exercée par le flux sanguin sur les parois des artères périph ériques. Elle est fonction
de la force de contraction du cœur, de la capacité de résistance des vaisseaux et de la masse
sanguine.
Elle s’exprime en mm de mercure .
Valeur normale entre 110/55 et 130/70 mm Hg.
Mesure de la tension artérielle par :
Invasive : en continu par cathéter radial ou fémoral (figure 4).
Non invasive : en disc ontinu par brassard pneumatique (figur e 5).
Figure 4:Mesure de la tension artérielle par cathéter
Figure 5:Brassard pneumat ique
-La mise en place de 5 électrodes (figure 3)
-La visualisation du rythme
-L’aspect du tracé
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
16
Lors de la mesure , on obtient 3 valeurs :
systolique ( éjection )
diastolique (repos)
moyenne (perfusion des organes)
3.3 Mesure de fréquence respiratoire
La mesure de la respiration par impédance
Le volume du thorax varie pendant les deux phases inspiratoire et expiratoire.
Le nombre de cycle s respiratoire s par minute permettant d'assurer les échanges gazeux
La valeur normale de la FR entre 15 et 20 cycles / m in pour un adulte au repos.
3.4 Mesure de la saturation sanguine en oxygène
Reflet de l'efficacité des échanges gazeux
Valeur : 95 -98 %
Mesure par sat uromètre de pouls à l’extrémité du doigt (figure 6).
Figure 6:Saturomètre de pouls
4. Schéma synoptique d’un moniteur multiparamétrique
Un moni teur se compose princi palement (figure 7) :
-D’une u nité d’acquisition
-D’une u nité de traitement
-D’une u nité d’affichage
-D’un b loc d’alimentation
-D’un b loc de connexion
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
17
Figure 7:Schéma synoptique d'un moniteur multiparamétrique
5. Application d’u n moniteur multiparamétrique
Les applications du moniteur fournissent une fonctionnalité supplémentaire du système de
mesure de base ainsi de capacités de surveillance. Cela comprend par exemple les tendances,
la génération de rapports, le stockage des é vénements ou les alarmes.
En général, les applications du moniteur utilisent le système de fournisseur de s données pour
accéder à la mesure des données.
Les interfaces permettent à l'application de visualiser les données, de les stocker sur une
longue p ériode de temps ou de les envoyer vers d'autres dispositifs.
6. Les paramètres physiologiques à surveiller
6.1 Le signal électrocardiogramme (ECG)
i. Anatomie du cœur
Le cœur est un organe creux et musculaire comparable à une pompe (figure 8) . Il se situe dans
le médiastin, c'est la partie médiane de la cage thoracique délimitée par les deux poumons, le
sternum et la colonne vertébrale. Le cœur propulse le sang grâce aux contractions de son tissu
musculaire appelé myocarde. Une épaisse cloison le divise en deux moitiés ( cœur
gauche/ cœur droit), et chacune d’elles comporte deux cavités : l’oreillette et le ventricule
reliés entre eux par une valve à sens unique.
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
18
Figure 8:Anatomie du cœur humaini
ii. Le signal ECG
Le signal électrocardiogr amme ECG est l’enregistrement de l’activité électrique du cœur. Ce
signal électrophysiologique est sous forme d’une série d’ondes électriques de durées
particulières, qui se répètent à chaque cycle cardiaque.
En réalité, ces ondes traduisent les différent s phénomènes mécaniques et électriques relatifs
au parcours du potentiel d’action et dont les étapes sont successives.
iii. Les ondes du signal ECG
Il est constitué de six ondes notées: P -Q-RS-T-U (figure 9) . Le maximum R correspond à 1
mV (millivolts).Ce signa l est périodique dont l’intervalle R -R détermine la fréquence du cœur
dite rythme cardiaque. L’ECG traduit deux phases du fonctionnement du cœur , sa contraction
qu’on appelle la systole (auriculaire et ventriculaire) qui représente 1/3 temps de l’ECG et la
diastole ou la relaxation du cœur de l’ordre de 2/3 temps de l’ECG. C’est l'expulsion
rythmique du sang qui provoque le pouls que l'on peut tâter.
Figure 9: Les ondes d'un ECGii
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
19
L’onde P : C’est la première onde détectable. Elle apparaît quand l’impulsion électrique se
propage à partir du nœud sinusal pour dépolariser les oreillettes. Sa masse musculaire
relativement faible entraîne une variation de potentiel faible (moins de 0.25 m V).
La progression de l’onde de dépolarisation da ns les oreillettes est beaucoup plus lente que
dans les ventricules. Par conséquent, la région des oreillettes autour du nœud sinusal est
dépolarisée très en avance par rapport aux régions plus éloignées.
Le complexe QRS : C’est un ensemble de déflexions positives et négatives qui correspondent
à la contraction des ventricules. Pour un cas normal, il a une durée inférieure à 0.12 seconde
et son amplitude variable est comprise entre 5 et 20 mV. Il est constitué de trois ondes :
L’onde Q : première déflexio n négative
L’onde R : première déflexion positive
L’onde S : déflexion négative qui suit l’onde R
L’onde T : Elle correspond à la repolarisation ventriculaire. Elle est normalement de faible
amplitude et ne témoigne d'aucun événement électrique. Cette o nde succède au complexe
QRS après retour à la ligne isoélectrique.
6.2 La saturation du sang en oxygène SpO2
i. Physiologie
On définit le taux de saturation de l'oxygène dans le sang par le rapport suivant :
SpO 2 est le taux de saturation de l'oxygène dans le sang
CHbO 2 est la concentration en oxyhémoglobine dans le sang
CHb est la concentration totale d'hémoglobine dans le sang
Les hématies ou globules rouges sont composés d'environ 33 % d'hémoglobine présenté e dans
la figure 10 . Chaque molécule d' hémoglobine porte quatre atomes de fer qui peuvent chacun
se lier à une molécule d'oxygène. Lorsque l'oxygène se lie au fer, le globule rouge se charge
en oxygène et prend une couleur rouge vif. L'hémoglobine est dite oxygénée. On l'appelle
l'oxyhémoglobin e. Lorsque l'oxygène est distribué aux tissus, le globule rouge se décharge en
oxygène. L'hémoglobine est alors désoxygénée. On l'appelle désoxyhémoglobine. SPO 2 = CHbO 2/ CHb
Équation 1:Taux de saturation de l'oxygène dans le sang
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
20
Figure 10:Hémoglobineiii
ii. Mesure de la saturation sanguine
La saturation e st exprimée en pourcentage. Elle vaut entre 90 et 100 % chez le sujet normal,
Une SpO2 à 98 % signifie que chaque globule rouge est chargé à 98 % d'oxyhémoglobine et
de 2 % de désoxyhémoglobine et non pas que 98% des globules rouges sont chargés en
oxygène .
Un saturomètre bien positionné permet d'avoir en temps réel la fréquence cardiaque :
Lorsque le cœur se contracte, il envoie du sang oxygéné dans les artères, ce sang est de
couleur rouge. Et lorsque , le cœur se dilate, il « aspire » le sang pauvre en oxygène venant des
organes .Cette variation est visualisée localement aux extrémités, là où est disposé le
saturomètre. La fréquence de variation de ces intensités donne le rythme cardiaque.
6.3 La tension/pression artérielle
i. Physiologie
La pression artéri elle, ou pression artérielle systémique correspond à la pression du sang dans
les artères de la circulation systémique. On parle aussi de tension artérielle , car cette pression
est aussi la force exercée par le sang sur la paroi des artères, la tension dan s la paroi de l'artère
résulte directement de la pression (figure 11).
Autrement dit, le sang présent dans les vaisseaux sanguins, notamment dans les artères et les
veines, exerce constamment une pression sur les parois des vaisseaux. La pression est
déter minée par la capacité de pompe du cœur et par l’élasticité des vaisseaux sanguins.
En général, le cœur se contracte et se relâche en moyenne 60 – 80 fois par minute. Lors de ces
mouvements, il pompe le sang sous pression dans les artères pour approvisionn er les organes
en oxygène et en nutriments. Les vaisseaux sanguins se ramifient de plus en plus jusqu’à
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
21
former les capillaires. Cette « tuyauterie » possède une résistance plus ou moins grande à la
circulation du sang, si elle est soumise à une pression su ffisante.
Figure 11:La courbe de la pression artérielleiv
ii. Mesure de la pression artérielle
La pression est maximale au moment du battement cardiaque, c’est -à-dire lorsque le cœur se
contracte. Cette pression est connue sous le n om de pression artérielle systolique. La phase de
contraction du cœur, au cours de laquelle la pression artérielle augmente, est appelée systole.
La pression artérielle est minimale entre deux battements cardiaques, c’est -à-dire lorsque le
muscle cardiaque se relâche. À ce moment, la pression artérielle est appelée pression artérielle
diastolique. La phase au cours de laquelle le cœur se relâche et la pression artérielle diminue
est connue sous le nom de diastole.
La pression artérielle est mesurée en mm H g. La valeur de pression systolique est toujours
indiquée en premier, suivie de la valeur de pression diastolique.
6.4 La respiration
i. Définition
La respiration est un échange gazeux entre les cellules de l'atmosphère. Cet échange permet
l'absorption d'oxygène nécessaire aux cellules et au rejet du dioxyde de carbone. Il se fait au
niveau des poumons qui se gonflent lors de l'inspiration pour faire entrer l'oxygène et se
relâchent lors de l' expiration pour rejeter le dioxyde de carbone. Ce processus p hysiologique
est géré par le système nerveux autonome . Celui -ci augmente ou diminue le nombre
d'expiration et d'inspiration en fonction des besoins et de l'effort .
ii. Les éléments de la respiration
Toute une série d'éléments interv ient pendant la respiration , présentée par la figure 12 .
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
22
Figure 12: Le système respiratoirev
Le nez et la bouche : Tout commence par là : l'air entre dans l'organisme par le nez et la
bouche.
Le pharynx : Il se situe entre le nez et la trachée. Il travaille étroitement avec le larynx
pour contrôler l'ouverture et la fermeture du tube respiratoire (trachée) et du tube digestif
(œsophage).
Le larynx : Il ferm e l'accès aux voies respiratoires pendant que la nourriture est envoyée dans
le tube digestif , mais il est avant tout l'organe de la phonation et donc de la parole (il abrite les
cordes vocales).
La trachée : La trachée est comme un tuyau qui conduit l'air jusqu'aux bronches. Elle a
environ 20 mm de diamètre. Elle est formée de 16 à 20 pièces de cartilage (en forme de fer à
chev al) empilées les unes sur les autres .
Les bronches : La trachée se divise en deux parties : les bronches qui sont des sortes de
tuyaux cartilagineux dont le calibre diminue progressivement. Leur paroi interne est tapissée
de cellules qui produisent du mucus. Cet ensemble de cellules a pour fonction de débarrasser
l'air inspiré de toutes les poussières et particules en les emprisonnant grâce au mucus et en les
faisant re monter dans la trachée à l'aide du mouvement d es cils, comme un tapis roulant.
Les bronchioles : Les bronches se divisent ensuite en bronches de taille de plus en plus
réduite pour donner, en fin de parcours, les bronchi oles. Ces petits tubes mesurant 0,5 mm de
diamètres ne contiennent pas de cartilage et conduisent l'air jusqu'aux alvéoles .
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
23
Les alvéoles pulmonaires : Ce sont de minuscules poches d'air d'environ 0,2 mm de
diamètre. Elles se trouvent au plus profond des po umons, aux extrémités des bronchioles. Un
poumon d'être humain comporte environ 300 millions d'alvéoles (soit 600 millions pour les
deux poumons). C'est à leur niveau que s'effectuent les échanges gazeux d'oxygène et de gaz
carbonique entre l'air et les gl obules rouges du sang.
Les poumons : Ils contiennent les bronches, les bronchioles et les alvéoles. L'être humain a
deux poumons, un gauche et un droit. Les poumons reposent sur le diaphragme et sont
protégés par la cage thoracique.
Le diaphragme : C’est un muscle très large, aplati et mince. Il constitue le principal muscle
inspirateur de la respirationvi.
IV. Centrale de surveillance
1. Introduction
Le poste central permet de surveiller à distance en temps réel les signes vitaux des patients
admis en néonatalog ie, en pédiatrie et en service adulte reliés à un moniteur de chevet ou un
dispositif de télémétrie . Le poste central fournit des communica tions de s données par le biais
d’un protocole réseau . Le poste central affiche directement les données des patient s
recueillies depuis les moniteurs de chevet ou les dispositifs de télémétrie.
Figure 13: La centrale de surveillance reliée à plusieurs moniteurs
1.1 Données des patient s en temps réel
Affichage de plusieurs patients
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
24
Le poste central affiche les données de plusieurs patients, certain es mar ques peuvent afficher
jusqu’à 66 patients. Pour simplifier l'affichage des données patient, le poste central limite le
nombre de patients par écran.la vue Patient fournit plus de détails que la vue multi-patients .
Vue patient
La vue patient vous permet d'afficher les données détaillées d'un patient et de gérer les
données de plusieurs patients sur le même écran. Pour obtenir une vue plus détaillée des
données d'un patient spécifique, la vue patient occupe la totalité d'un écran dédié. Lorsque
cette vue est activée sur un écran multi -patient s, la partie supérieure de l'écran affiche une
présentation restreinte de l'écran multi -patient s.
1.2 Éléments matériels
Les éléments standards du poste central comprenn ent :
• une unité centrale (UC)
• un clavier
• une souris
• deux écran s d’affichage
V. Conclusion
Rappelons que dans ce chapitre nous avons vu le système de monitorage médical, les
paramètres vitaux à mesurer ainsi que la méthode de mesure de chacun, nous av ons aussi
parlé du système de surveillance utilisé dans les hôpitaux.
Dans l’intérêt d’ assurer le meilleur su ivi de l'état de santé des patients , les services de santé
utilisent des systèmes de gestion et de communication des données spécifiques, présenté s dans
le chapitre suivant.
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
25
Chapitre 2:
La communication des données médicales
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
26
I. Introduction
Le développement des nouvelles technologies de l’information et de la communication dans
les domaines s anitaire et médico -social accroissent le besoin d’échange dans l’intérêt d’une
meilleure prise en charge des personnes. Les données de santé et les données médico -sociales
sont aujourd’hui des données destinées à être partagées, m ême si elles relèvent de la vie
privée de la personne .
Le partage et la communication des données médicales se f ont à l’aide des protocoles
spécifiques, l’objectif de ce chapitre est de décrire la communication de s données par le
protocole TCP/IP.
II. Protocole de communication TCP/IP
1. Couches de protocoles et modèle OSI
En g énéral, les suites de protocoles réseau sont structurées sous forme d'une série de couches,
parfois appelée pile de protocoles . Chaque couche correspond à un objectif spécifique.
Chaque couche existe à la fois sur le système émetteur et sur le système réce pteur. Une
couche spécifique sur un système envoie ou reçoit un objet identique à celui que le processus
homologue d'un autre système envoie ou reçoit. Ces opérations s'exécutent indépendamment
des opérations effectuées dans les couches supérieures ou infé rieures. Par définition, chaque
couche du système agit indépendamment des autres couches du système. Chaque couche agit
parallèlement à la couche identique sur les autres systèmes .
2. Modèle de référence OSI
La plupart des suites de protocoles réseau sont str ucturées en couches. L'organisation
internationale de normalisation (ISO, International Organization for Standardization) a conçu
le modèle de référence OSI (Open Systems Interconnection, interconnexion de systèmes
ouverts) qui utilise des couches structur ées. Le modèle OSI décrit une structure constituée de
sept couches représentant les activités du réseau. Un ou plusieurs protocoles sont associés à
chaque couche. Les couches représentent les opérations de transfert des données communes à
tous les types de transfert des données sur des réseaux coopératifs .
Le modèle OSI répertorie les couches de protocoles de haut (couche 7) en bas (couche 1). Le
tableau ci -dessous présente le modèle.
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
27
Tableau 2: Modèle de référence OSIvii
3. Modèle d'architecture de protocoles TCP/IP
Le modèle OSI décrit les processus de communication réseau idéaux à l'aide d'une famille de
protocoles. TCP/IP ne correspond pas exactement à ce modèle. TCP/IP combine plusieurs
couches OSI en une couche unique et n'utilise pas certaines couches. Le tableau suivant
indique les couches de l'implémentation de la suite de protocoles réseau TCP/IP sur
Oracle Solarisviii.
Tableau 3: Pile de protocoles TCP/IPix
3.1 Couche réseau physique
La couche réseau physique spécifie les caractéristiques du matériel à utiliser pour le réseau.
La couche physique de TCP/IP décrit les standards matériels tels que IEEE 802.3, la
spécification du média résea u Ethernet et RS -232, spécification dédiée aux connecteurs à
broche standard.
3.2 Couche de liaison de s données
La couche de liaison de s données identifie le type de protocole réseau du paquet, dans cette
instance TCP/IP. En outre, cette couche de liaison de s données assur e le contrôle des erreurs
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
28
et l’encadrement. les encadrements Ethernet IEEE 802.2 et PPP (Point -to-Point Protocol,
protocole point à point) constituent des pro tocoles de couche de liaison des données .
3.3 Couche Internet
La couche Internet, égalemen t appelée couche réseau ou couche IP , accepte et distribue les
paquets pour le réseau. Cette couche inclut le puissant protocole Internet (IP, Internet
Protocol), le protocole ARP (Address Resolution Protocol, protocole de résolution d'adresse)
et le proto cole ICMP ( Internet Control Message Protocol, protocole de message de contrôle
Internet) .
Protocole IP
Le protocole IP et les protocoles de routage associés sont sûrement les protocoles les plus
importants de la suite TCP/IP. IP prend en charge les opérat ions suivantes :
Adressage IP : les conventions d'adressage IP appartiennent au protocole IP.
L'adressage IPv4 est décrit à la section Conception d'un schéma d'adr essage IPv4 et
l'adressage IPv6 est décrit à la section Présentation de l'adressage IPv6 .
Communications d'hôte à hôte : IP détermine le chemin qu'un paq uet doit utiliser en
fonction de l'adresse IP du système récepteur.
Formatage de paquet : IP rassemble les paquets en unités appelées datagrammes . Les
datagrammes sont décrits en détail à la section Couche Internet: préparation des
paquets pour la distribution .
Fragmentation : si un paquet est trop volumineux pour être transmis via le média
réseau, le protocole IP sur le système émetteur scinde le paquet en fragments plus
petits. Ensuite, le protocole IP du système récepteur réunit les fragments pour
reconstituer le paquet d'origine.
Protocole ARP
Conceptuellement, le protocole ARP (Address Resolution Protocol, protocole de résolution
d'adresse) existe entre la couche de liaison de s données et la couche Internet. ARP permet à IP
de diriger les datagrammes vers le système récepteur adéquat en mappant les adresses
Ethernet (48 bits) vers des adresses IP connues (32 bits).
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
29
3.4 Couche transport
La couche transport TCP/IP assure l'arrivée des paquets dans l'ordre et sans erreur, en
échange ant les accusés de réception des données et en retransmettant les paquets perdus. Cette
communication est dite de type de bout en bout . Les protocoles de la couche transport à ce
niveau sont TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol ) et SCTP
(Strea m Control Transmission Protocol ). TCP et SCTP assurent des services de bout en bout
fiables. UDP assure des services de datagramme peu fiables.
Protocole TCP
TCP permet aux applic ations de communiquer les unes avec les autres comme si elles étaient
physiquement connectées. TCP semble transmettre les données caractère par caractère, non
sous forme de paquets individuels. Cette transmission s'effectue comme suit :
point de départ, qu i initialise la connexion ;
transmission dans l'ordre des octets ;
point d'arrivée, qui interrompt la connexion.
TCP joint un en -tête aux données transmises. Cet en -tête contient de nombreux paramètres
qui facilitent la connexion des processus du système é metteur aux processus homologues du
système récepteur.
TCP confirme l'arrivée du paquet à destination en établissant une connexion de bout en bout
entre les hôtes émetteur et récepteur. TCP est donc considéré comme un protocole "fiable et
orienté connexion ".
Protocole UDP
UDP assure la distribution de datagramme. UDP ne vérifie pas les connexions entre les hôtes
émetteur et récepteur. Comme UDP élimine les processus d'établissement et de vérification
des connexions, les applications qui envoient des petites quantités de s données utilisent UDP.
3.5 Couche d'application
La couche d'application définit les services Internet standard et les applications réseau à la
disposition des utilisateurs. Ces services fonctionnent conjointement avec la couche transport
pour as surer l'envoi et la réception de s données.
Chapitr e 2 : La communication des données médicales
30
III. Conclusion
Ce chapitre a décrit d’une manière détaillée le principe de communication des données dans
un réseau Ethernet fonctionnant sous le protocole TCP/IP . Cette étude était indispensable afin
de comprendre l’architecture réseau du système de monitorage COMEN installé dans le
service réanimation -cardiologie . Ce volet sera présenté dans le chapitre suivant.
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
31
Chapitre 3 :
Étude du réseau du service réanimation –
cardiologie de la Ligue National de Lu tte
Contre les Maladies Cardiovasculaire/CHUIS
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
32
I. Préambule
Après avoir examiné les différe ntes parties théoriques du projet , dans ce chapitre nous allons
mettre le point sur l’étude pratique et l’implémentation de notre application de surveillance,
faite au sein du service réanimation -cardiologie .
Alors, nous aborderons ce chap itre par une étude technique de la marque de monitorage
COMEN, ainsi que son système de surveillance, par la suite nous allons schématiser
l’architecture réseau du service Réani mation -cardiologie par le logiciel Packet Tracer .
Vers la fin, nous présenterons l’analyse de s données transmises vers la centrale capturées par
le logiciel W ireshark .
II. Étude du système de monitorage COMEN
1. Moniteur multiparamétrique COMEN
1.1Présentation g énérale
Le moniteur COMEN (figure 1 4) est un produit utilisé pour surveiller les fonctions vitales et
l'état du patient. Ses fonctions principales consistent à visualiser sur l'écran LCD certaines
informations, telles qu’ ECG, la respiration , la SpO2, la PN I et la température, les paramètres
de surveillance et un système d'alarme. Il peut également fournir à travers l'imprimante des
courbes et des paramètres .
Figure 14:Moniteur COMEN C80
La mesure de différents paramètres vitaux se fait de la même manière décrit e en premier
chapitre .
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
33
1.2 Flux de s données médicales
Le schéma suivant montre comment les données so nt transmises par le système de
surveill ance. Les étapes individuelles d u flux de s données sont expliquées ci -dessous (figu re
15).
Figure 15:Les étapes de transmission de s données
Acquisition de s données
Les données de surveillance des patients sont acquises à partir de diverses sources:
Serveurs de mesure
Les serveurs de mesure connectés au LAN int erne convertissent les signaux des patients en
données numériques et appliquer des algorithmes de mesure pour analyser les signaux
Appareils de mesure externes
Les données peuvent également être acquises à partir de périphériques connectés aux cartes
d'interface du moniteur. Les modules dédiés à ces dispositifs convertissent les données reçues
d'un périphérique externe en format utilisé en interne .
Fournisseur de s données (tampon)
Toutes les données acquises à partir de serveurs de mes ure ou de dispositifs de mesure
externes sont temporairement stocké es par un système fournisseur des données. Toutes les
applications accédant directement aux données de manière cohérente et synchronisée aux
interfaces. La quantité de s données stockées dans le service fourniss eur de s données varie
selon les différents types de s données .
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
34
Stockage de s données
Certaines applications nécessitent un stoc kage de s données à longues périodes, ce service peut
stocker des données soit dans la mémoire tampon ou dans la mémoire flash.
La mémoire tampon perdra son contenu si le moniteur est hors tension pendant une période
prolongée. La mémoire flash ne perd pas son contenu .
Affichage et interface utilisateur
Les applications peuvent utiliser des commandes de haut niveau pour afficher les données de
surveillance ou les fenêtres d'état et de commande sur l'écran LCD interne. Ces instructions
sont interprétées par l'application du gestionnaire d'affichage .
Sortie de s données
Le système de surveillance est très flexible et personnalisable en ce qui concerne ses
périphériques de sortie de s données. Le moniteur peut identifier les cartes E / S au moyen d'un
périphérique EEPROM série qui stocke le type et la version d’information. Le système
d'exploitation détecte les cartes et relie automa tiquement la carte E / S avec l’application
associée (pilote d'interface)x.
2. La centrale de surveillance COMEN
2.1 Introduction
Le système de surveil lance centralisé COMEN/STAR8800 (figure 16) est un système
intelligent qui gère les paramètres de plusieurs li ts pour plusieurs paramètres physiologiques,
connecté s par réseau avec des unités à c ôté des lits, apte à effectuer une surveillance continue
de plusieurs patients dans le service de réanimation.
Figure 16: La centrale de surveil lance COMEN
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
35
2.2 Caractéristiques
Possibilité de connect er jusqu’à 48 moniteurs multiparamétrique s en même temps ;
Affichage de 16 patients sur un écran de surveillance ;
Réception et affichage de tous les signaux mesurés des patients :
ECG/RESP/SPO2/PULSE/P NI/TEMP/CO2/multi -gaz(N2O,O2) ;
Enregistrement de s données de 5000 patients ;
Mémorisation de 72heures de forme d’onde ;
1000 alarmes enregistrées ;
Communication bidirection nelle avec les moniteurs patients ;
Possibilité d’impression des rapports ;
Alarmes sonores et visuels sur tous les paramètres .
2.3 Description de l’application STAR8800
L’application de surveillance STAR8800 (figure 17 ) reçoit les données de plusieurs
moniteurs, puis les affiche sous forme de signaux vitaux avec leurs valeurs tout en i ndiquant
les informations des patients (prénom , nom , âge).
Figure 17:Interface d'accueil de l'application STAR8800
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
36
Pour plus de précision, il est possible de choisir un seul patient et afficher ses signaux vitaux
avec plus de détails. Et puisque le système est bidirectionnel, le médecin peut envoyer des
commandes vers le moniteur pour mesurer la pression artérielle non invasive ( figure 18).
Figure 18:Vue patient
III. Étude de réseau de monitorage COMEN
1. Présentation
L’application de notre projet était au sein du service de réanimation -cardiologie de l a Ligue
National de Lutte Contre les Maladies Cardiovasculaire/CHUIS .
Ce service se compose de 9 salles, équipées par 16 moniteurs de la marque COMEN reliés à
une centrale de surveillance (Figure 19).
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
37
Figure 19:Synoptique du réseau Ethernet Monitorage COMEN Réanimation -Cardiologie
Fonctionnement général :
Le sous -réseau Ethernet COMEN Réanimation -Cardiologie peut fonctionner de f açon
autonome. Chaque moniteur et la centrale de surveillance sont reliés à un commutateur, via
des câbles RJ45 chacun des éléments peuvent dialoguer ensemble. Le dysfonctionnement
d’une boucle ne perturbe pas l’ensemble du réseau. Gr âce à sa topologie étoile, l a défaillance
d'un nœud ne perturbe pas le fonctionnement global du réseau.
En revanche, le commutateur (Switch) qui relie tous les nœuds constitue un point unique de
vulnérabilité.
La centrale enregistre les données hémodynamiques des patients en temps réel celles -ci sont
sauvegardées pendant 72 H .
Le protocole de communication utilisé dans c e sous -réseau est TCP/IP avec un débit de
100Mbits.
2. Analyse de s données en se basant sur une capture de trafic
2.1 Introduction
Pour effectuer une capture de trafic, on utilise le logiciel Wireshark qui est un analyseur de
paquets réseau multiplateforme supportant plusieurs centaines de protocoles. Il permet
d’examiner les donné es qui transitent sur un réseau, et d’enregistrer les captures dans un
fichier sur le disque .
Tout d’abord , Wireshark nous liste tous les cartes réseau disponibles (figure 2 0) afin de
choisir la carte pour laquelle on capturera le trafic.
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
38
Figure 20:Interface WIRESHARK
2.2 Analyse des trame s ETHERNET du protocole TCP
Lors d'une communication à travers le protocole TCP, les deux machines doivent établir une
connexion. La machine émettrice (celle qui demande la connexion) est appelée client , tandis
que la machine réceptrice est appelée serveur . On dit qu'on est alors dans un
environnement client -serveur .
Les machines dans un tel environnement communiquent en mode connecté, c'est -à-dire que la
communica tion se fait dans les deux sens. Pour permettre le bon déroulement de la
communication et de tous les contrôles qui l'accompagnent, les données sont encapsulées,
c'est-à-dire qu'on ajoute aux paquets de s données un en -tête qui va permettre de synchroniser
les transmissions et d'assurer leur réceptionxi.
Lecture des trames
L’interface WIRESHARK est composée de trois zones (figure 2 1), de haut en bas :
La liste des paquets capturés avec leurs numéros.
Une zone avec le détail du paquet sélectionné dans la lis te (adresses IP source et
destination, port s, segment, mac…) .
Le contenu en hexadécimal du paquet en questionxii.
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
39
Figure 21:Capture de trafic du réseau local
On remarque qu’il s existent que 6 machines connecté es dans le réseau , car les autres
moniteurs sont éteints , voir le tableau 4 .
La machine Adresse IP
Centrale de surveillance 200.200.200.100
Moniteur 1 200.200.200.1
Moniteur 2 200.200.200.2
Moniteur 5 200.200.200.5
Moniteur 6 200.200.200.6
Moniteur 11 200.200.200.11
Tableau 4:Les machines connectées au réseau local
Pour expliquer l’enregistrement TCP, nous avons pris comme exemple le 2ème datagramme
TCP, entre le moniteur 200.200.200.1 et la centrale de surveillance 200.200.200.100.
Dans l a section centrale , nous avons trouvé l es i nformations détaillées de cette
communication TCP .
Adresse mac de destination est : 68 b5 99 fa 33 e0
Adresse mac de source est : 08 b9 43 ba 66 cb
EtherType : IP(0x0800)
Le protocole IP
IP signifie "Internet Prot ocol", protocole Internet. Il représente le protocole réseau le plus
répandu. Il permet de découper l'information à transmettre en paquets, de les adresser, de les
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
40
transporter indépendamment les uns des autres et de recomposer le message initial à l'arrivé e.
Ce protocole utilise ainsi une technique dite de commutation de paquets (figure 2 2).
Format du paquet IP :
Figure 22:Format du paquet IP
Dans la section centrale , nous avons trouvé le détail du paquet IP présenté par la figur e 23.
Figure 23:Analyse d'un paquet IP
Version : Numéro de version du protocole IP est 4
Longueur de l'en -tête: 5 bloc s de 4 octets= 20 octets
Type de service = (0X00 ) : Ce champ permet de distinguer différentes qualités de service
différenciant la manière dont les paquets sont traités. Composé de 3 bits de priorité (donc 8
niveaux) et trois indicateurs permettant de différencier le débit, le délai ou la fiabilité .
Longueur totale = 05 dc : Nombre total d'octets du datagramme, en -tête IP est comprise .
Identification = (63 19 ): Numéro permettant d'identifier les fragments d'un même paquet .
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
41
Fragment offset : Position du fragment par rapport au paquet de départ, en nombre de mots
de 8 octets , le fragment est positionné au 0.
Durée de vie ou TTL= 64 : Initialisé par l'émetteur, ce champ est décrémenté d'une unité
généralement à chaque saut de routeur. Quand TTL = 0, le paquet est abandonné et un
message ICMP est envoyé à l'émetteur pour information.
Protocole TCP = 6 : Numéro du protocole au-dessus de la couche réseau .
Somme de contrôle de l'en -tête :0Xb00b, Complément à un de la somme complémentée à
un de tout le contenu de l'en -tête afin de détecter les erreurs de transfert. Si la somme de
contrôle est invalide, le paquet est abandonné sans message d'erreur.
Adresse source : Adresse IP de l'émetteur : 200.200.200.1
Adresse destination : Adresse IP du récepteur : 200.200.200.100
Structure d’un segmen t TCP
Une session TCP fonctionne en trois phases :
l'établissement de la connexion ;
les transferts de s données ;
la fin de la connexion.
Un segment TCP s’ organise comme suit :
Figure 24:Segment TCP
La section centrale nous perme ttant d’analyse le segment TCP (figure 2 5).
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
42
Figure 25:Analyse d’un segment TCP
-Port source = 2707 c'est le port utilisé pour les données à émettre. C'est un des éléments du
quadruplet qui identifie une connexion.
-Port destinatio n= 5001 , c’est le port où les données sont envoyées . Il doit être connu pour
identifier l'application à laquelle les données sont envoyées. C'est le deuxième élément du
quadruplet identificateur.
-Numéro de séquence = 111 , il donne la position du segment da ns le flux de l'émetteur. Deux
cas sont à considérer :
Le bit SYN est positionné à 1, alors le numéro de séquence a pour valeur ISN [Initial
Sequence Number] + 1.
Le bit SYN est positionné à 0, alors le numéro de séquence a pour valeur le numéro du
premier octet des données relativement au début de la transmission.
-Numéro d'accusé de réception = 1, il indique le numéro du prochain octet attendu par le
récepteur.
-Longueur en -tête= 0X80, il indique la longueur de l'en -tête d'un segment TCP et est
exprimé com me un multiple de 32 bits. Ce champ est rendu indispensable dans la mesure où
la longueur du champ option est variable (selon les options choisies).
-Réservé (6 bits). Comme son nom l'indique, il est réservé à un usage futur. Il est donc
positionné à zéro.
-Bits de code TCP =0X18
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
43
Wireshark n ous présente les Bits de code montrés dans la figure 2 6.
Figure 26: Les bits de code TCP
Le tableau ci -dessous nous montre la signification de chaque bit de code TCP.
BIT Description
BIT URG C'est le pointeur de s données urgentes s'il est positionné à 1.
Indique que les données doivent être délivrées immédiatement (notification
d'évènement en temps réel)
BIT ACK Le paquet est un accusé de réception, s'il est positionné à 1.
Le ACK flag indiq ue que l'ASN [Acknowledgement Sequence Number] de l'en –
tête TCP est valide et contient le prochain octet de s données attendu.
BIT PSH Le segment requiert un push, s'il est positionné à 1.
Ce flag indique au récepteur que les données doivent être remise s immédiatement à
l'application, sans bufférisation. Utilisé dans les sessions interactives
comme OpenSSH.
BIT RST Réinitialiser la connexion, s'il est positionné à 1.
Ce flag positionné par une des extrémités indique une condition d'erreur non
récupérable. Dans ce cas, les deux extrémités termine nt la connexion, libère nt les
ressources allouées à la connexion et détruise nt tous les paquets subséquents en
transit .
BIT SYN Demande de synchronisation des numéros de séquence, s'il est positionné à 1.
Ce flag es t armé dans le premier paquet envoyé par le client et le serveur. Chaque
octet de s données est séquentiellement numéroté (l'ISN [Initial Sequence Number]
doit être choisi aléatoirement, les échanges subséquent s se font en incrémentant
cet ISN.
BIT FIN Indique la fin d'une connexion, s'il est positionné à 1.
Indique que la transmission est terminé e (complète), envoi d'un message SYN+FIN,
attente de l'acquittement de confirmation ; message FIN puis message SYN+FIN,
envoi d'un message ACK final.
Tableau 5:bits de code TCP
-Fenêtre =0b 68 : Indique le nombre d'octet s que le récepteur peut admettre (à partir de la
position contenu e dans l'accusé de réception) sans qu'un accusé de réception soit nécessaire.
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
44
-Total de contrôle = 23 2d : Ce champ permet de vérifier l'intégrité de l'en -tête TCP et des
données. C'est le complément à 1 (sur 16 bits) de la somme des compléments à 1 des octets de
l'en-tête et des données (par mots de 32 bits). À noter que le champ de 16 bits le représentant
est positionné à 0 lors du calcul.
-Pointeur d'urgence = 00 00 : Ce champ utilisé si le bit URG est positionné (à 1) indique
dans la fenêtre la position où les données urgentes s'arrêtent.
-Options = 01 01 08 0a 33 81 5c 00 03 e0 65 : Ce champ contient les différ entes options TCP.
Par exemple, le MSS ([Maximum Segment Size], taille maximale des segments), le window
scale option, le timestamp option …
-Bourrage : Permet de parvenir à un en -tête d'une taille multiple de 32 bits. Il complète par
des 0 la fin du cha mp options.
-Données =1448 Octets , il s'agit des données à transmettre (figure 2 7).
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
45
Figure 27:Les données transmises
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
46
2.3 Répartition des protocoles
Wireshark analyse alors l’ensemble des trames et fournit u ne table donnant le p ourcentage
d’utilisation sur le nombre total de trame s.
Dans la figure 28, il n'y a que 2 protocoles majeurs présents : IPv6 et IPv4.
100% des trames capturées sont de type Ethernet :
3,07% environ de type IPv6
96,35%environ de type IPv4
Le réseau audité n e fonctionne pas en IPv6, il y a 3 ,07% de la bande passante qui est utilisée
de manière inutile .
Figure 28:Répartition des protocoles
2.4 Répartition des tailles des paquets
Dans la figure 29, n ous avons remarqué que les tailles de paquets se change nt à chaque
communication , ce qui signifie qu’il y a un échange de s données et qui ne sont pas constants
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
47
Figure 29:Répartition des tailles des paquets
2.5 Conversation :
Cet outil nous permet de voir le flux d’éch ange de paquets entre les machines (Figure 3 0), à
savoir que la colonne Packets égale a la somme des paquets envoyé s de A vers B et des
paquets envoyé s de B vers A.
La colonne Bytes est la somme des deux colonnes Bytes A B et Bytes B A
Figure 30:Conversation entre les machines
Chapitre 3 : Etude du réseau du service réanimation -cardiologie
48
2.6 Analyse graphique du flux de s données
Cet outil nous permet d'afficher de manière graphique les échanges entre les différentes
machines (figure 31).
Figure 31:Analys e du flux de s données
3. Conclusion
Dans ce chapitre , nous av ons expliqué et modélisé l’architecture réseau des moniteurs de
surveillance installé s dans le ser vice de réanimation -cardiologie.
Dans le but d’effectuer la communication ainsi que la transmission des signaux vitaux entre
les moniteurs et la centrale de surveillance, nous étions obligé s de changer la centrale de
surveillance de l’hôpital par un autre ordinateur et install er l’application vu que cette dernière
était en panne. Nous avons configuré l’ adresse IP de l’ordinateur pour qu’il reçoive les
données mesurées par les moniteurs .
Par la suite , nous avons capturé le trafic et analysé l’échange de s données effectuées entre les
différents moniteurs et l’ordinateur .
Nous avons remarqué qu’il existe un échange de s données , mais aucun signal n’est affiché sur
l’écran ainsi que les données médicales sont crypté es.
La capture de trafic était faite dans le but de savoir la forme des trames pour adapter notre
application à recevoir ce type de s données.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
49
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de
surveillance médicale par LabVIEW.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
50
I. Introduction
Après avoir examiné les différentes parties relatives à notre projet ( étude théorique des
systèmes de surv eillance médicale, étude des signaux phy siologiques, protocole de
communication des données TCP/IP et l’analyse des données médicales ), nous allons mettre
le point dans ce chapitre sur la réalisation d’une application de surveillance médicale permettant la
surveillance de quatre signaux vitaux ; le signal ECG , la tension artérielle, la respiration et la
saturation du sang en oxygène de plusieurs patients mesurés par différent es marques de moniteurs.
Dans ce but , nous allons réaliser deux interfaces, client/serveur simulant la communication
moniteur/centrale de surveillance par le logiciel labVIEW dans un réseau ETHERNET
fonctionnant sous le protocole TCP /IP.
II. Réalisation de l’interface client (moniteur)
1. Choix de signaux vitaux
Pour notre application nous avons choisi d e surveiller les quatre paramètres physiologiques
essentiels :
-Le rythme cardiaque
-La tension artérielle
-La respiration
-La saturation du sang en oxygène
Dans ce cas , nous avons téléchargé une base de s données de s signaux physiologiquesxiii.
1.1 Le signal ECG
Le signal ECG est un signal riche par la variété des ondes qui le constitue (onde P, QRS et T),
les enregistrements des électrocardiogrammes sont bien souvent bruités et parfois peu
exploitables d’où vient la nécessité d’ajouter un filtre avant son utilisation. Pour cela, on
utilise un bloc de lecture des fic hiers téléchargés d’une base des données des signaux
physiologiques suivi e d’un filtre , comme indiqué sur la figure 3 2.
Caractéristique du filtre
Nous avons utilisé un filtre à réponse impulsionnel le infinie RII passe -bande, de type
butterworth d’ordre 3 .
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
51
Figure 32 :Bloc diagramme du signal ECG et mesure de la FC
Pour déterminer la fréquence cardiaque, il suffit de calculer l’intervalle R -R, le résultat est affiché sur la figure
suivante :
Figure 33:Affichage du signal ECG avec la FC
1.2 La pression artérielle
La pression artérielle est la force que le sang exerce sur la paroi des artères pendant qu’il
circule. Cette force est nécessaire pour que le sang puisse transp orter l'oxygène et les éléments
nutritifs dans toutes les parties de corps (voir chapitre 1).
La pression artérielle moyenne peut être obt enue grâce à la formule de Lian (équation 2).
Toutes ces valeurs sont exprimées en mmHg .
P.A.S. = Pression Artérie lle Systolique
P.A.M.= Pression Artérielle Moyenne
P.A.D. = Pression Artérielle Diastolique
À l’aide de LabVIEW, nous avons réalisé un bloc -diagramme pour la mesure de la PNI -M
(figure 3 4).
Équation 2:Formule de calcul de la PAM
P.A.M. = (P.A.S. + 2 x P.A.D.) / 3
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
52
Figure 34: Bloc-diagramme de mesure de la PNI
Dans la face avant de l’interface client, nous avons affiché le signal PNI et la valeur moyenne
de la pression artérielle non invasive PNI-M (figure 3 5).
Figure 35: Affichage du s ignal PNI et sa valeur
1.3 La respiration
La respiration désigne les échanges gazeux résultant de l'inspiration et de l'expiration de l' air
voir chapitre 1.
La fréquence respiratoire (FR) est obtenue grâce à la formule suivante (équation 3 ) :
𝐹𝑅(𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒/𝑚𝑖𝑛)=1
Ti+Te×60
Équation 3:Formule de calcul de la FR
Ti=temps d’inspiration
Te=temps d’expiration
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
53
Figure 36:Bloc-diagram me de mesure de la fréquence respiratoire
La fréquence respiratoire est mesurée par le bloc -diagramme de la figure 3 6.
Dans la figure 37, nous avons affiché le signal respiratoire obtenu de la base de s données des
signaux physiologiques et la valeur de la FR.
Figure 37: Le s ignal respiratoire
1.4 La saturation du sang en oxygène
L’oxymètre de pouls (ou saturomètre) permet de mesurer de façon simple, non invasive et
continue la saturation artérielle de l’hémoglobine. Un signal Spo2 e st enregistré et affiché
dans la figure 38:
Figure 38: Le signal SPO2
2. La communication TCP/IP sous labVIEW
L’interface client représente un moniteur multiparamétrique qui envoi e les signaux acquis en
utilisant le protocole TCP/IP assurant la transmission locale.
Pour créer un client TCP , nous avons effectué les étapes suivantes :
Le TCP Open Connection.vi: Pour ouvrir une connexion au serveur (centrale de
surveillance). Nous avons spécifié l'adresse IP du serveur et son port.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
54
Le port = 2056 : identifie un canal de communication sur l’ordinateur que le serveur
utilise pour écouter les demandes de communication.
Le TCP Read.vi: Pour lire les données reçues. On doit spécifier le nombre d'octets,
qu'il doit lire.
Le TCP Write.vi: Pour envoyer les données.
Le TCP Close Connection.vi: Pour fermer la connexion.
Le client après lancement d’une ’conversation’ attend pour recevoir l’index du Canal
sélectionné par le serveur. Quand il le reçoit, il commence à envoyer les données au serveur
qui était en attente de ces données.
III. Réalisation de l’interface serveur (centrale de surveillance)
L’interface serveur joue le rôle d’une centrale de surveillance, tout d’abord nous avons simulé
la surveillance des paramètres vitaux d’un seul patient mesur és par le moniteur (client) , tout
en liant les des deux interfaces par le protocole TCP/IP.
1. Création d’un serveur TCP
Pour créer un serveur TCP , nous avons effectué les étapes suivantes :
Le TCP Listener.vi qui attend une connexion. Nous avons spécifié le port que le
client tente d'accéder (2056) .
Le TCP Read.vi pour lire les données reçu es. On doit spécifier le nombre d'octets,
qu'il doit lire.
Le TCP Write.vi pour envoyer les données.
Le TCP Close Connection.vi pour fermer la connexion.
Le déroulement d e la boucle serveur se fait de la manière suivante :
Il y a un TCP/IP Listener (auditeur), cet auditeur attend un message d’un ordinateur à distance
indiquant qu’il veut des données et quand une demande arrive , elle est dirigée vers l'ad resse
IP correcte du serveur et le port correct (2056 ).La demande contient l’adresse IP du client de
sorte que le serveur envoie les données à l’adresse IP correct e.
Quand la demande est reçue et un raccordement est établi , le serveur envoie le résultat à l’aide
du TCP Wr ite et attend de lire les données envoyées d u client à l’aide du TCP Read et il les
affiche .
2. Gestion des alarmes
La surveillance consiste à effectuer des mesures répétées de paramètres physiologiques afin
d’assurer un suivi continu de l’état du patient. Les variations physiologiques sont susceptibles
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
55
de générer de nombreuses alarmes. Le but est de guider les décisions des professionnels de la
santé sur la nature des interventions médicales à effectuer et indique quand elles doivent avoir
lieu.
Le tablea u ci-dessous indique les limites d’alarme pour chaque paramètre vital, l’alarme se
déclenche lorsque la valeur de certain s paramètre s est inférieure à la valeur min imale ou
supérieure à la valeur max imale .
Paramètre vital Valeur min imale Valeur max imal e
Fréquence
cardiaque Adulte 60Bpm 120Bpm
Enfant (1à 8ans) 70Bpm 140Bpm
Nourrisson < 1 an 100Bpm 160Bpm
La pression
artérielle non
invasive PNI-S 100mmHg 160mmHg
PNI-D 40mmHg 100 mmHg
PNI-M 65 mmHg 120 mmHg
La fréquence respirat oire 6cycle/mi n 20cycle/min
La SPO2 90% 100%
Tableau 6: Les limites d'alarme
3. Interface de surveillance d’un seul moniteur
Dans cette phase , nous avons réussi à réaliser deux interfaces client/serveur simulant la
communication moniteur/cen trale de surveillance fonctionnant avec le protocole TCP/IP dans
un réseau ETHERNET.
Les signaux vitaux sont mesurés dans l’interface client et envoyés vers l’interface serveur afin
de les afficher avec leurs valeurs.
Nous avons programmé des alarmes dans le but d’indiquer si les paramètres du patient sont
normaux ou bien ils dépassent les valeurs limites.
Dans la figure 39, nous avons affiché les signaux vitaux avec leurs valeurs, nous avons
remarqué que la valeur de la fréquence respiratoire égale à 5cyc les/min ce qui est inférieur à
la valeur minimale , dans ce cas l’alarme est déclenchée.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
56
Figure 39:Interface de surveillance d'un seul patient
4. Interface de surveillance de multiples moniteurs
L’intérêt de notre application est de surveiller multiples moniteurs, c’est -à-dire plusieurs
patients. Nous avons réussi à réaliser une interface capable de surveiller quatre patients avec
la possibilité d’ajouter plus de patients.
Comme la figure 4 0 le montre , nous avons consacré l’interfac e à l’acquisition de s données de
quatre patients , plus l’affichage des valeurs de la fréquence cardiaque, la pression artérielle
moyenne, la fréquence respiratoire et la SPO2, nous avons mis à cô té de chaque vue patient
les valeurs minimales et maximales d e chaque paramètre mesuré. Chaque vue patient dispose
d’une alarme qui clignote lorsqu’une des valeurs est hors la marge précisée.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
57
Figure 40:Interface de surveillance de plusieurs patients
La figure 4 1 montre la réussite du transfert de s données médicales dans un réseau local par le
protocole TCP/ IP, permettant la surveillance de deux moniteurs.
Les données des deux patient s indiquent qu’il s souffre nt d’une hypertension artérielle
PNI-M > 116, ce qui déclenche le clignotement de l’alarme en rouge.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
58
Figure 41: Acquisition de s données de deux patients
IV. Intégration des données médicales dans notre application
L’implémentation de notre projet était au sein de la ligue nationale de lutte contre les maladi es
cardiovasculaires/ CHUIS, nous avons eu la chance de se connecter avec les moniteurs et la
centrale de surveillance dans le même réseau , à l’aide du logiciel Wireshark nous avons
capturé le trafic de s données circulant dans le réseau local d e ce service , voir chapitre 3.
Notre but est d’intégrer les données médicales envoyées par les moniteurs à notre application,
afin de les surveiller. Dans ce sens, nous avons réussi à recevoir ces données par le protocole
TCP/IP et les afficher en format brut sur notr e application (figure 4 2).
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
59
Figure 42:Acquisition de s données transférées par un moniteur
Après l’acquisition des données sous leurs formats bruts, nous avons essayé de les analyser,
en cherchant des manuels et des documents te chniques de la marque COMEN, afin d’avoir
plus d’informations sur la forme de s données et le protocole utilisé, mais ce type
d’information reste confidentiel et propre à son développeur.
En outre, la réglementation exige aux fabricants des dispositifs médi caux de garantir
l’intégrité et la sécurité des données médicales en évitant leur perte, leur piratage et leur
détournement .
« Les droits du patient imposent des contraintes à tous les stades du traitement des
informations médicales nominatives tel qu'il e st défini par l'article 2b de la Directive
européenne de 1995 et par l'article 5 de la loi du 6 janvier 1978, c'est -à-dire comme tout
ensemble d'opérations réalisées par des moyens automatiques, relatif à la collecte,
l'enregistrement, l'élaboration, la mo dification, la conservation et la destruction d'informations
nominatives ainsi qu'à l'exploitation des fichiers ou bases de s données, les interconnexions ou
rapprochements, consultations ou communications d'informations nominatives. Les échanges
électroniq ues d'informations médicales nominatives entre médecins sont donc concernés par
ces contraintes juridiques. L'alinéa 2 de l'article 12 du code de déontologie médical dit lui –
même « la collecte, l'enregistrement, le traitement et la transmission d'informati ons
nominatives ou indirectement nominatives sont autorisés dans les conditions prévues par la loi
»xiv.
Chapitre 4 : Réalisation d’une application de surveillance médicale par LabVIEW
60
V. Conclusion
Dans ce chapitre , nous avons présenté notre application de surveillance , permettant dans un
premier temps de simuler la communication des do nnées médicales entre un moniteur et une
centrale de surveillance par le logiciel LabVIEW , puis nous avons essayé d’orient er notre
application à recevoir les données mesurées par un moniteur afin de les exploit er et les
afficher par notre application. Vu que ces données ont été protégé es, nous n’avons pas pu les
analyser pour savoir leur forme.
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
61
Chapitre 5 :
Présentation de la société PROMAMEC
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
62
I. Préambule
S’introduire au milieu professionnel est un passage qui demande des compétences autres que
les formations académiques. C’est pour cette raison qu’un stage durant notre formation
s’avère très utile, enrichissant et présente un grand intérêt pour des jeunes étudiants. Il nous
permet de se familiariser avec le milieu professionnel et d’acquérir de s expériences aussi bien
à l’échelle relationnelle que sur le plan technique.
Dans ce chapitre nous allons présenter l’établissement d’accueil PROMAMEC, son activité
principale, ainsi les dispositifs médicaux commercialisé, et vers la fin du chapitre no us
décrivons les activités effectuées durant le stage .
II. Présentation générale de la société PROMAMEC
Spécialisée dans la fabrication et la distribution de dispositifs médicaux et paramédicaux,
PROMAMEC a été créée en 1981 dans le but de subvenir à un besoin national au niveau du
secteur de la santé. Répondant aux attentes du secteur hospitalier public et privé, l’entreprise
offre des produits et des services diversifiés et de qualité.
Depuis sa création, l’entreprise a toujours veillé au respect des normes s anitaires les plus
strictes, ainsi qu’à l’adaptation continue à l’évolution de ce marché pour enfin atteindre sa
position de leader. Sa notoriété et son expérience lui ont valu la confiance de plusieurs
partenaires de marques internationales. Ces partenari ats de qualité lui permettent de conserver
et renforcer sa position de chef de file sur le marché.
Fiche technique
Nom de l'entreprise PROMAMEC
Date de création 1981
Statut juridique SARL
Adresse AI commune Urbaine Lissasfa 2, Chemin Tertiaire 1077
20000 Casablanca
Capital 26 000 000 DHS
Activité Fabrication et distribution des dispositifs médicaux
Implantation Casablanca
Téléphone +212 5 22 90 90 17
Adresse E -mail contacter@promamec.com
Nombre de sa lariés 280
Site internet www.promamec.com
Tableau 7:La f iche technique
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
63
III. Organigramme de la société PROMAMEC
Abdelilah LAHLOU
Président
Naoufal LAHLOU
Directeur Général
Office manager
FairouzSekkour
Assistante polyvalente
Sofia Mermer
Conseiller auprès de la Direction Générale
Hassan BENSMAIL
Pôle Services & Support
Pôle Stratégie, Organisation &
Capital Humain
Pôle Industriel
Pôle Commercial
Directrice du Service
Marchés
Wafaa HANNAOUI
FF36
Responsable Import
Keltoum JIHEL
Responsable Contrôle et
Stratégie Financière
Amina BENAMRE
Responsable Administratif
& Financier
Hicham ABOULHOUDA
Responsable Comptabilité
Malika TAOUSSI
Responsable Logistique &
Gestion du Stock
Chakib EL MEZDGUIE
Resp onsable Informati que
Mbow BABACAR
Responsable Qualité
Karima OUMALEK
Mohammed BENOUARREK
Responsable RH
Malika
TAOUSSI
Assistante RH
Assistante
Standard &
Mutuelle
FF59
Coursiers
Médecin de
travail
Infermière
Sara LAHLOU
Assistante
Polyvalente
Directrice CMD
Keltoum EL OFIR
DirecteurDH
Serge MAK
DirecteurDR
Abdelatif
AMRANI
FF40
Directeur URAN
Abdelhadi EL
YAMANI
FF40
DirecteurDO
Mr GANOUNI
Responsable Dept
J&J
SAHNAOUI
FF58
Responsable SAV
Hicham CASTRO
Chargé du Facility
Management Siège
Responsable Maintenance
A. DudauxLarrive
Responsable
Production
Tarik Marzouki
Chargé du
Facility
Management
Usine Techniciens
Chef
d’équipe
Tissage
Chef
d’équipe
Montage
Responsable Contrôle Qualité
Karima OUMALEK
Technicien
Labo
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
64
IV. Service Après Vente – SAV
Le SAV est au cœur de la stratégie commerciale de la société PROMAMEC . Doté de
ressources hautement qualifiées, le département SA V compte 25 collaborateurs dont les 85%
sont des ingénieurs experts et des techniciens spécialisés. L’équipe SAV bénéficie de
formations de pointe à l’échelle internationale et d’un plan de formations annuel pour
répondre aux besoins des clients. Le servic e SAV assure une couverture globale du territoire
national et réagissons aux besoins des clients dans des délais record.
La politique SAV est basé e sur trois axes majeurs :
Couverture géographique totale
Rapidité et réactivité maximale
Efficacité et effici ence
Durant notre stage nous étions affecté s au Service Après Vente, auquel nous avons eu la
chance de découvrir les tâches pratiquées par le poste de coordination ainsi les missions des
ingénieurs biomédicaux.
V. Description du parc matériel d e PROMAMEC
1. Département URAN :(Urologie Réanimation Anesthésie Equipement opératoire )
Désignation Marque Utilité
Lithotripteur Dornier MedTech
Delta 2 Traitement de la lithiase urinaire
Laser de prostate AMS Traitement de la lithiase de prostate
Laser lithiase Dornie r MedTech Traitement de la lithiase urinaire
Urodynamique MMS Vérification de l’état de fonctionnement du système
urinaire
Débitmètre urinaire MMS Évaluer la quantité d’urine évacuée dans certain s temps
lors de la miction
Bistouri électrique LAMIDY NO URI Coupe et coagulation des tissus lors des opérations
chirurgicales
ECG BLT Enregistre l’activité électrique du cœur
L’épreuve de fort PRIMEDEC Mesure la réaction du cœur pendant une activité
physique soutenue.
Défibrillateur SPACELABS Réanime le cœu r lors d’un arrêt cardiaque.
Respirateur
d’anesthésie SPACLABS/ SIARE véhicule un mélange gazeux anesthésique jusqu'au
patient et, éventuellement, récupère les gaz expirés
pour les mesurer (volume, composition)
Respirateur de
réanimation HAMILTON Réanime l’expiration du patient
Pousse seringue ASCOUR Administre les médicaments au patient
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
65
Moniteur
multiparamétrique BLT Mesure les différents paramètres du patient débit
cardiaque, PNI, PN, Spo2 etc.
Table d’opération FAMED outil assurant un positionnemen t du patient.
CPIA ARROW Conçu pour augmenter la perfusion coronaire et
diminuer la consommation de l’oxygène du myocarde
Colonne
coelioscopique COMEG TECHNO –
MED Rigide et semi rigide pour des opérations
Chirurgicales
Endoscope LUT GMBH Visualisation et observation d'opérations chirurgicales
Tableau 8 : Le parc matériel du Département URAN
2. Département CIR :(Cardiologie Interventionnel et Radiologie)
Désignation Marque Utilité
ECG BLT Enregistre l’activité électrique du cœur
Echographe NEUSOFT/ ULTASONIX Imagerie de coupe à des fins de
diagnostic.
Mammographie HOLOGIC/ GMI Dépistage du cancer du sein.
Scanner X NEUSOFT Imagerie de coupe pour le diagnostic.
Amplificateur de
brillance INTERMEDICAL Imagerie conventionnelle (numérique
et analogique) destinée pour prendre
des scopies et les visualiser en temps
réel durant les opérations chirurgicales.
Radio mobile INTERMEDICAL Imagerie conventionnelle prendre des
scopies et les visualiser en temps réel.
Table de radiologi e
standard ECHRAY Imagerie conventionnelle, outil
pour le diagnostic
Numériseur CONICA MINOLTA Lecteur des cassettes portent film
Reprographe CONICA MILONTA Imprimer les films radiographiques
Radio panoramique INTERMEDICAL Imagerie conventionnelle (numé rique
et analogique)
Tableau 9 : Le parc matériel du Département CIR
3. Département de stérilisation :
Désignation Marque Utilité
Autoclave de paillasse
double protes PM /BELMED AG -COSTA Stérilisation des instruments
médicaux
Tableau 10 : Le p arc matériel du Département Stérilisation
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
66
VI. Les activités de stage
Le tableau ci -dessous récapitule les différentes activités effectuées durant notre période de
stage au sein de la société PROMAMEC.
Date Établissement Équipement Marque Panne Action
13/02/2017 Hôpital d’enfants
Rabat Numériseur REGIUS Lecture de cassettes -Changement de carte flash
-Reconfiguration du JM
-test de communication
13/02/2017 Hôpital Moulay
Youssef
Rabat Numériseur REGI US Photo cellule
défectueuse -changement de photo
cellule
-vérification du système
mécanique
-vérification de la plaque
magnétique
-test de lecture de cassette
13/02/2017 Clinique
Boclata
Rabat Mam mographe
Hologic Préventive -configuration et
réglage de paramètres
28/02/2017 Polyclinique CNSS
INARA
Casablanca Reprographe Konica Erreur 4120
Blocage de films -changement de pickup
evacuation sensor
13/03/2017 CHP salé Mam mographe Inter -medical Installation
15/03/2017 Atelier de
PROMAMEC Laser dornier MedTech
H 30 Curative
Assistance de
fournisseur -calibrage de paramètres :
énergie et fréquence
-contrôle qualité
15/03/2017 Polyclinique CNSS
INARA Workstation Problème de réglage -changement de date lors l’ajout
d’une incidence
21/03/2017 CHP salé Mamographe Inter -medical Installation –
29/03/2017 Hôpital INO Rabat Éclairage opé ratoire
plafonnier Simeon medical Livraison –
29/03/2017 Hôpital d’enfants Défibrillateur PREMEDIC -curative -Réglage du mode manuel
03/04/2017 Polyclinique CNSS EL
JADIDA Reprographe REGIUS -Problème de
contraste
-blocage des films -changement de films
périmé
-Réglage de
paramètres d u contraste
ainsi que la détection de
conteur
03/04/2017 Centre de référence
EL JADIDA Workstation de
Mam mographe HOLOGIC -panne au niveau
système -Activation de système
7/04.2017 Clinique
Clinique
radiologie
panoramique à
casa Reprographe Konica
Minolta Carte flash
défectueuse Changement de la
carte flash
Chapitre5 : Présentation de la société PROMAMEC
67
11/04/2017 Clinique
Alhassani Numériseur et
reprogr aphe Konica
Minolta Problème
d’impression des films Reconfiguration du
réseau DICOM
13/04/2017 Atelier de
PROMAMEC Bistouri Lamidy
Noury Alarme de haute
fréquence Changement de toutes
les cartes électroniques
14/04/2017 Atelier de
PROMAMEC Bistouri Lamidy
Noury Problème de
l’excès en haute
fréquence. Changement de la
carte M.B.A
17/04/2017 Atelier de
PROMAMEC Bistouri Lamidy
Noury Problème de mode de
coagulation Remettre le
connecteur
d’isolation
20/04/2017 Centre CNSS
Ziraoui Moniteur de
Surve illance
Space -labs Mesure de PNI Vérification des valves de
fuites
2/05/2017 Centre CNSS
EL jadida Reprographe/numérise
ur Konica Maintenance
Préventive Test de bon fonctionnement
10/05/2017 CHIS Rabat Reprographe Konica Carte flash
défectueuse Reprogrammation de la
carte flash
22/05.2017 CHIS Rabat Numériseur Konica Carte flash
défectueuse Reprogrammation de la
carte flash
Tableau 11:les activités de stage
VII. Conclusion
La visée de ce stage s’articule sur la mise e n place des connaissances acquises durant les trois
ans de formation et d’acquérir de nouvelles connaissances concernant l’ingénierie
biomédical e, et son application dans le monde de travail.
Ce stage était une opportunité pour nous de découvrir les deux aspects d’un ingénieur
biomédical dans le secteur privé : un aspect technique qui se caractérise dans la participation
aux différentes tâ ches effectuées par les ingénieurs de la société au terrain. Et l’aspect
gestionnaire, organisationnel au sein du serv ice après vente.
Conclusion générale
68
Conclusion générale
Dans le présent rapport , nous avons réalisé une application de surveillance médicale par
LabVIEW capable de recevoir les données médicales en temps réel de plusieurs patients dans
un réseau ETHERNET fonctionnant s ous le protocole TCP/IP.
Pour mieux cerner ce projet, nous avons commencé par une étude bibliographique des
systèmes de surveillance médicale et les paramètres vitaux essentiels à surveiller.
La surveillance continue des patients hospitalisés nécessite un transfert en temps réel des
données mesurées par les moniteurs vers la centrale de surveillance, pour cela, il s’av ère utile
d’étudier profondément le protocole de communication TCP/IP et de comprendre le processus
d’envoi et de réception des données dans les différent es couches.
La réalisation d’une application de surveillance médicale oblige la connaissance de la nature
des données à surveiller. Dans ce but, et après plusieurs tentatives d’avoir ces données par des
hôpitaux, nous étions accueilli s par la ligue nationale de lutte contre les maladies
cardiovasculaire s/CHUIS, afin d’étudié le réseau ETHERNET du service réanimation –
cardiologie composé de plusieurs moniteurs et une centrale de surveillance de marque
COMEN. Ensuite, nous avons analysé le trafic des données envoyées par les moniteurs vers le
système central capturé par WIRESHARK , afin de comprendre le format des trames
circulantes dans le réseau ETHERNET.
L’analyse de s données médicales nous a amen é à connaitre le flux d’échange de s paquets et la
structure des trames ETHERNET, dans ce volet nous avons réussi à avoir la forme brute de la
donnée, mais non pas sa structure et le protocole par l equel était envoyé .
Durant ce travail , nous avons réussi à réaliser une application de surveillance médical e par le
logiciel LabVIEW, permettant la surveill ance de la fréquence cardiaque, la pression artérielle,
la fréquence respiratoire et la saturation du sang en oxygène. En effet, nous avons crée une
interface client implémentable sur plusieurs ordinateurs permettant l’envoi des données des
patients vers une autre interface serveur capable de gérer multiples connexion, et par la suite
l’affichage des données reçues. De plus , nous avons programmé des alarmes permettant aux
médecins de réagir rapidement en c as de problème.
Après la réalisation de l’application et l’analyse des données, nous avons arrivé à la phase de
fusionner ces deux axes. Mais, l a confidentialité des fournisseurs concernant leurs produits a
Conclusion générale
69
limité notre travail, il n‘était pas possible d’e xploiter d’une manière complète ces données,
alors nous nous sommes contenté s d’acheminer ces données jusqu’à notre interface serveu r.
Bien que la c ommuni cation de plusieurs moniteurs et leur surveill ance par une seule
application soit achevé e, l’explo itation des données médicales par cette méthode n’est pas
faisable. A lors, ce projet peut être amélioré par l’utilisation des données issues directement
des moniteurs en essayant d’ajouter une fonction permettant de capturer les données affichées
sur les moniteurs et les envoyés à la centrale de surveillance .
Bibliographie
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Bibliographie /Webographie :
ihttps://www.formationambulancier.fr/01 -cours/m0/0021 -ana-circu -coeur.html [15/03/2017]
ii A.EL HANGOUCH « cours d physiologie cardiaque 1ère année cycle d’ingénieurs »ENSET
RABAT,2014/2015
iii http://www.docteurclic.com/examen/hemoglobine.aspx [25/03/2017]
iv http://legazier.com/courbe -de-pression -arterielle [30/03/2017]
v https://www.reseau -canope.fr/corpus/la -respiration -92.html [ 30/03/2017]
vi http://blog.univ -angers.fr/sante/medecine_anatomie_et_physiologie.pdf [30/03/2017]
vii http://www.frameip.com/osi/ [30/03/2017]
viii M.RAHBAOU I, « cours du réseau informatique 2ème année cycle d’ingénieurs »ENSET
RABAT, 2015/2016
ixhttp://www.frameip.com/osi/ [07/04/2017]
x Document technique du moniteur COMEN
xi David ROUMANET, Manuel analyseur du rés eau WIRESHARK p.7-14
xii C. Pain -Barre , Initiation à l’analyse réseau avec Wireshark Institut Universitaire de
Technologie de Marseille p.12 -13
xiii https://www.physionet.org/cgi -bin/atm/ATM [10/05/2017]
xiv Rapport adopté lors de la session du conseil national de l’ordre des médecins avril 2001 p.2
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