Caractérisation diélectrique du sang par spectroscopie de bio-impédance dans la bande [1 MHz - 1 Ghz] : conception et réalisation d'une cellule de mesure
Résumé
The electrical behaviour of biological tissue is entirely described by the permittivity and the electrical conductivity. The knowledge of these two dielectric parameters is of prime importance in the study of the interaction between electromagnetic wave and the biological tissue. The instrumentation developed in this work is dedicated to the measurement of the dielectric parameters of blood in the frequency range [1 MHz - 1 GHz]. The equipment is constituted by an impedancemeter (V/I method) associated with an open ended coaxial probe.
This coaxial structure is perfectly adapted for measurement on liquid and makes it easier to deal with propagating effects, which appear in high frequency. An equivalent electrical circuit allows to take into account the electrical behaviour of the probe and to connect the measured value (impedance) to the searched parameters. Measurements were performed on human and animal (beef, sheep) blood. A study of the main influence factors of the measure showed the
important role of the temperature and the haematocrite.
Le comportement électrique d'un tissu biologique est entièrement décrit par la permittivité et la conductivité électrique. La connaissance de ces deux paramètres diélectriques est donc primordiale dans l'étude des interactions ondes électromagnétiques / tissus biologiques. L'instrumentation développée au cours de ce travail est dédiée à la mesure des paramètres diélectriques du sang sur la gamme de fréquences [1 MHz - 1 GHz]. L'appareillage est constitué d'un impédancemètre (méthode V/I) associé à une cellule de mesure de type sonde coaxiale ouverte. Cette géométrie est parfaitement adaptée à la mesure sur liquide et facilite la prise en compte des effets propagatifs apparaissant en hautes fréquences. Un circuit électrique équivalent permet de rendre compte du comportement électrique de la sonde et de relier la grandeur mesurée (impédance) aux paramètres recherchés. Une campagne de mesures des grandeurs diélectriques du sang humain et animal (boeuf et mouton) a été menée à bien. L'étude de l'évolution de ces paramètres en fonction des principaux facteurs influents a souligné le rôle important de la température et de l'hématocrite.