Implémentation matérielle d’un module de communication pour un implant multisite capable de prévoir les crises épileptiques par une mesure de l’activité neuronale

Près de 15% des patients souffrant d’épilepsie ne peuvent être traités par médication ou chirurgie. La neurostimulation réactive (RNS) repose sur l’utilisation d’un implant intracrânien permettant d’inhiber les crises d’épilepsie avant même leur déclenchement. Cette technologie permet aussi d’enregistrer les signaux neuronaux d’un patient en mouvement. L’analyse de ces enregistrements permet de réaliser des prédictions sur l’apparition des crises épileptiques futures. Le seul système RNS actuel dispose toutefois d’une faible quantité d’électrodes, réduisant ainsi la qualité des enregistrements. De plus, le système RNS actuel enregistre un maximum de 7,5 minutes d’activité neuronale dans sa mémoire interne. Cela se traduit par des enregistrements discontinus et périodiques, limitant ainsi la précision des prédictions conçues à partir de ces données. Dans le but d’augmenter la précision de ces «bulletins météo épileptiques», le Groupe de recherche en appareillage médical de Sherbrooke (GRAMS), en partenariat avec l’Université de Melbourne (Australie), développe un nouvel implant cortical pour la prédiction des crises épileptiques. Cet implant réalisera des enregistrements neuronaux continus grâce à l’utilisation de 196 électrodes réparties sur 4 sites, et ce, afin de disposer d’une meilleure visualisation de l’activité globale du cortex. La mesure anticipée sur des neurones uniques vise à augmenter le rapport signal sur bruit. Ce nombre accru d’enregistrements se traduit par une transmission d’un flux important de données qui doit se faire sans fil afin d’éviter tout inconfort à l’usager. Puisque l’implant est dans le corps humain, la capacité de sa batterie est limitée. La transmission sans fil doit donc être réalisée avec une faible puissance et exclut donc les méthodes de communication démocratisées (WiFi, bluetooth) puisque ces dernières sont trop énergivores, diminuant ainsi grandement l’autonomie de l’implant entre deux recharges. Les travaux de recherche du présent mémoire portent sur la conception du module de communication sans fil d’un implant cortical pour le traitement de l’épilepsie. Ce module assure la communication entre l’implant cortical et l’unité d’acquisition externe. Cette communication supporte une vitesse maximale de 4,25 Mbit/s avec une consommation énergétique de moins de 30 mW/h. Le module fait la gestion complète de la batterie, de ses circuits de protection jusqu’à son circuit de recharge sans fil. Le système est aussi équipé d’un accéléromètre détectant les mouvements du patient ainsi que d’un capteur de température. Ce prototype se veut avant tout un banc d’essai complet permettant de valider le fonctionnement et d’optimiser la consommation énergétique du système.

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