Laboratoire de recherche et de formation en appareils médicaux

Projects

Les projets en cours comprennent un dispositif réutilisable d’absorption du gaz carbonique à utiliser durant les interventions chirurgicales, un dispositif de cardiologie interventionnelle pour la mise en place d’endoprothèses coronariennes, un sélecteur électronique d’odeurs pour le diagnostic différentiel de l’insuffisance cardiaque dans la salle d’urgence, et bien d’autres encore.

Examen de l’installation pour procéder à des essais dans le cadre d’un projet de recherche financé conjointement (IRSC/CRNSG) pour la mise au point d’un dispositif réutilisable d’absorption du gaz carbonique durant les interventions chirurgicales
Examen de l’installation pour procéder à des essais dans le cadre d’un projet de recherche financé conjointement (IRSC/CRNSG) pour la mise au point d’un dispositif réutilisable d’absorption du gaz carbonique durant les interventions chirurgicales.

Thérapie thermale

Ce projet examine l’utilisation d’une chaleur intermittente pour traiter les patients atteints d’insuffisance cardiaque. Il vise à mettre au point une méthode simple, économique et non effractive applicable à grande échelle, y compris dans les pays en développement où l’insuffisance cardiaque compte désormais parmi les principales causes de décès.

  • Mussivand T, Alshaer H, Haddad H, Beanlands DS, Beanlands R, Chan KL et al. Thermal Therapy: A viable adjunct in the treatment of heart failure? Congest Heart Fail 2008;14:180-86.

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Dispositif portatif d’extraction de l’ADN (Biosécurité)

Ce projet de recherche fait appel à un nouveau processus mis au point en laboratoire qui permet l’échantillonnage et l’extraction rapide de l’ADN à partir d’échantillons prélevés de manière non effractive, comme les empreintes digitales. Cette méthode présente de grandes possibilités de commercialisation. En juillet 2003, la revue Sciences News de l’UPI (United Press International) a publié un article sur les recherches réalisées, article repris ensuite par un certain nombre de publications, dont le Washington Times et le National Post.

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Dispositif microfluidique pour l’électroporation et la lyse cellulaires
Dispositif microfluidique pour l’électroporation et la lyse cellulaires

Sélecteur électronique d’odeurs (Enose)

Enose est un projet qui étudie les possibilités liées à l’utilisation de la technologie de sélection électronique d’odeurs en vue de mettre au point un dispositif non effractif pour confirmer un diagnostic d’insuffisance cardiaque chez les patients essoufflés. Au lieu de poser un diagnostic à partir d’un échantillon de sang, processus qui peut prendre jusqu’à 15 minutes, Enose aura recours à des algorithmes non linéaires avancés, modélisés à partir de méthodes qui puisent dans le propre réseau neural du corps, pour analyser les échantillons d’haleine. Le personnel de l’urgence de l’hôpital sera ainsi en mesure de poser un diagnostic rapide ou d’exclure l’insuffisance cardiaque comme cause de l’essoufflement afin que les patients reçoivent beaucoup plus tôt le traitement approprié.

  • H. Chen, R.A. Goubran et T. Mussivand, Improving the classification accuracy in electronic noses using multi-dimensional combining (MDC), Proc. IEEE Sens. 2 (2004), pp. 587–590.
  • H. Chen, R.A. Goubran et T. Mussivand, “Multi-Dimension Combining (MDC) in abstract Level and Hierarchical MDC (HMDC) to Improve the Classification Accuracy of Enoses”, Proceedings of the IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, vol. 1, May 16-19, 2005, pp. 683-686.

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Cœurs artificiels et dispositifs d’assistance circulatoire mécanique

Un dispositif d’assistance circulatoire mécanique peut être utilisé chez des patients atteints d’insuffisance cardiaque en phase terminale afin de soulager le cœur défaillant en prenant en charge quelques-unes de ses fonctions de pompage.

Dans le domaine du cœur artificiel, les activités de recherche et de développement ont débuté à la fin des années 1980. Ces travaux ont déjà valu au Canada et à l’Institut de cardiologie une grande renommée internationale en plus de nombreux éloges. La recherche a de plus entraîné, en 1996, la création de la première entreprise essaimée de l’Institut (la société World Heart).

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Modélisation mathématique

La modélisation mathématique se compose d’une série de projets supervisés de façon conjointe par le président, Tofy Mussivand, et Donald Russell, de l’Université Carleton. Ce domaine vise à adapter des techniques avancées au domaine des dispositifs médicaux par l’élaboration de modèles mathématiques spécifiquement destinés à l’appareil cardiovasculaire.

  • Conlon MJ, Russell DL, Mussivand T. Development of a mathematical model of the human circulatory system. Ann Biomed Eng.2006;2006 September:1400-13.

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Stérilisation in situ

La stérilisation in situ est un nouveau projet innovateur dans lequel les chercheurs étudient des méthodes de traitement des infections bactériennes à biofilms liées aux dispositifs médicaux implantés. Le projet vise à réduire ou à éliminer les infections à biofilm associées aux dispositifs médicaux implantés.

Les biofilms sont des populations de bactéries qui disposent de la capacité particulière de se fixer à la surface des dispositifs médicaux. Contrairement aux formes de bactéries non adhérentes, les biofilms se révèlent extrêmement résistants aux antibiotiques, ce qui occasionne de graves problèmes cliniques tant aux médecins qu’aux patients.

Biofilm fixé à un dispositif médical, cultivé en laboratoire pour évaluer un dispositif de stérilisation in situ.
Biofilm fixé à un dispositif médical, cultivé en laboratoire pour évaluer un dispositif de stérilisation in situ.

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Détection d’électrolytes

L’analyse d’un échantillon de sang et des concentrations de différents électrolytes qu’il contient, comme le potassium, fournit une grande quantité de renseignements sur l’état d’une personne. Des recherches ont montré que des concentrations élevées et constantes de potassium constituent l’un des signes précurseurs d’insuffisance cardiaque. En fortes concentrations, cet élément minéral pourtant nécessaire à la santé musculaire et à la contraction cardiaque inhibe la transmission efficace des influx nerveux, ce qui nuit à la puissance de la contraction musculaire, puis affaiblit le cœur. Cette étude vise à mettre à l’essai un capteur optique non effractif permettant de déterminer les concentrations d’électrolytes dans le sang.

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Transfert d’énergie transcutané

Le besoin de dispositifs d’assistance implantables est à la hausse, tout comme la demande de méthodes non effractives pour les alimenter. Le système de transfert d’énergie cutané, qui fait appel à une paire de résistances bobinées internes et externes, permet un transfert d’énergie à travers une peau et des tissus intacts en vue d’alimenter des dispositifs d’assistance implantables, comme des stimulateurs cardiaques et des cœurs artificiels.

La résistance bobinée interne est implantée sous la peau et branchée à la pompe tandis que la résistance externe est branchée à une source d’alimentation électrique et à un régulateur de courant et placée à la surface de la peau. L’énergie se transmet à travers la peau jusqu’à la résistance bobinée interne, ce qui réduit les risques d’infection.

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Biotélémétrie

Après la mise en place d’un dispositif d’assistance ventriculaire, les patients doivent faire l’objet d’une surveillance régulière par le personnel clinique. Les dispositifs d’assistance ventriculaire portatifs issus des derniers progrès technologiques permettent aux patients de sortir plus rapidement de l’hôpital. Mais ils doivent néanmoins faire l’objet d’une surveillance, même à domicile. La biotélémétrie est un système conçu pour commander et vérifier les dispositifs médicaux implantés à l’aide de la télécommunication.

On a mis au point des appareils qui permettent de surveiller et de commander les dispositifs implantés depuis l’établissement hospitalier le plus près à l’aide d’un système transmetteur à distance intégré au dispositif implanté au patient. Les médecins ont ainsi accès à leurs patients à distance, ce qui donne lieu à d’importantes réductions de coûts tout en fournissant un meilleur accès à des soins médicaux de qualité.

Le groupe a aussi procédé à la première démonstration transatlantique de surveillance à distance de dispositifs médicaux dotés de cette technologie unique.

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