Abstract:

Among the complex system of systems of the human body, the uterus is one of the least understood. One of the open questions concerns how the uterus operates to remain quiescent during most of pregnancy, and then to contract in a very synchronized way during labor. The uterine contractions result from the generation and propagation of cellular action potential bursts that induce mechanical contraction. They can be monitored by means of their related electrical activity, the ElectroHysteroGram that can be measured noninvasively on the woman's abdomen by surface electrodes. In order to understand the links existing between the physiological phenomena determining the efficiency of uterine contraction (mainly cell excitability and uterine synchronization) and the EHG signal characteristics, we developed a biophysics based multiscale model of the EHG, going from the cell to the electrical signal measured on the abdomen. This model represents both main phenomena involved in the complex behavior of the uterine organ: cell excitability and propagation of the electrical activity, as well as the woman’s abdomen conducting volume present between the uterine muscle and the abdominal electrodes. After some validation steps, this model has then been used to test different processing tools mainly focused on the study of uterine synchronization: EHG coupling and directionality, uterine source localization.

Biography:
Catherine MARQUE est professeure à L'université de Technologie de Compiègne (UTC) dans le département de Génie Biomédical, où est enseigne l'acquisition, le traitement et la modélisation de signaux biomédicaux. Elle effectue son activité de recherche dans le cadre de l'UMR CNRS 7338, BMBI (Biomécanique et Bioingénierie). Elle a 3 enfants. Après un diplôme d'ingénieur de l'ENSAM Ingénieure (1980), elle a poursuivi ses études par une Maîtrise, en Génie Biomédical à l'Ecole Polytechnique de Montréal (Canada, 1982), où elle a travaillé ensuite pendant un an comme associée professionnelle de recherche. Puis elle a obtenu un Doctorat de 3ème cycle à l'UTC (1987), ainsi que son Habilitation à diriger des Recherches (1998). Depuis sa Maitrise à Montréal, ses travaux on porté sur l'acquisition, le traitement et la modélisation de signaux biomédicaux. Elle a particulièrement développé, à l'UTC, une équipe qui s'intéresse au traitement et à la modélisation de l'électromyogramme (EMG) utérin, recueilli en surface chez la femme (pour l'aide au diagnostic obstétrical), ou en interne chez la guenon (caractérisation du signal). Le but de ses travaux est de suivre l'évolution de la contractilité utérine pendant la grossesse afin de détecter les menaces d'accouchement prématuré. Elle s'est aussi intéressée aux EMG des muscles striés squelettiques, dans une optique d'analyse de la fatigabilité musculaire en dynamique, et d'estimation de la force du muscle. Sa démarche comprend: le développement et l'application d'outils du domaine de l'ingénierie pour la mise en évidence de phénomènes physiologiques connus (excitabilité et propagation de l'activité électrique utérine, influence de la fatigue et du mouvement pour le muscle strié squelettique), afin de répondre à des problèmes cliniques d'intérêt ; le développement de protocoles et d'instrumentation associée pour le recueil et la mise en forme analogique des signaux électromyographiques (collaboration avec des services cliniques, des physiologistes et des industriels) ; l'interprétation à base de modèle, grâce au développement de modèles physiologiques pour les signaux EMG (muscles striés et utérins) afin de comprendre les liens entre les caractéristiques des signaux et les phénomènes physiologiques sous-jacents. Elle a développé cette démarche dans le cadre de plusieurs projets industriels, régionaux, nationaux ou internationaux dont les plus récents sont: Projet ERANet ERASYSBio : « Biophysical Modeling of the Uterine Electromyogram for understanding and preventing PreTerm Labour (BIoModUE_PTL) » (Coordinatrice du projet); Projet Régional « Etude clinique de la Propagation de l'Activité électrique Utérine (EHG) pour la détection des Menaces d'Accouchement Prématuré », en collaboration avec l'Université de Reykjavik ; Collaboration avec l'Université Libanaise et le centre AZM, Tripoli (Liban) : « Méthodes non paramétriques pour la classification des signaux non stationnaires. Application a l'EMG utérin. ». Dans le cadre de ses projets, elle a encadré 20 thèses, une trentaine de DEA/Master. Elle est auteur/co-auteurs de plus de 55 articles dans des revues nationales et internationales indexées, plus de 100 articles dans des conférences internationales et inventeur d'un brevet.