Tri :
Date
Titre
Auteur
|
|
Traitement du signal et télécommunications
/ 15-12-2017
Finet Philippe
Voir le résumé
Voir le résumé
Le vieillissement de la population s'accompagne de l'augmentation du nombre de patients souffrant de maladies chroniques. Ceci entraîne une augmentation du nombre de visites et d'examens à l'hôpital. La télémédecine peut apporter un bénéfice tant en matière de qualité et de sécurité des soins qu'en matière de réduction des dépenses de santé. Elle apparaît comme une piste prometteuse, mais encore insuffisamment déployée. Nous avons déterminé les pathologies chroniques les plus fréquentes compatibles avec la télémédecine, à savoir l'insuffisance cardiaque, le diabète, l'insuffisance respiratoire et l'insuffisance rénale. Cette étude a mis en exergue la présence d'un ensemble de comorbidités associées à ces quatre pathologies et montré la nécessité d'une prise en charge globale du patient. Un état de l'art des différentes expériences de télémédecine dans le monde pour ces maladies a mis en évidence que les différentes applications proposées sont partiellement redondantes et ne sont pas interopérables entre elles. Ainsi, les patients peuvent réaliser deux fois la même mesure pour le même examen médical, mais pour deux pathologies différentes. Ces deux problèmes peuvent induire des développements redondants pour chaque application de télémédecine, des risques de diminution de l'efficience des applications de télémédecine lors de leur déploiement, ainsi que des risques d'aggravation de la santé du patient dès lors que l'action d'un professionnel de santé sur une pathologie peut avoir des répercussions sur une autre pathologie. Par ailleurs, cette étude a fait apparaître les besoins communs à ces pathologies. Nos travaux ont donc consisté à développer une architecture générique permettant à différentes applications de télémédecine spécifiques à une pathologie chronique de partager un plateau technique commun. L'originalité de ce travail porte d'une part sur l'étude des normes et des standards de communication nécessaires à l'interopérabilité de l'infrastructure envisagée, et d'autre part sur une modélisation des données relatives aux signes vitaux analysés et à leur contexte. En effet, ces dernières contiennent toutes les informations pouvant influer sur l'interprétation des résultats, telles que la date et l'horaire de la mesure réalisée, la nature de la donnée acquise et les caractéristiques des capteurs utilisés. Pour valider notre modèle d'application de télésurveillance des maladies chroniques, nous avons réalisé deux expérimentations. La première, menée en collaboration avec la société AZNetwork, a consisté à mettre en œuvre une plate-forme digitale de recueil et d'archivage des données médicales pour les seniors dans le cadre du projet Silver@Home. La seconde expérimentation réalisée en partenariat avec le réseau de soins TELAP sur le projet Domoplaies a permis d'étendre notre modèle à un système d'échanges d'information médicale entre les professionnels de santé. Ces travaux constituent une proposition de modèle d'application de télémédecine qui est non seulement conforme au Cadre d'Interopérabilité des Systèmes d'Information de Santé (CI-SIS) de l'Agence des Systèmes d'Information Partagés de Santé (ASIP Santé), mais qui constitue une proposition d'extension de ce dernier à l'acquisition des données au domicile du patient.
|
|
Analyse et traitement de l'information et des images médicales
/ 14-12-2021
Gallard Alban
Voir le résumé
Voir le résumé
La thérapie de resynchronisation cardiaque (CRT) permet de soigner des cas spécifiques d’insuffisance cardiaque. Les patients ne présentent malheureusement aucune amélioration dans 30% des cas. Il est par conséquent nécessaire de bien sélectionner les candidats susceptibles de répondre à la CRT. La littérature propose de nouvelles caractéristiques pour la sélection des patients mais aucune n’a réussi à intégrer les directives. Notre équipe a cherché à montrer l’intérêt des caractéristiques issues des courbes de déformations du ventricule gauche. Ainsi, nous avons travaillé sur l’utilisation de l’apprentissage automatique pour sélectionner les caractéristiques les plus significatives pour déterminer la réponse à la CRT. Deux méthodes ont été utilisées pour la sélection des caractéristiques. La première utilise une méthode de regroupement non-supervisée pour associer les patients aux caractéristiques similaires afin de former des groupes et observer les caractéristiques les plus significatives à la séparation entre les répondeurs et non-répondeurs. La deuxième utilise la méthode OOB basée sur les forêts d’arbres pour ordonner les caractéristiques selon leur importance pour estimer la réponse à la CRT. L’objectif final a été la classification des patients pour prédire la réponse à la CRT. Pour cela, un processus d’apprentissage comprenant une phase de sélection des caractéristiques et une phase de classification à l’aide de la méthode de Monte-Carlo appliquée aux forêts d’arbres a permis une meilleure détection des candidats susceptibles de répondre à la CRT.
|
|
Signal, image, vision
/ 20-12-2018
Georgi Nawras
Voir le résumé
Voir le résumé
Grâce au progrès de la médecine et à l’essor des technologies, l’espérance de vie ne cesse de progresser, cette augmentation s’accompagnant d’une apparition de besoins spécifiques pour les seniors. Sachant que huit français sur dix souhaitent continuer à vivre à domicile en cas de perte d’autonomie, équiper les seniors d’une solution de suivi de leur état de santé à distance pourrait le leur permettre et ce dans de bonnes conditions. Dans ce contexte, nous avons identifié trois verrous que nous avons cherché à lever au cours de cette thèse. Le premier concerne l’interopérabilité des capteurs de santé qui se trouve mise à mal par l’adoption massive des protocoles propriétaires par les fabricants. Pour y remédier, nous proposons une passerelle facilitant la communication avec les capteurs de santé, qu’ils soient médicaux ou de bien-être, en faisant abstraction des multitudes de protocoles de communication propriétaires et standards. Le deuxième obstacle concerne l’erreur de mesure due à la manipulation d’un capteur de santé par des personnes non initiées en absence d’un professionnel de santé. Nous illustrons cette problématique à travers l'exemple d'un tensiomètre de poignet pour lequel nous proposons une méthode permettant de guider l’utilisateur dans son bon positionnement en respectant les recommandations des fabricants grâce à l'apport d'une montre connectée. Le dernier challenge a trait à la question de la multimodalité et plus précisément à la contextualisation de la mesure. Il s'agit ici de la fusion de données provenant d’un ensemble d’objets connectés dans un système de télésuivi décliné sous l'angle de la prise de la tension artérielle dans l'objectif de placer l’usager en situation d'effectuer une mesure de tension conforme aux recommandations des sociétés savantes. L'expérimentation qui a été conduite a permis d’évaluer l’acceptabilité du système proposé.
|
|
Signal, image, vision
/ 23-09-2020
Guerrero Gustavo
Voir le résumé
Voir le résumé
Les mécanismes physiologiques à l’origine des épisodes d’apnée, chez l’adulte et le prématuré, ne sont pas encore entièrement élucidés. L’objectif principal de cette thèse est de proposer une approche, basée sur des modèles computationnels, afin de mieux com- prendre la réponse cardio-respiratoire aiguë à un épisode d’apnée. Un modèle original des interactions cardio-respiratoires a été proposé et adapté selon 3 versions : adulte, nouveaux-né à terme et prématuré. Les analyses de sensibilité, réalisées sur ces modèles, ont mis en en évidence l’importance de certaines grandeurs physiologiques : fraction d’oxygène inspiré, les taux métaboliques, le chemoréflexe et le volume pulmonaire. À partir de ces résultats un sous-ensemble de paramètres a été sélectionné pour réaliser la première identification spécifique-patient d’un modèle adulte pour étudier la dynamique de SaO2 pendant une apnée obstructive à partir d’une base de données clinique composée de 107 apnées obstructives réparties sur 10 patients. À par- tir des paramètres identifiés, un phénotype des patients a été obtenu, différenciant les patients présentant un risque accru d’instabilité respiratoire et de respiration périodique. Les résultats de la thèse ouvrent de nouvelles perspectives pour la prise en charge et l’optimisation de certaines thérapies (CPAP, PEEP, oxygénothérapie,...) en unités de soins intensifs néonatals et adultes.
|
|
Traitement du signal et télécommunications
/ 09-10-2014
Hajipour Sardouie Sepideh
Voir le résumé
Voir le résumé
Lorsque l'on enregistre l'activité cérébrale en électroencéphalographie (EEG) de surface, le signal d'intérêt est fréquemment bruité par des activités différentes provenant de différentes sources de bruit telles que l'activité musculaire. Le débruitage de l'EEG est donc une étape de pré-traitement important dans certaines applications, telles que la localisation de source. Dans cette thèse, nous proposons six méthodes permettant la suppression du bruit de signaux EEG dans le cas particulier des activités enregistrées chez les patients épileptiques soit en période intercritique (pointes) soit en période critique (décharges). Les deux premières méthodes, qui sont fondées sur la décomposition généralisée en valeurs propres (GEVD) et sur le débruitage par séparation de sources (DSS), sont utilisées pour débruiter des signaux EEG épileptiques intercritiques. Pour extraire l'information a priori requise par GEVD et DSS, nous proposons une série d'étapes de prétraitement, comprenant la détection de pointes, l'extraction du support des pointes et le regroupement des pointes impliquées dans chaque source d'intérêt. Deux autres méthodes, appelées Temps Fréquence (TF) -GEVD et TF-DSS, sont également proposées afin de débruiter les signaux EEG critiques. Dans ce cas on extrait la signature temps-fréquence de la décharge critique par la méthode d'analyse de corrélation canonique. Nous proposons également une méthode d'Analyse en Composantes Indépendantes (ICA), appelé JDICA, basée sur une stratégie d'optimisation de type Jacobi. De plus, nous proposons un nouvel algorithme direct de décomposition canonique polyadique (CP), appelé SSD-CP, pour calculer la décomposition CP de tableaux à valeurs complexes. L'algorithme proposé est basé sur la décomposition de Schur simultanée (SSD) de matrices particulières dérivées du tableau à traiter. Nous proposons également un nouvel algorithme pour calculer la SSD de plusieurs matrices à valeurs complexes. Les deux derniers algorithmes sont utilisés pour débruiter des données intercritiques et critiques. Nous évaluons la performance des méthodes proposées pour débruiter les signaux EEG (simulés ou réels) présentant des activités intercritiques et critiques épileptiques bruitées par des artéfacts musculaires. Dans le cas des données simulées, l'efficacité de chacune de ces méthodes est évaluée d'une part en calculant l'erreur quadratique moyenne normalisée entre les signaux originaux et débruités, et d'autre part en comparant les résultats de localisation de sources, obtenus à partir des signaux non bruités, bruités, et débruités. Pour les données intercritiques et critiques, nous présentons également quelques exemples sur données réelles enregistrées chez des patients souffrant d'épilepsie partielle.
|
|
Signal, image, vision
/ 03-03-2021
Halima Imen
Voir le résumé
Voir le résumé
La sécurité des personnes âgées est un enjeu majeur de santé publique. Les travaux de cette Thèse ont porté plus particulièrement sur un système de détection et de prévention des chutes pouvant être utilisé en EHPAD ou au domicile des personnes âgées autonomes. Pour cela, nous avons utilisé un dispositif à bas coût composé d’une caméra de profondeur et d’une caméra thermique. Ce dispositif fonctionne d’une façon autonome, en temps réel, de jour comme de nuit et permet de préserver l’anonymat de la personne. L’objectif de la thèse était de développer des algorithmes de suivi de la personne et d’identification de son activité afin d’extraire, à court terme, des paramètres pour la détection de la chute et, à long terme, des indices de la fragilité de la personne. Pour cette Thèse, nous avons exploré deux stratégies permettant ce suivi : 1) Une méthode classique de suivi de la personne basée sur du filtrage particulaire. Dans cette approche, les informations acquises par les deux caméras du dispositif ont été fusionnées afin de suivre la tête de la personne tout au long de la séquence d’images. 2) Une méthode de reconnaissance de l’activité de la personne à partir d’un apprentissage profond sur les séquences d’images thermiques et de profondeurs. Nous avons choisi de détecter quatre postures (assis, debout, allongé sur le lit et allongé par terre) à partir de nos propres bases de données. Nous pensons qu’à terme, l’analyse de la séquence temporelle des postures extraites par nos algorithmes permettra de détecter les signes de fragilité de la personne âgée.
|
|
Signal, image, vision
/ 16-12-2021
Hammami Houda
Voir le résumé
Voir le résumé
La radioembolisation est une intervention mini-invasive réalisée pour traiter le cancer du foie en administrant des microsphères radioactives. Afin d'optimiser les résultats du traitement, la procédure est réalisée en deux sessions : une intervention de prétraitement, principalement réalisée pour localiser le site d'injection, évaluer la distribution et effectuer une évaluation dosimétrique, et une intervention de traitement réalisée pour injecter la dose appropriée de microsphères radioactives dans le site d'injection localisé. En raison la complexité de la vascularisation hépatique, les radiologues interventionnels manipulent soigneusement le cathéter, lors des deux interventions, sous guidage radiographique et recourent à l'injection de produit de contraste afin de visualiser les vaisseaux. Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle stratégie de guidage qui promet une simplification et une précision de la navigation du cathéter lors des deux interventions. Le système de navigation proposé traite les images préopératoires et peropératoires pour réaliser une fusion d'images grâce à une technique de recalage rigide. Cette approche est conçue pour 1) aider l'accès au tronc cœliaque, 2) aider l'accès au site d'injection et 3) reproduire le site d'injection lors de l'intervention de traitement. Sachant que le foie subit un déplacement lié au mouvement respiratoire, nous proposons également une approche qui permet d'obtenir une superposition dynamique des vaisseaux 3D projetés sur la fluoroscopie.
|
|
Signal, image, vision
/ 21-01-2019
Han Xu
Voir le résumé
Voir le résumé
Le développement de méthodes de décomposition de tableaux multi-dimensionnels suscite toujours autant d'attention, notamment d'un point de vue applicatif. La plupart des algorithmes, de décompositions tensorielles, existants requièrent une estimation du rang du tenseur et sont sensibles à une surestimation de ce dernier. Toutefois, une telle estimation peut être difficile par exemple pour des rapports signal à bruit faibles. D'un autre côté, estimer simultanément le rang et les matrices de facteurs du tenseur ou du tenseur cœur n'est pas tâche facile tant les problèmes de minimisation de rang sont généralement NP-difficiles. Plusieurs travaux existants proposent d'utiliser la norme nucléaire afin de servir d'enveloppe convexe de la fonction de rang. Cependant, la minimisation de la norme nucléaire engendre généralement un coût de calcul prohibitif pour l'analyse de données de grande taille. Dans cette thèse, nous nous sommes donc intéressés à l'approximation d'un tenseur bruité par un tenseur de rang faible. Plus précisément, nous avons étudié trois modèles de décomposition tensorielle, le modèle CPD (Canonical Polyadic Decomposition), le modèle BTD (Block Term Decomposition) et le modèle MTD (Multilinear Tensor Decomposition). Pour chacun de ces modèles, nous avons proposé une nouvelle méthode d'estimation de rang utilisant une métrique moins coûteuse exploitant la parcimonie de groupe. Ces méthodes de décomposition comportent toutes deux étapes : une étape d'estimation de rang, et une étape d'estimation des matrices de facteurs exploitant le rang estimé. Des simulations sur données simulées et sur données réelles montrent que nos méthodes présentent toutes une plus grande robustesse à la présence de bruit que les approches classiques.
|
|
Analyse et traitement de l'information et des images médicales
/ 01-04-2019
Henaux Pierre-Louis
Voir le résumé
Voir le résumé
Le domaine de la chirurgie de par son environnement sensible, ses enjeux de qualité et de sécurité se rapproche naturellement d’autres univers tels que l’industrie nucléaire, l’aviation civile et le domaine militaire. La technicité voire même la connaissance déclarative de chaque individu composant un élément de l’ensemble d’individus interagissant ensemble dans ces environnements ne suffisent pas à atteindre des niveaux suffisants de sécurité. Plus de 70% des évènements indésirables graves seraient liés à des problèmes humains de coordination et de communication. Les compétences non techniques (CNT) sont ainsi nécessaires pour assurer une performance efficiente et sûre. La première partie de ce travail fait un état des lieux de la littérature sur les CNT en chirurgie. Après des définitions générales et un positionnement de ces compétences vis-à-vis notamment des compétences techniques et procédurales, nous présentons une revue systématique de la littérature des CNT dans le domaine spécifique de la neurochirurgie. La deuxième partie de ce travail s’intéresse quant à elle aux compétences interpersonnelles en focalisant le propos sur le travail en équipe et la communication. Le concept de familiarité au sein d’une équipe est exploré. Pour ce faire, nous présentons une étude observationnelle qui a été réalisée en environnement réel de bloc opératoire de neurochirurgie portant sur les interruptions de tâches et le travail d’équipe. Ces interruptions de tâches sont en effet des évènements itératifs entrainant la mobilisation de CNT au sein d’un groupe de professionnels. La troisième partie est consacrée aux compétences cognitives avec une étude reposant sur des entretiens de neurochirurgiens de différents niveaux d’expertise ; celle-ci ayant pour objectif de mieux comprendre la représentation mentale que se fait le chirurgien lors de son planning opératoire pré-chirurgical. La méthodologie qualitative de la théorisation enracinée est utilisée dans cette partie et nous justifions son emploi pour ce travail.
|
|
Analyse et traitement de l'information et des images médicales
/ 19-12-2022
Hubert Arnaud
Voir le résumé
Voir le résumé
L’insuffisance cardiaque est un problème de santé majeur et l’analyse échocardiographie de la fonction ventriculaire gauche, systolique et diastolique, est centrale dans sa prise en charge. Afin d’aider les cliniciens dans la pratique quotidienne nous avons exploré dans les différents travaux de ce manuscrit différents méthodes d’automatisation ou semi automatisation des analyses échocardiographiques. Parmi le panel de méthodes algorithmiques possibles, nous avons travaillé sur la méthode purement mathématique « boite-noire » dans l’analyse de l’asynchronisme électro-mécanique, sur une méthode intégralement physiopathologique dans l’analyse de la fonction systolique ventriculaire gauche des patients atteints de rétrécissement aortique et enfin sur une méthode intermédiaire dans l’analyse des boucles strain-volume pour la fonction diastolique ventriculaire gauche. Les résultats ainsi obtenus sont prometteurs et ouvrent des perspectives de travaux futurs sur l’analyse multiparamétrique automatisée du ventricule gauche afin d’augmenter la rapidité mais aussi la précision d’analyse du clinicien dans sa pratique quotidienne. Cette analyse beaucoup plus fine de la fonction ventriculaire gauche pourra permettre à l’avenir de produire un soin non plus populationnel mais personnalisé selon l’atteinte précisément évaluée de la fonction ventriculaire gauche systolique et diastolique.
|
|