Analyse stochastique modale du signal stabilométrique : application à l'étude de l'équilibre chez l'homme

par Régis Fournier

Thèse de doctorat en Génie biologique et médical

Sous la direction de Jacques Lemoine.

Soutenue en 2002

à Paris 12 .


  • Résumé

    Le système tonique postural est le garant d'une posture idéale du corps quel que soit l'environnement. Pour réaliser un tel contrôle, l'organisme utilise plusieurs sources d'informations en provenance des multiples entrées (visuelle, vestibulaire, podale). Ce travail repose sur l'étude du signal stabilométrique. La finalité réside en l'obtention des caractéristiques du système générateur. Les enjeux d'une recherche visant à diagnostiquer les problèmes liés au système tonique postural sont multiples (aide au diagnostic des troubles de l'équilibre chez l'Homme, choix thérapeutique, rééducation, modélisation). Les méthodes d'analyses classiques ne sont pas suffisantes pour envisager une étude du système postural. L'analyse spectrale met, cependant, en évidence la bande de fréquence informative. Mais, le signal stabilométrique est non stationnaire et présente une structure complexe. La décomposition (Empirical Mode Decomposition) retenue ne fait aucun a priori. Le signal est décomposé en un nombre fini de modalités intrinsèques. Les composantes sont des signaux oscillants, à moyenne nulle, modulé en amplitude et en fréquence. L'hypothèse étant que chaque modalité est représentative d'un processus élémentaire associé à une échelle d'analyse temporelle (temps caractéristique). L'intérêt qu'apporte l'EMD est une analyse fine du signal par un découpage en bande de fréquence distincte. L'originalité de ce travail repose sur l'utilisation de cette décomposition, associée à l'étude des courbes de diffusion. Le choix de la modélisation du comportement des courbes de diffusion des modes permet l'extraction de nouveaux paramètres dynamiques sensibles à l'influence des entrées proprioceptives et visuelles. L'ensemble des méthodes d'analyse est validé (modèle du pendule inversé). L'étude statistique modale du signal stabilométrique pressent la mise en place d'une utilisation en milieu hospitalier sur des sujets présentant des pathologies différentes.


  • Résumé

    The evaluation of postural stability represents a significant share for a more precise comprehension of the system of postural control. Displacements of the center of the Pressure (CoP) or the centre of Mass (CoM) proved to be suitable measurements for a frequency analysis. However, CoP as CoM are nonstationary signals. The traditional methods of frequency analysis can not be well adapted to analyse stabilograms. This new analysis approach of the stabilometric signal is based on the newly-developed signal processing method EMD (Empirical Mode Decomposition). The basis functions used to represent the signal are nonlinear function (well adapted in our case) which can be extracted directly from the data. An adaptive basis (IMF) can be found. Associeted with the fluctuation- dissipation theorem, the modelisation we choosed extracts new dynamical parameters. This parameters permits to determine the hand of frequencies of the analyzed dynamic and informs us therefore on the level of stability of the body. Perspectives of this work are the setting up of a statistical survey in order to put into evidence: the dynamic parameter variability on the one hand, and on the other hand the relevance and the sensitivity of them. To achieve this end, we wish to propose a daily clinical use.

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  • Détails : 263 f.
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  • Annexes : Bibliogr. f. 255-263

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