Estimation du risque de mort subite par arrêt cardiaque a l'aide de méthodes d'apprentissage artificiel

par Charles-Henri Cappelaere

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Gérard Dreyfus.

Le jury était composé de À renseigner Meste, À renseigner Carrault, À renseigner Gallinari, À renseigner Thiria, À renseigner Moubarak, À renseigner Amblard, À renseigner Dubois, À renseigner Dreyfus.


  • Résumé

    Depuis le début des années 2000, le défibrillateur automatique implantable (DAI) est prescrit de manière prophylactique aux populations à risque de mort subite. Nombre de ces implantations semblent prématurées, ce qui pose problème en raison des complications post-opératoires encourues. Il apparaît donc important de mieux définir la population à risque de mort subite, afin d'optimiser la sélection des patients.Le pouvoir prédictif de mort subite des différents descripteurs du Holter a fait l'objet de nombreuses études univariées, sans permettre d'amélioration des critères de sélection. Dans ce mémoire, nous présentons l'analyse multivariée des descripteurs du Holter que nous avons menée. Nous avons extrait l'ensemble des descripteurs calculables sur la base étiquetée d'enregistrements de patients, victimes ou non d'arythmies traitées par le DAI, dont nous disposons. À l'aide de connaissances physiologiques sur l'arythmogenèse, nous avons réalisé une sélection des descripteurs les plus pertinents. Puis, par une méthode originale de conception et d'évaluation de classifieur, nous avons construit un classifieur ad hoc, basé, sur les connaissances physiologiques de l'arythmogenèse ; ce classifieur discrimine les patients à risque, des patients pour lesquels l'implantation ne paraît pas opportune.Au vu des performances atteintes, il semble possible d'améliorer la fiabilité des indications d'implantation prophylactique, à l'aide de méthodes d'apprentissage statistique. Pour valider cette conclusion, il paraît néanmoins nécessaire d'appliquer la méthode exposée dans la présente étude à une base de données de plus grande dimension, et de contenu mieux adapté à nos objectifs.

  • Titre traduit

    Risk stratification for sudden cardiac death based on machine learning


  • Résumé

    Implantable cardioverter defibrillators (ICD) have been prescribed for prophylaxis since the early 2000?s, for patients at high risk of SCD. Unfortunately, most implantations to date appear unnecessary. This result raises an important issue because of the perioperative and postoperative risks. Thus, it is important to improve the selection of the candidates to ICD implantation in primary prevention. Risk stratification for SCD based on Holter recordings has been extensively performed in the past, without resulting in a significant improvement of the selection of candidates to ICD implantation. The present report describes a nonlinear multivariate analysis of Holter recording indices. We computed all the descriptors available in the Holter recordings present in our database. The latter consisted of labelled Holter recordings of patients equipped with an ICD in primary prevention, a fraction of these patients received at least one appropriate therapy from their ICD during a 6-month follow-up. Based on physiological knowledge on arrhythmogenesis, feature selection was performed, and an innovative procedure of classifier design and evaluation was proposed. The classifier is intended to discriminate patients who are really at risk of sudden death from patients for whom ICD implantation does not seem necessary. In addition, we designed an ad hoc classifier that capitalizes on prior knowledge on arrhythmogenesis. We conclude that improving prophylactic ICD-implantation candidate selection by automatic classification from Holter recording features may be possible. Nevertheless, that statement should be supported by the study of a more extensive and appropriate database.


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