Optimisation du prétraitement des électrocardiogrammes

par Bornia Tighiouart

Thèse de doctorat en informatique et automatique

Sous la direction de Yves Martinez.

Soutenue en 1987

à Lyon, INSA , en partenariat avec LIA - Laboratoire d'Informatique Appliquée (Lyon) (laboratoire) .

mots clés

• Sciences appliquées
• Techniques médicales
• Médecine | électrocardiographie | analyse automatique | système Lyon | onde | limite | détection | informatique industrielle
• Électrocardiographie
• Filtres (informatique)
• normes

Résumé

Le traitement automatique de l'électrocardiogramme de surface. Depuis l'acquisition du signal jusqu'à son interprétation représente une démarche plus ou moins complexe en vue de l'aide au diagnostic. L'activité électrique du cœur se traduit par l' apparition, sur le tracé de 1' électrocardiogramme, d'ondes appelées P, QRS et T. La détermination précise du début et de la fin de ces ondes est l'étape la plus importante et la plus complexe de la procédure de prétraitement. Il s'agit tout d'abord de choisir une fonction de détection oui est censée mettre en évidence le mieux possible l'apparition de ces ondes et de développer ensuite un algorithme de détection du début ou de la fin de ces ondes. De nombreux travaux ont été entrepris dans ce domaine. Plusieurs algorithmes de prétraitement ont été testés dans le cadre d'une action de recherche concertée au niveau de la Communauté Européenne (Action C. S. E "Common standards in quantitative electrocardiography"), avec la conclusion qu'il était souhaitable d' améliorer encore leurs performances. L'objectif de cette recherche était de comparer la puissance de détection des principales fonctions de détection utilisées par les différents auteurs. Une méthode originale de comparaison optimale de différentes fonctions de détection a été développée. La principale difficulté a été de n'introduire aucun biais dans l'estimation des performances des différentes fonctions de détection de sorte à rester parfaitement objectif. Un algorithme combinant détection par ajustement de fonctions et critères de décision heuristiques a été développé et mis en œuvre. Cette étude a été essentiellement menée pour résoudre le problème de la détermination précise du début et de la fin de l'onde QRS (phase de dépolarisation des ventricules). 14 familles de fonctions de détection, et notamment les fonctions vitesse, amplitude, surface, variation angulaire, produit scalaire et vectoriel, etc. . . Ainsi que l'influence de divers algorithmes de filtrage ont été testés et évalués en utilisant comme matériel d'étude les données vecto-cardiographiques et les données des 12 dérivations standard de l' ECG de la banque de données "data set 1" de la C. E. E. Les résultats obtenus conduisent à envisager la création d'un algorithme de prétraitement basé sur l'utilisation. Conjointe de plusieurs fonctions de détection, permettant ainsi d'améliorer à la fois la fiabilité et la précision de la détermination des ondes QRS.

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