Analyse des signaux impulsionnels

L'étude des signaux physiologiques montre fréquemment des signaux de types impulsionnels, particulièrement dans le domaine de la motricité digestive. Leur survenue aléatoire, leur irrégularité de forme et leur caractère propagé posent des problèmes de quantification difficiles à résoudre.

Détection des signaux impulsionnels.

Ce travail réalisé avec Marc Bernard, Maître de Conférences à l'ENST avait pour objet la caractérisation des ondes contractiles osophagiennes. La mise au point de la méthode décrite ci-dessous a duré 8 ans (Brevet européen Assistance Publique - CNET n°9006728) et l'étude de son domaine d'application fait l'objet d'une thèse.

La méthodologie développée permet une automatisation entière de l'analyse et ne nécessite que très peu d'informations, a priori, sur le signal, ce qui la rend particulièrement robuste pour l'analyse de signaux de longue durée lorsqu'il existe un décalage de la ligne de base. Le procédé se divise essentiellement en deux parties, segmentation et classification :

Pour la segmentation, on détecte les impulsions liées au phénomène étudié à l'aide d'une méthode de croissance d'impulsions utilisant des opérateurs de fusion mettant en ouvre des critères liés à la forme du signal;

Pour la classification, l'ensemble des impulsions obtenues est classé par mise en ouvre des méthodes d'analyse de données multidimensionnelles permettant de séparer le signal du bruit.


Métrologie de la mesure d'une vitesse de propagation.

Lors d'une déglutition, l'onde contractile se propage le long du corps osophagien dans le sens oral-aboral à une vitesse variable selon les segments osophagiens. La mesure de cette vitesse est un élément important d'appréciation de l'activité osophagienne.

En exploration fonctionnelle, la vitesse de propagation d'un phénomène impulsionnel utilise le plus souvent la comparaison du retard entre le début, le sommet ou la fin de l'onde enregistrée en deux points dont l'écart est connu. La numérisation du signal permet d'étudier le décalage entre tous les points du signal, c'est la fonction d'inter corrélation. Cependant la durée de calcul est d'autant plus longue que le signal est important et que la fenêtre d'étude large.

Utilisant la méthodologie décrite ci-dessus, nous avons démontré sur un signal simulé que l'utilisation d'inter corrélations partielles, sur un signal segmenté, fournissait des résultats meilleurs que les méthodes usuelles, n'utilisant qu'un point du signal, lorsque le coefficient de similarité entre impulsions était satisfaisant.