Analyse multi-échelles par ondelettes complexes : application aux signaux électrophysiologiques intracrâniens chez les patients épileptiques

Résumé

L’objectif principal de cette étude est la conception d’un environnement de calcul logiciel, visant à mettre en place des outils d’analyse, dédiés à la caractérisation des signaux d’électroencéphalogrammes (EEG) intracrâniens chez les patients souffrants d’épilepsie. Plus précisément, cette étude vise à discriminer les phases préictales (avant la crise) des phases interictales (entre les crises). Lors de l’étude des signaux EEG, on observe trois caractéristiques. La première est la présence d’un comportement en loi de puissance de la densité spectrale de puissance (DSP). Ce comportement de la DSP présenté dans les travaux de Yamaguchi (2003) pourrait s’expliquer par la présence d’invariance d’échelles dans le signal. La seconde est l’augmentation du nombre d’oscillations hautes fréquences (OHF) à l’approche d’une crise. Ce résultat présenté par Zijlmans et al. (2011) implique une modification de l’allure de la DSP à l’approche de la crise. La troisième est l’utilisation de signaux EEG intracrâniens qui permettent d’observer les hautes fréquences grâce à un bon rapport signal sur bruit (RSB). Ces trois caractéristiques permettent d’envisager l’étude des propriétés d’invariance d’échelles pour la discrimination des phase interictales et préictales. Une des contributions de ce mémoire a été de développer un estimateur des propriétés d’invariance d’échelles qui utilise les ondelettes complexes symétriques de Daubechies introduites par Lina et Mayrand (1993). Ces ondelettes améliorent les performances de l’estimateur ainsi que la précision temporelle lors du calcul ondelettes. Une autre contribution significative est l’application de l’estimateur aux signaux EEG intracrâniens en utilisant une méthodologie à fenêtre glissante basé sur le test d’hypothèse. L’utilisation de cette méthodologie sur des signaux EEG intracrâniens chez des patients épileptiques durant la phase interictale et préictale a confirmé la présence de propriétés d’invariance d’échelles. Cette application a aussi montré des variations significatives de ces propriétés lors du passage de la phase interictale à la phase préictale. Ces résultats ont conduit à une collaboration avec l’Institut Neurologique de Montréal dans le cadre de la prédiction des crises épileptiques. Les résultats issus de cette collaboration viennent corroborer le diagnostique établit par le neurologue et permettent une amélioration des performances de l’algorithme de prédiction.

Date	19 nov. 2014
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jean-Marc Lina (Directeur(-trice))