Développement d’une méthode de mesure des biosignaux acoustiques dans l’oreille occluse

Résumé

Dans les industries lourdes et les milieux confinés, les travailleurs sont susceptibles de développer des pertes de l’audition et d’être victimes d’accidents du travail et de malaises. Dans le but de prévenir des pertes de l’audition, les travailleurs sont équipés de protecteurs auditifs, mais ces protecteurs n’effectuent pas une surveillance médicale afin de prévenir ou de détecter un accident ou un malaise. La surveillance médicale continue est une fonctionnalité essentielle pour détecter un changement anormal des rythmes cardiaque ou respiratoire. Beaucoup d’appareils électroniques appelés « wearables » ont été développés pour le grand public pour effectuer la surveillance des rythmes cardiaque ou respiratoire : montres, chandails, bracelets ou ceintures. Cependant, ces « wearables » ne sont pas adaptés pour effectuer la surveillance médicale des travailleurs dans l’industrie, car ils sont déjà équipés de plusieurs équipements de protection personnelle. Ce projet a pour objectif d’intégrer une fonctionnalité non invasive de surveillance médicale dans le protecteur auditif des travailleurs. La méthode proposée tire parti du matériel audio déjà intégré au protecteur auditif sans ajout d’électronique supplémentaire, ce qui permet d’économiser des coûts dans un contexte industriel. Les sons émis par les battements cardiaques et la respiration sont mesurés avec un microphone positionné dans le conduit auditif qui capture aussi des sons pour la communication, la protection intelligente contre le bruit et la dosimétrie intra-auriculaire. Pour développer des algorithmes d’extraction des rythmes cardiaque et respiratoire, une base de données a été créée à partir de sons enregistrés dans le conduit auditif occlus de 25 personnes. Les sujets devaient respirer à plusieurs intensités et rythmes par leur bouche ou leur nez, dans le but d’obtenir des signaux représentatifs de la vie réelle. Les caractéristiques des sons mesurés dans le conduit auditif occlus émis par le coeur et la respiration ont été investiguées pour développer des algorithmes d’extraction des rythmes cardiaque et respiratoire. Les résultats des algorithmes ont été comparés aux valeurs des rythmes cardiaque et respiratoire obtenues par un appareil de référence utilisé pendant la prise de mesure. Afin de vérifier la performance des algorithmes d’extraction dans des environnements bruyants, du bruit a été ajouté aux signaux enregistrés et un algorithme de débruitage a été appliqué. Au total, 20 sujets et 12 heures d’enregistrements audio ont été analysées par les algorithmes. Les écarts absolus moyens pour l’extraction des rythmes cardiaque et respiratoire sont respectivement 4,3 battements par minute et 3,0 cycles par minute. Les résultats des simulations indiquent que l’extraction du rythme cardiaque fonctionne très bien jusqu’à un niveau de bruit de 110 dB SPL, alors que l’extraction du rythme respiratoire avec du bruit manque de précision. Cette preuve de concept ouvre une perspective de développement d’une grande variété d’applications de surveillance médicale non-invasive, allant de la surveillance médicale des travailleurs dans l’industrie au moyen de leurs protecteurs auditifs à la surveillance médicale des personnes âgées au moyen de leurs prothèses auditives.

Date	16 nov. 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jérémie Voix (Directeur(-trice))