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Méthodes de traitement du signal et des données pour l'étude de la régulation du rythme cardiaque par le SNA

Participants : Julie Bestel, Jean Clairambault, Claire Médigue, Georges Le Vey, Christophe Vermeiren 1.- Méthodes temps et temps-fréquence :
La Démodulation Complexe Modifiée (DCM), la Transformation de Pseudo Wigner-Ville Lissée (TPWVL), la Transformation en Ondelettes Dyadique (TOD) et la TPWVL croisée, à l'étude l'an dernier, ont fait l'objet de plusieurs applications cliniques ou physiologiques.
La DCM a été appliquée aux rythmes cardiaque et respiratoire : en physiologie, elle a été comparée à la méthode du spectre de phase moyenné et à celle de la corrélation croisée des dérivées, sur des données cardiorespiratoires d'adultes respirant à fréquences et volumes variables (collaboration avec l'hôpital A. Béclère, Pr. Escourrou). En pédiatrie, elle a été utilisée pour évaluer le retentissement des carences en fer sur le développement du SNA (projet franco-chilien ECOS, Dr. Peirano). La TOD est appliquée à l'étude des variabilités du rythme cardiaque de nourrissons, en fonction des états de sommeil sur les mêmes données. La TPWVL a été utilisée pour mesurer les changements d'état du SNA au cours de tests orthostatiques (collaboration avec l' INSERM, U127, B. Swynghedauw, avec le centre de rythmologie de l'hôpital Lariboisière, Ph. Coumel et avec l'hôpital Sacco de Milan, A. Malliani). La TPWVL croisée a été appliquée à des enregistrements electro-encéphalographiques (EEG) de profondeur, pour évaluer l'activité , impliquée dans les phénomènes de vigilance (collaboration avec le LENA, hôpital de la Pitié-Salpêtrière, F. Varela). La TPWVL croisée a été appliquée également à des signaux électrodermaux, dont les modifications reflètent la vigilance et l'émotivité, pour évaluer la réactivité des chauffeurs à la mise de leur bus en guidage semi-automatique (collaboration débutante avec le Département Biomédical de Renault). Une méthode de détection des mouvements corporels anormaux (syndrome des Myoclonies) est implémentée dans un logiciel dédié aux pathologies du sommeil (projet européen Telematics).

2.- Méthodes non linéaires et méthodes fractales :
L'étude de séries expérimentales de rythme cardiaque (RR) s'est poursuivie, en collaboration avec l'Unité 127 de l'INSERM et une équipe de physiologistes et ingénieurs allemands de Iéna (cf. Programmes bilatéraux de collaboration scientifique ). Ces séries sont étudiées sous deux aspects :

• sous l'hypothèse de l'existence d'un système dynamique discret
  RR = F ( RR ), où RR = ( RR , RR , ..., RR )
  possédant un attracteur sensible aux variations du SNA, on estime des caractéristiques statistiques globales de cet attracteur (dimension de corrélation, exposants de Lyapounov, entropie approchée, prédiction non-linéaire) ;
• en considérant le signal RR comme un objet fractal, on examine ses propriétés de régularité locale soit par des transformations temps-échelle, (l'aspect temporel est conservé), soit par des mesures de spectre fractal (l'irrégularité en un point est mesurée par un exposant de Hö lder à différentes échelles, et moyennée sur l'ensemble de la série des RR). Ce dernier aspect a été étudié dans le travail de stage de DEA de Julie Bestel, encadré en commun avec le projet FRACTALES (cf. le rapport d'activité de ce projet).

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