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Дисертації з теми "Détection des mouvements physiologiques"
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Serieyssol, Alizée. "Correction des mouvements physiologiques sans appareillage externe en TEP : applications aux acquisitions à faible statistique pour la radioembolisation hépatique et la cardiologie." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0355.
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La Tomographie par Emission de Positons (TEP) est une modalité d’imagerie essentielle au diagnostic et au suivi thérapeutique en oncologie. Les mouvements physiologiques peuvent dégrader la qualité de l'image et avoir un impact sur la précision diagnostique et la quantification des images TEP. Ce programme de recherche se concentre sur la détection des mouvements physiologiques (respiration et battements cardiaques) sans utilisation d'appareillage externe, pour des applications cliniques très spécifiques. Des méthodes de compensation de ces mouvements sont développées afin de reconstruire une image corrigée de ces effets. Deux applications cliniques ont été identifiées pour évaluer les méthodologies mises en œuvre. La première concerne la radioembolisation hépatique basée sur l'imagerie TEP à l'90Y qui nécessite le développement de méthodes de détection et de correction du mouvement respiratoire pour des données impliquant une très faible statistique de comptage. La seconde est l’imagerie TEP cardiaque au 18F-FDG nécessitant le développement d’une méthode de double détection des mouvements respiratoire et cardiaque ainsi que des méthodes de compensation de ces deux mouvements physiologiques. Les résultats obtenus avec les méthodes de détection proposées sont comparés à ceux obtenus par des dispositifs externes : un soufflet (46-265679G-1, GE HealthCare) pour les signaux respiratoires et une électrocardiogramme (ECG) pour le signal cardiaque. Concernant les méthodes de correction, deux méthodes de correction sont proposées pour la radioembolisation hépatique et leur impact sur la dosimétrie post-traitement est étudiée en comparaison avec les résultats obtenus sans utilisation de méthodes de correction. La première méthode développée consiste à ne conserver que la phase quiescente du cycle respiratoire tandis que la deuxième utilise toute la statique en proposant un recalage rigide entre toutes les phases du cycle respiratoire. Deux autres méthodes sont implémentées pour la cardiologie et basées sur l’estimation de vecteurs de déformation 3D déterminés à partir des triggers cardiaques et respiratoires calculés grâce à la méthode détection proposée. La première méthode estime ces vecteurs de déformation par un recalage rigide entre les images de chaque cycle respiratoire alors que la deuxième méthode utilise les différents volumes du cœur. Dans cette méthode, les vecteurs de déformations 3D sont calculés en identifiant les volumes télédiastolique et télésystolique. L’évaluation de l’efficacité de ces méthodes est réalisée en comparant les images obtenues avec ces méthodes aux images non corrigées du mouvement ainsi qu’à celle reconstruite avec la méthode de correction utilisée en routine clinique sur les caméras TEP/TDM (algorithme Q.Static, General Electric HealthCare). Les résultats obtenus montrent une réelle amélioration de la qualité des images avec, pour les images cardiologiques, de meilleurs résultats que ceux obtenus avec la méthode de correction utilisée en routine clinique. Les résultats dosimétriques obtenus avec l’utilisation des deux méthodes de correction pour les données à l’Yttrium-90 démontrent une augmentation de la dose à la tumeurPositron emission tomography (PET) is an essential imaging modality for diagnosis and therapeutic follow-up in oncology. Physiological motion can degrade image quality and affect the diagnostic accuracy and quantification of PET images. This research program focuses on the detection of physiological motion (respiration and cardiac beating) without the use of an external device for very specific clinical applications. Methods to compensate for these movements will be developed to reconstruct an image corrected for these effects. Two clinical applications have been identified to evaluate the implemented methods. The first concerns hepatic radioembolization based on 90Y PET imaging, which requires the development of methods to detect and correct for respiratory motion for data with very low counting statistics. The second is 18F-FDG cardiac PET imaging, involving the development of a method for the dual detection of respiratory and cardiac movements, as well as methods for compensating for these two physiological movements. The results obtained with the proposed detection methods are compared with those obtained with external devices: a bellow (46-265679G-1, GE HealthCare) for the respiratory signals and an electrocardiogram (ECG) for the cardiac signal. Two correction methods are proposed for hepatic radioembolization and their impact on post-treatment dosimetry was evaluated in comparison with results obtained without the use of correction methods. The first method developed consists in keeping only the quiescent phase of the respiratory cycle, while the second uses all the statistics, proposing a rigid registration between all the respiration phases. Two other methods have been implemented for cardiology, based on the estimation of 3D deformation vectors obtained from cardiac and respiratory triggers calculated with the proposed detection method. The first method estimates these deformation vectors through a rigid registration between the images of each respiratory cycle, while the second method uses the different volumes of the heart. In this method, 3D deformation vectors are calculated by identifying the end diastolic and end systolic volumes. The efficacity of these methods is evaluated by comparing the images obtained using these methods with the non-motion-corrected images, as well as with the image reconstructed with the correction method used in clinical routine on PET/CT cameras (Q.Static algorithm, General Electric HealthCare). The obtained results demonstrate a real improvement in terms of image quality, with better results for cardiological images than those obtained with the correction method used in clinical routine. Dosimetric results obtained with both correction methods for Yttrium-90 data show an increase of the tumor dose
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Truong, Charles. "Détection de ruptures multiples – application aux signaux physiologiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLN030/document.
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Ce travail s’intéresse au problème de détection de ruptures multiples dans des signaux physiologiques (univariés ou multivariés). Ce type de signaux comprend par exemple les électrocardiogrammes (ECG), électroencéphalogrammes (EEG), les mesures inertielles (accélérations, vitesses de rotation, etc.). L’objectif de cette thèse est de fournir des algorithmes de détection de ruptures capables (i) de gérer de long signaux, (ii) d’être appliqués dans de nombreux scénarios réels, et (iii) d’intégrer la connaissance d’experts médicaux. Par ailleurs, les méthodes totalement automatiques, qui peuvent être utilisées dans un cadre clinique, font l’objet d’une attention particulière. Dans cette optique, des procédures robustes de détection et des stratégies supervisées de calibration sont décrites, et une librairie Python open-source et documentée, est mise en ligne.La première contribution de cette thèse est un algorithme sous-optimal de détection de ruptures, capable de s’adapter à des contraintes sur temps de calcul, tout en conservant la robustesse des procédures optimales. Cet algorithme est séquentiel et alterne entre les deux étapes suivantes : une rupture est détectée, puis retranchée du signal grâce à une projection. Dans le cadre de sauts de moyenne, la consistance asymptotique des instants estimés de ruptures est démontrée. Nous prouvons également que cette stratégie gloutonne peut facilement être étendue à d’autres types de ruptures, à l’aide d’espaces de Hilbert à noyau reproduisant. Grâce à cette approche, des hypothèses fortes sur le modèle génératif des données ne sont pas nécessaires pour gérer des signaux physiologiques. Les expériences numériques effectuées sur des séries temporelles réelles montrent que ces méthodes gloutonnes sont plus précises que les méthodes sous-optimales standards et plus rapides que les algorithmes optimaux.La seconde contribution de cette thèse comprend deux algorithmes supervisés de calibration automatique. Ils utilisent tous les deux des exemples annotés, ce qui dans notre contexte correspond à des signaux segmentés. La première approche apprend le paramètre de lissage pour la détection pénalisée d’un nombre inconnu de ruptures. La seconde procédure apprend une transformation non-paramétrique de l’espace de représentation, qui améliore les performances de détection. Ces deux approches supervisées produisent des algorithmes finement calibrés, capables de reproduire la stratégie de segmentation d’un expert. Des résultats numériques montrent que les algorithmes supervisés surpassent les algorithmes non-supervisés, particulièrement dans le cas des signaux physiologiques, où la notion de rupture dépend fortement du phénomène physiologique d’intérêt.Toutes les contributions algorithmiques de cette thèse sont dans "ruptures", une librairie Python open-source, disponible en ligne. Entièrement documentée, "ruptures" dispose également une interface consistante pour toutes les méthodesThis work addresses the problem of detecting multiple change points in (univariate or multivariate) physiological signals. Well-known examples of such signals include electrocardiogram (ECG), electroencephalogram (EEG), inertial measurements (acceleration, angular velocities, etc.). The objective of this thesis is to provide change point detection algorithms that (i) can handle long signals, (ii) can be applied on a wide range of real-world scenarios, and (iii) can incorporate the knowledge of medical experts. In particular, a greater emphasis is placed on fully automatic procedures which can be used in daily clinical practice. To that end, robust detection methods as well as supervised calibration strategies are described, and a documented open-source Python package is released.The first contribution of this thesis is a sub-optimal change point detection algorithm that can accommodate time complexity constraints while retaining most of the robustness of optimal procedures. This algorithm is sequential and alternates between the two following steps: a change point is estimated then its contribution to the signal is projected out. In the context of mean-shifts, asymptotic consistency of estimated change points is obtained. We prove that this greedy strategy can easily be extended to other types of changes, by using reproducing kernel Hilbert spaces. Thanks this novel approach, physiological signals can be handled without making assumption of the generative model of the data. Experiments on real-world signals show that those approaches are more accurate than standard sub-optimal algorithms and faster than optimal algorithms.The second contribution of this thesis consists in two supervised algorithms for automatic calibration. Both rely on labeled examples, which in our context, consist in segmented signals. The first approach learns the smoothing parameter for the penalized detection of an unknown number of changes. The second procedure learns a non-parametric transformation of the representation space, that improves detection performance. Both supervised procedures yield finely tuned detection algorithms that are able to replicate the segmentation strategy of an expert. Results show that those supervised algorithms outperform unsupervised algorithms, especially in the case of physiological signals, where the notion of change heavily depends on the physiological phenomenon of interest.All algorithmic contributions of this thesis can be found in ``ruptures'', an open-source Python library, available online. Thoroughly documented, ``ruptures'' also comes with a consistent interface for all methods
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Ginhoux, Romuald. "Compensation des mouvements physiologiques en chirurgie robotisée par commande prédictive." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004633.
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Il existe aujourd'hui de nombreux systèmes robotiques commerciaux pour l'assistance au geste chirurgical. Les interventions d'orthopédie, de neurologie, de chirurgie laparoscopique ou cardiaque peuvent désormais être assistées par des systèmes mécaniques et informatiques. Depuis les premiers robots d'aide au geste chirurgical dérivés des robots industriels, aux robots actuels, l'objectif est de développer des systèmes d'aide aux gestes médicaux et chirurgicaux qui apportent des bénéfices importants au chirurgien et au patient. Dans ce contexte, ce travail de thèse s'intéresse plus particulièrement à l'aide au geste chirurgical en chirurgie mini-invasive robotisée. La problématique abordée est de permettre à un robot chirurgical de compenser mécaniquement les mouvements physiologiques de l'organe ou du tissu opéré, afin de proposer au chirurgien une zone de travail virtuellement immobile. En effet, ces mouvements sont des perturbations pour le chirurgien qui télé-manipule un robot, car il doit les compenser lui-même à chaque fois qu'une tâche précise est requise à la surface d'un organe ou d'un tissu, en les accompagnant manuellement quand c'est possible. Ceci limite aujourd'hui le développement, entre autres, des opérations à coeur battant. L'objectif est de proposer un système de commande qui permette au robot de se déplacer de façon synchronisée avec l'organe et d'accompagner ainsi son mouvement. Ce travail se restreint aux mouvements physiologiques dus à la respiration et aux battements du coeur. Ceux-ci sont périodiques avec une période qui ne varie pas pendant l'intervention. Le principe utilisé pour commander le déplacement du robot est celui de l'asservissement visuel direct rapide, où les images d'une caméra d'observation endoscopique sont traitées en temps réel, avec une cadence d'asservissement jusqu'à 500 images par seconde. Le robot est commandé à l'aide de lois de commande prédictives dans lesquelles des modèles internes simples du robot et des mouvements à filtrer sont inclus. Les développements présentés dans cette thèse sont illustrés par deux ensembles de résultats, pour la compensation des mouvements respiratoires du foie d'une part, et le suivi du coeur battant d'autre part. Des dispositifs expérimentaux ont été mis en place autour d'un robot médical Aesop (Computer Motion, USA) et un prototype de robot chirurgical de la société Sinters de Toulouse. Des expériences de laboratoire et des tests in vivo en conditions chirurgicales réelles ont été réalisés.
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Mandry, Damien. "Analyse et gestion des mouvements physiologiques en IRM thoraco-abdominale." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10096/document.
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L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d'imagerie médicale très riche et en plein essor. Elle permet d'obtenir de hautes résolutions temporelle et spatiale, et une très bonne caractérisation tissulaire. Malheureusement, les activités physiologiques de la circulation et de la respiration induisent des mouvements qui interfèrent avec le processus d'acquisition, assez lent, générant des artéfacts. D'un côté, l'exploration par IRM des organes thoraco-abdominaux en est perturbée, mais d'un autre côté c'est un outil non-invasif et précis d'analyse. Ainsi, nous avons montré que la course du diaphragme était de l'ordre de 1 à 2 cm dans une population de patients atteints de mucoviscidose, comme chez les sujets normaux, et légèrement plus importante en postérieur qu'en antérieur. Au cours d'une autre étude, nous avons observé que les déplacements crânio-caudaux du rein étaient aussi importants chez le nourrisson que chez l'adulte, avec des conséquences en imagerie fonctionnelle. Les méthodes gestion de ces mouvements, comme l'apnée ou la synchronisation sur des capteurs externes ou internes, restent cependant imparfaites. Nous montrons comment améliorer la qualité des images pulmonaires chez les patients atteints de mucoviscidose par une technique de double synchronisation cardiaque et respiratoire développée au laboratoire, et comment nous avons pu réaliser des séquences de ciné-cardiaque de haute qualité en respiration libre par utilisation de l'algorithme GRICS. Enfin, nous présentons plusieurs études portant sur l'analyse cinétique des traceurs, illustrant les contraintes particulières à cette situation, et posons les conditions d'un recalage efficientMagnetic Resonance Imaging (MRI) has become a major medical Imaging technique thanks to high temporal and spatial resolution, as well as to its abilities to distinguish between tissues. On one hand, MRI examinations of thoracic and abdomino-pelvic organs are compromised by the motions induced by circulation and respiration, but on the other hand, MRI is a non-invasive and precise tool to study these displacements. We have shown, in a group of patients with cystic fibrosis (CF), that the diaphragmatic course was around 1 to 2cm, as it is in normal subjects. In another study, we have found that motions of the kidney was in the same range in infants and in adults, despite the difference in the size of this organ; this is a major cause of error when performing functional analysis. Managing these motions is based upon breath holding and synchronization, both remaining imperfect. Thus, we showed how an in-lab dual synchronization, both cardiac and respiratory, improved quality of lung images in the patients with CF, and how we managed realizing high quality cardiac cine-MRI using the GRICS algorithm. At last, we discuss the specific difficulties of kinetic imaging of contrast agents through a few studies, and explain the bases of an efficient registration method
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Delacourt, Christophe. "Détection et analyse de mouvements de surface par interféromètre différentielle." Paris, Institut de physique du globe, 1997. http://www.theses.fr/1997GLOB0006.
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L'interferometrie differentielle d'images sar (synthetic aperture radar ou radar a synthese d'ouverture) permet d'obtenir le champ continu des deformations de surface avec une resolution spatiale metrique et une precision centimetrique. Apres avoir rappele les specificites de l'imagerie radar, les principes de l'interferometrie differentielle sont exposes. Puis les differents modules constituant une chaine complete de traitement interferometrique implantee sur un calculateur massivement parallele (cm-5) sont detailles. Dans une seconde partie les techniques de detection et d'elimination des differentes perturbations affectant un interferogramme differentiel sont etudiees. Les perturbations dues a la technique interferometrique, d'origines instrumentale, atmospherique et liee aux caracteristiques du site considere (seuil de detection, gradient de deformation limite, role de la stabilite de l'etat de surface et du relief) sont ainsi analysees. Le potentiel et les limitations de l'interferometrie differentielle sont ensuite estimes a partir d'analyses thematiques realisees sur des sites aux caracteristiques variees tant sur le plan de la cinematique et de l'extension de la deformation observee que sur le contexte geographique et climatique de la region. Les differentes analyses realisees concernent : le seisme de grevena (grece centrale), le glissement de terrain de saint-etienne de tinee (france), le suivi pluriannuel des subsidences associees a l'exploitation miniere souterraine de gardanne (france), pour lequel les mesures interferometriques ont ete validees a partir de mesures de nivellement et confrontee avec les donnees micro-sismiques. Enfin les deformations associees aux coulees recentes de l'etna (italie) ainsi que les deformations globales de cet edifice au cours de l'eruption de 1991-93 apres correction des perturbations atmospheriques ont egalement ete analysees. Enfin, une derniere partie redigee sous forme de
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Ott, Laurent. "Compensation des mouvements physiologiques en endoscopie flexible : application à la chirurgie transluminale." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6233.
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La chirurgie abdominale par voie transluminale est une approche révolutionnaire qui consiste à introduire les instruments dans la cavité abdominale par un orifice naturel du patient (tel que la bouche, l'anus, le vagin ou l'urètre). Cette nouvelle technique chirurgicale porte la dénomination NOTES (Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery) dans la littérature médicale. Les gastroscopes utilisés aujourd'hui pour effectuer les opérations ont une partie distale active orientable selon deux directions orthogonales à l'aide de deux molettes présentes sur la poignée et offre un retour visuel par la caméra embarquée dans l'extrémité distale de l'endoscope. L'interface de commande peu intuitive et les informations visuelles limitées font du gastroscope un outil difficile à manier. Afin d'apporter une assistance robotique aux praticiens lors d'interventions transluminales, nous avons développé un système de positionnement automatique de la tête flexible de l'endoscope. L'objectif est de réaliser une liaison virtuelle entre la tête et une structure anatomique d'intérêt malgré les mouvements physiologiques, l'interaction des instruments avec l'environnement et le mouvement d'enfoncement manuel de l'endoscope. Ce système s'appuie sur la motorisation d'un endoscope flexible classique, où nous avons remplacé les molettes de la poignée par deux moteurs pour permettre la commande numérique des deux degrés de liberté de la tête flexible. La liaison virtuelle « tête-structure anatomique » est alors réalisée sur la base d'un schéma d'asservissement visuel 2DTransluminal surgery, also called NOTES (Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery), consists of accessing the peritoneal cavity by passing through a natural orifice and then to make an opening in an inner wall to accomplish treatments. Conventional flexible endoscopes used nowadays to perform these procedures have a distal bending tip controlled by two navigation wheels located on the handle. They also provide a visual feedback from an optical system (CCD camera) embedded at the tip of the endoscope. These tools are quite awkward for the surgeons as the control interface is non intuitive and the visibility is poor. In order to supply a robotic assistance to the praticians during flexible endoscopy interventions, we have developed an automated positioning system of the endoscope tip. The objective is to realize a virtual link between the tip of the endoscope and an anatomical target despite the physiological motions, the interaction of the instruments with the environment and the manually controlled forward/backward motion of the endoscope. The pratician can thereby focus on the manipulation of the endoscopic tools while the bending section compensate the occurring disturbances. The virtual link between the tip and the anatomical target is performed using a 2D visual servoing scheme in association with the selection of relevant visual features
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Picot, Antoine. "Détection d'hypovigilance chez le conducteur par fusion d'informations physiologiques et vidéo." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0087.
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L'hypovigilance correspond à la transition entre la veille et le sommeil durant laquelle l'organisme voit ses facultés d'observation et d'analyse fortement réduites. Elle est responsable de nombreux accidents sur la route. Le but de cette thèse est de proposer un système de détection de cette phase accidentogène à partir de l'analyse conjointe de l'activité cérébrale (électroencéphalogramme ou EEG) et d'une vidéo du conducteur. Dans un premier temps, une méthode non-supervisée de détection d'hypovigilance fonctionnant à l'aide d'un unique canal EEG a été proposée. Cette méthode, qui met en oeuvre différentes techniques de traitement du signal et de diagnostic, obtient de bonnes performances sur un ensemble de conducteurs, sans qu'il soit nécessaire de régler de paramètres. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la caractérisation des signes visuels de l'hypovigilance par une analyse vidéo des clignements. Une comparaison entre l'approche vidéo développée et l'approche traditionnelle par électro-oculogramme (EOG) a permis d'étudier dans quelle mesure la vidéo peut remplacer l'EOG pour la caractérisation des clignements. Elle a également permis de souligner la nécessité d'utiliser d'une caméra rapide (pouvant aller jusqu'à 200fps) pour caractériser les clignements. Un algorithme de détection d'hypovigilance à partir de la caractérisation vidéo des clignements a ainsi été développé. Pour finir, un algorithme de détection d'hypovigilance fusionnant, à l'aide de logique floue, les informations obtenues par les approches physiologique et vidéo est présenté. Toutes ces méthodes ont été testées et validées sur une base de données conséquente de conduite en état d'hypovigilance, la base de données ayant été expertisée par un spécialisteDrowsiness is the transition between the awake state and sleep where one's abilities to observe and analyse are strongly reduced. So, drowsiness is responsible for a huge number of road accidents. A drowsiness detection system is presented in this PhD. This system uses both driver's brain activity (through electroencephalogram or EEG) and driver's video analysis to detect drowsiness. A non-supervised method using a single EEG channel is first proposed. Several techniques of diagnostic and signal processing are used in this method. The method obtains good results on a large number of different drivers without tuning any parameters. Drowsiness visual indicatiors have also been studied thanks to a video analysis. The proposed video analysis has been compared to the traditional electro-oculogram (EOG) approach to study the relevance of the video analysis. This comparison highlights the need of a high frame rate camera (which frame rate can reach 200fps) for blinks characterisation. This study leads to drowsiness detection system based on blinks video characterisation. Both EEG and video methods are at last been merged using fuzzy logic to obtain a 2-levels drowsiness detection system. All these methods have been tested and validated on a consistent database of twenty different drivers which was evaluated by a specialist doctor
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Picot, Antoine. "Détection d'hypovigilance chez le conducteur par fusion d'informations physiologiques et vidéo." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440959.
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L'hypovigilance correspond à la transition entre la veille et le sommeil durant laquelle l'organisme voit ses facultés d'observation et d'analyse fortement réduites. Elle est responsable de nombreux accidents sur la route. Le but de cette thèse est de proposer un système de détection de cette phase accidentogène à partir de l'analyse conjointe de l'activité cérébrale (électroencéphalogramme ou EEG) et d'une vidéo du conducteur. Dans un premier temps, une méthode non-supervisée de détection d'hypovigilance fonctionnant à l'aide d'un unique canal EEG a été proposée. Cette méthode, qui met en oeuvre différentes techniques de traitement du signal et de diagnostic, obtient de bonnes performances sur un ensemble de conducteurs, sans qu'il soit nécessaire de régler de paramètres. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la caractérisation des signes visuels de l'hypovigilance par une analyse vidéo des clignements. Une comparaison entre l'approche vidéo développée et l'approche traditionnelle par électro-oculogramme (EOG) a permis d'étudier dans quelle mesure la vidéo peut remplacer l'EOG pour la caractérisation des clignements. Elle a également permis de souligner la nécessité d'utiliser d'une caméra rapide (pouvant aller jusqu'à 200fps) pour caractériser les clignements. Un algorithme de détection d'hypovigilance à partir de la caractérisation vidéo des clignements a ainsi été développé. Pour finir, un algorithme de détection d'hypovigilance fusionnant, à l'aide de logique floue, les informations obtenues par les approches physiologique et vidéo est présenté. Toutes ces méthodes ont été testées et validées sur une base de données conséquente de conduite en état d'hypovigilance, la base de données ayant été expertisée par un spécialiste.
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Guerra, Rui Felblinger Jacques. "Intégration des mouvements physiologiques en tomodensitométrie estimation, reproduction et influence en imagerie cardiaque /." S. l. : S. n, 2007. http://www.scd.inpl-nancy.fr/theses/2007_GUERRA_R.pdf.
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Guerra, Rui. "Intégration des mouvements physiologiques en tomodensitométrie : estimation, reproduction et influence en imagerie cardiaque." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL003N/document.
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Une chaîne de traitement a été mise en place permettant de reproduire des mouvements physiologiques afin d’en étudier l’influence et tester les solutions pour y pallier. Une méthodologie originale, basée sur des acquisitions échographiques « Doppler Tissue Imaging », a permis de quantifier les mouvements tridimensionnels de contraction cardiaque. Ces données ont alors servi à optimiser le placement des fenêtres temporelles d’acquisition/reconstruction, à quantifier la résolution temporelle minimum pour geler le mouvement cardiaque le long de son cycle et de données d’entrées de commande d’une plateforme de mouvement et pour un simulateur informatique. Une étude dynamique menée sur des modélisations de calcifications d’artère coronaire a montré l’influence du mouvement respiratoire et la nécessité de l’intégrer dans le processus d’acquisition. Des premiers algorithmes d’estimation et de correction du mouvement ont également été testés sur des données brutes réelles et simuléesThe new idea presented in this work takes into account patient motion in the acquisition and reconstruction processes. For this work, the complete acquisition system has been developed in order to reproduce physiologic motion, analyse their effect and propose correction methods to reduce image artefacts. A new methodology based on Doppler Tissue Imaging was used to find the motion in three dimensions of several coronary artery segments. Based on these data, optimal temporal windows were defined for reconstruction and an analysis of the ideal temporal window in the heart cycle was proposed. Both motion models were then used the control of a motion platform and as input for computer simulations. A first analysis carried on coronary calcification showed the influence of respiratory motion. Estimation and correction of motions were then performed on CT raw data and simulated motion. This works shows that it is necessary to include motion in the acquisition/reconstruction algorithms in CT
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Guerra, Rui. "Intégration des mouvements physiologiques en tomodensitométrie : estimation, reproduction et influence en imagerie cardiaque." Electronic Thesis or Diss., Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL003N.
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Une chaîne de traitement a été mise en place permettant de reproduire des mouvements physiologiques afin d’en étudier l’influence et tester les solutions pour y pallier. Une méthodologie originale, basée sur des acquisitions échographiques « Doppler Tissue Imaging », a permis de quantifier les mouvements tridimensionnels de contraction cardiaque. Ces données ont alors servi à optimiser le placement des fenêtres temporelles d’acquisition/reconstruction, à quantifier la résolution temporelle minimum pour geler le mouvement cardiaque le long de son cycle et de données d’entrées de commande d’une plateforme de mouvement et pour un simulateur informatique. Une étude dynamique menée sur des modélisations de calcifications d’artère coronaire a montré l’influence du mouvement respiratoire et la nécessité de l’intégrer dans le processus d’acquisition. Des premiers algorithmes d’estimation et de correction du mouvement ont également été testés sur des données brutes réelles et simuléesThe new idea presented in this work takes into account patient motion in the acquisition and reconstruction processes. For this work, the complete acquisition system has been developed in order to reproduce physiologic motion, analyse their effect and propose correction methods to reduce image artefacts. A new methodology based on Doppler Tissue Imaging was used to find the motion in three dimensions of several coronary artery segments. Based on these data, optimal temporal windows were defined for reconstruction and an analysis of the ideal temporal window in the heart cycle was proposed. Both motion models were then used the control of a motion platform and as input for computer simulations. A first analysis carried on coronary calcification showed the influence of respiratory motion. Estimation and correction of motions were then performed on CT raw data and simulated motion. This works shows that it is necessary to include motion in the acquisition/reconstruction algorithms in CT
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Kammoun, Imen. "Modélisation et détection de ruptures des signaux physiologiques issus de compétitions d'endurance." Phd thesis, Université Panthéon-Sorbonne - Paris I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00200441.
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Ce travail de thèse porte sur la modélisation et l'estimation de paramètres pertinents pour les signaux de fréquences cardiaques (FC) instantanées. Nous nous intéressons à un paramètre (appelé grossièrement "fractal"), qui témoigne de la régularité locale de la trajectoire et de la dépendance entre les données. Les propriétés asymptotiques de la fonction DFA (Detrended Fluctuation Analysis) et de l'estimateur de H sont étudiées pour le bruit gaussien fractionnaire (FGN) et plus généralement pour une classe semi-paramétrique de processus stationnaires à longue mémoire avec ou sans tendance. On montre que cette méthode n'est pas robuste. On propose la modélisation des séries de FC par une généralisation du FGN, appelée bruit gaussien localement fractionnaire. Un tel processus stationnaire est construit à partir du paramètre dit de fractalité locale (une sorte de paramètre de Hurst avec des valeurs dans IR) sur une bande de fréquences. L'estimation du paramètre est faite par une analyse par ondelettes, tout comme le test d'adéquation. On montre la pertinence du modèle et une évolution du paramètre pendant la course. Une détection des changements de ce paramètre pourrait être extrêmement appropriée. On propose alors une méthode de détection de multiples ruptures du paramètre de longue mémoire (respectivement d'autosimilarité, de fractalité locale). Un estimateur des points de changements est construit, il vérifie un théorème limite. Un théorème de la limite centrale est établi pour l'estimateur des paramètres et un test d'ajustement est mis en place dans chaque zone où le paramètre est inchangé. Enfin, on montre la même évolution du paramètre de fractalité locale sur les FC.
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Sahki, Nassim. "Méthodologie data-driven de détection séquentielle de ruptures pour des signaux physiologiques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0185.
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Cette thèse traite de la problématique de la détection de rupture dans le cadre séquentiel où le signal est supposé être observé en temps réel et le phénomène passe de son état de départ "normal" à un état post-changement "anormal". Le défi de la détection séquentielle est de minimiser le délai de détection, soumis à une limite tolérable de fausse alarme. L'idée est de tester séquentiellement l'existence d'une rupture par l'écriture récursive de la statistique de détection en fonction du score, qui remplace le Log-Likelihood Ratio lorsque la distribution des données est inconnue. La procédure de détection repose ainsi sur une statistique récursive, un seuil de détection et une règle d'arrêt. Dans un premier travail, nous considérons la statistique score-CUSUM et proposons d'évaluer la performance de détection de certains seuils de détection. Deux seuils sont issus de la littérature, et trois nouveaux seuils sont construits par une méthode basée sur la simulation: le premier est constant, le second instantané et le troisième est une version dynamique "data-driven" du précédent. Nous définissons rigoureusement chacun des seuils en mettant en évidence les différentes notions du risque de fausse alarme contrôlé suivant le seuil. Par ailleurs, nous proposons une nouvelle règle d'arrêt corrigée pour réduire le taux de fausse alarme. Nous effectuons ensuite une étude de simulation pour comparer les différents seuils et évaluer la règle d'arrêt corrigée. Nous constatons que le seuil empirique conditionnel est le meilleur pour minimiser le délai de détection tout en maintenant le risque toléré de fausse alarme. Cependant, sur des données réelles, nous recommandons d'utiliser le seuil data-driven car c'est le plus simple à construire et à utiliser pour une implémentation pratique. Dans la seconde partie, nous appliquons notre méthodologie de détection data-driven sur des signaux physiologiques, à savoir des signaux temporels enregistrés au niveau du faisceau supérieur du trapèze de 30 sujets effectuant différentes activités bureautiques. La méthodologie est sujet-activité dépendante; elle inclut l'estimation on-line des paramètres du signal et la construction du seuil data-driven sur le début du signal de chaque activité de chaque sujet. L'objectif était d'identifier des changements de régimes au cours d'une activité afin d'évaluer le niveau de sollicitation du muscle et la variabilité du signal EMG, qui sont liés à la fatigue musculaire. Les résultats obtenus ont confirmé l'aisance de notre méthodologie et la performance et praticité du seuil data-driven proposé. Par la suite, les résultats ont permis la caractérisation de chaque type d'activité en utilisant des modèles mixtesThis thesis deals the problem of change-point detection in the sequential framework where the signal is assumed to be observed in real time and the phenomenon changes from its "normal" starting state to an "abnormal" post-change state. The challenge of sequential detection is to minimize the detection delay, subject to a tolerable false alarm limit. The idea is to sequentially test for the existence of a change-point by recursively writing the detection statistic as a function of the score, which replaces the Log-Likelihood Ratio when the data distribution is unknown. The detection procedure is thus based on a recursive statistic, a detection threshold and a stopping rule. In a first work, we consider the score-CUSUM statistic and propose to evaluate the detection performance of some detection thresholds. Two thresholds come from the literature, and three new thresholds are constructed by a method based on simulation: the first is constant, the second instantaneous and the third is a dynamic "data-driven" version of the previous one. We rigorously define each of the thresholds by highlighting the different notions of the controlled false alarm risk according to the threshold. Moreover, we propose a new corrected stopping rule to reduce the false alarm rate. We then perform a simulation study to compare the different thresholds and evaluate the corrected stopping rule. We find that the conditional empirical threshold is the best to minimize the detection delay while maintaining the tolerated risk of false alarms. However, on real data, we recommend using the data-driven threshold as it is the easiest to build and use for practical implementation. In the second part, we apply our data-driven detection methodology to physiological signals, namely temporal signals recorded at the level of the upper trapezium beam of 30 subjects performing different office activities. The methodology is subject-activity dependent; it includes the on-line estimation of the signal parameters and the construction of the data-driven threshold on the start of the signal of each activity of each subject. The objective was to identify regime changes during an activity in order to assess the level of muscle solicitation and EMG signal variability, which are associated with muscle fatigue. The results obtained confirmed the ease of our methodology and the performance and practicality of the proposed data-driven threshold. Subsequently, the results allowed the characterization of each type of activity using mixed models
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Mostafaoui, Ghilès. "Détection de mouvements et suivi de personnes dans les séquences d'images couleurs." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066446.
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Mazari, Belahcene. "Etude et réalisation d'une détection de mouvements oculaires à partir d'une bobine exploratrice." Rouen, 1988. http://www.theses.fr/1988ROUES038.
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Le dispositif réalisé est basé sur le principe de détection d'une force électromotrice induite dans une bobine d'exploration de faibles dimensions orientable dans l'espace. La force électromotrice est créée par deux champs magnétiques croisés à 90° et de fréquences différentes dans le rapport 2 à 3. Une détection originale permet d'éliminer les signaux résiduels inévitables dans ce genre de dispositif (non planéité de la bobine, fils d'amenée du signal, défaut de sélectivité). La réponse à une orientation quelconque de l'axe de la bobine est caractérisée par deux tensions séparées dont les amplitudes sont des fonctions sinusoïdales des angles se référant à la direction des champs magnétiques. La bobine est placée dans une zone de champs magnétiques uniformas à 1% près.
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Legros, Alexandre. "Effets d'un champ magnétique d'extrêmement basse fréquence sur les micro-mouvements segmentaires humains." Montpellier 1, 2004. http://www.theses.fr/2004MON14002.
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UN CHAMP MAGNETIQUE (CM) EST GENERE PAR TOUT CONDUCTEUR PARCOURU PAR UN COURANT ELECTRIQUE : LA PRODUCTION, LE TRANSPORT ET L'UTILISATION DU COURANT ELECTRIQUE DOMESTIQUE (A 50 Hz EN EUROPE) GENERENT DES CM D'EXTREMEMENT BASSE FREQUENCE (ELF, < 300 Hz) DONT LA PROPRIETE PRINCIPALE EST D'INDUIRE A DISTANCE DES MICRO-COURANTS ELECTRIQUES. PAR CONSEQUENT, TOUTE PERSONNE A PROXIMITE D'UNE LIGNE A HAUTE TENSION OU D'UN APPAREIL ELECTRIQUE DOMESTIQUE EST SOUMISE A CE PHENOMENE. BIEN QU'ELLES SOIENT NECESSAIRES A L'ETABLISSEMENT DE LIMITES D'EXPOSITION, IL N'EXISTE PAS D'INFORMATIONS CONSENSUELLES SUR LE SEUIL AU-DELA DUQUEL UN CM ELF PEUT INTERAGIR AVEC LE FONCTIONNEMENT PHYSIOLOGIQUE NORMAL HUMAIN. DES ETUDES MENEES SUR L'EVALUATION DE PARAMETRES NEUROPHYSIOLOGIQUES (EEG, POTENTIELS EVOQUES) ET COMPORTEMENTAUX (TEMPS DE REACTION, OSCILLATIONS POSTURALES) ONT NEANMOINS MONTRE L'EXISTENCE D'EFFETS DES CM. AUSSI, LE BUT DE CE TRAVAIL ETAIT D'EVALUER LES EFFETS DE L'EXPOSITION A UN CM A 50 Hz DE 1000 uT CENTRE AU NIVEAU DE LA TETE SUR LES MICRO-MOUVEMENTS SEGMENTAIRES HUMAINS. POUR CELA, LE TREMBLEMENT POSTURAL ET LE TREMBLEMENT CINETIQUE DE TRENTE-SIX TRAVAILLEURS D'EDF ONT ETE EVALUES DANS LE CADRE D'UN PROTOCOLE CONTREBALANCE MENE EN DOUBLE AVEUGLE. LE TREMBLEMENT ETAIT EVALUE EN PRESENCE ET EN L'ABSENCE DE CM ("ON" vs "OFF") AU COURS DE SEQUENCES D'EXPOSITION REELLES ET "SHAM" (i. E. LE CM N'ETAIT JAMAIS PRESENT). UNE PREMIERE ANALYSE A EVALUE LES EFFETS INSTANTANES ("ON" vs "OFF") ET A PLUS LONG TERME (EXPOSITION SHAM vs REELLE) DU CM AU NIVEAU DU GROUPE. ENSUITE, UNE ANALYSE EN ONDELETTES A ETE REALISEE SUR LE TREMBLEMENT POSTURAL AFIN (1) DE DETECTER L'EXISTENCE D'UN EFFET TRANSITOIRE LIE AU PASSAGE DU CM DE "OFF" A "ON" ET INVERSEMENT, ET (2) D'EVALUER LE TREMBLEMENT AU MOMENT DE LA TRANSITION. ENFIN, LE CM POUVANT AVOIR UN EFFET DIFFERENCIE SELON LES PERSONNES, UNE ANALYSE INDIVIDUALISEE A ETE CONDUITE SUR CHACUN DES SUJETS. CE TRAVAIL N'A MONTRE AUCUN EFFET DU CM SUR LE TREMBLEMENT CINETIQUE. EN REVANCHE, SUR LE TREMBLEMENT POSTURAL, IL A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE (1) UN EFFET A LONG TERME DU CHAMP SUR LA PROPORTION DE BASSES FREQUENCES (ENTRE 2 ET 4 Hz), (2) UN EFFET DE RELAXATION DU SUJET INDUIT PAR LE PROTOCOLE ET (3) UNE EXACERBATION DE CET EFFET DE RELAXATION LORS DE L'EXPOSITION AU CM. LES SUJETS AYANT UN TREMBLEMENT DE PLUS GRANDE AMPLITUDE SEMBLENT PLUS SENSIBLES AU CM. EN DEFINITIVE, L'EXPOSITION A UN CM A 50 Hz DE 1000 uT PEUT ETRE DETECTEE DANS L'EVALUATION DES MICRO-TREMBLEMENTS HUMAINS. CES EFFETS NE SONT EN AUCUN CAS PATHOLOGIQUES ET DEVRAIENT ETRE PRIS EN COMPTE POUR L'ETABLISSEMENT DE NOUVELLES NORMES.
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Maupas, Hubert. "Développement d'immunocapteurs impédimétriques et de microcapteurs enzymatiques pour la détection d'espèces dans des milieux physiologiques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1995. http://www.theses.fr/1995ECDL0021.
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La premiere partie porte sur le developpement de capteurs immunologiques destines a la detection de l'alphafoetoproteine dans du serum. Ils sont bases sur une mesure electrique liee a la variation d'impedance electrochimique totale induite par l'interaction antigene-anticorps dans une membrane sensible contenant une immunoglobuline anti-alphafoetoproteine. Les supports utilises sont des heterostructures si/sio#2 et des electrodes de platine. La seconde partie est constituee de deux etudes portant sur des biocapteurs enzymatiques. La premiere d'entre-elles traite de l'elimination de l'influence de la concentration du tampon sur la reponse de transistors a effet de champ enzymatiques (enfet), par l'utilisation de membranes additionnelles. La deuxieme etude porte sur la mesure de creatinine dans des echantillons physiologiques. Il y est procede a la comparaison des approches microcalorimetrique et amperometriqueThe first part deals with the development of immunological sensors for the detection of alphafetoprotein in serum. They are based on an electrical measurement related to the variation of the total electrochemical impedance inducted by the antigen-antibody interaction in a sensitive membrane containing anti-alphafetoprotein. The supports used were Si/SiO2 heterostructures and platinum electrodes. The second part is made of two studies dealing with enzymatic biosensors. The first of them deals with the removal of the influence of buffer concentration on the response of enzyme field effect transistors (ENFET) by using additional membranes. The second study deals with the measurement of creatinine in physiological samples. The microcalorimetric and the amperometric approaches are compared
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Baril, Nathalie. "RMN dans un gradient d'induction oscillante : de l'imagerie de surface à la détection de mouvements." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12570.
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Ce travail propose divers développements méthodologiques liés à l'utilisation d'un gradient d'induction de radiofréquence (RF). Une nouvelle géométrie d'antenne de surface en échelle générant un gradient RF constant selon une direction a été construite. Une nouvelle méthode d'IRM à deux dimensions a été développée. Une séquence d'impulsions RF permet d'obtenir un profil de densité d'aimantation selon l'axe du gradient. En déplaçant l'antenne dans la direction perpendiculaire, une succession de profils est acquise. Diverses images 2D d'objets simples ont été réalisées. Cette antenne a en outre été employée pour détecter des mouvements périodiques de spins induits par une vibration mécanique. L'onde transverse a été caractérisée en fréquence et en amplitude et la direction du mouvement a été déterminée. Une méthode similaire de détection a permis de caractériser en fréquence un mouvement électrophorétique et d'établir la linéarité entre le signal de RMN et l'amplitude du champ électrique.
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Veit, Thomas. "Détection et analyse de mouvements dans des séquences d'images par une approche probabiliste a contrario." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S096.
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Cette thèse s'intéresse à l'analyse du mouvement et plus particulièrement à la détection de mouvement dans des séquences d'images. L'approche choisie est une approche a contrario. Les objets mobiles sont détectés comme de grandes déviations par rapport à un modèle simple de la situation aléatoire en l'absence d'objets mobiles. Dans une première partie, nous nous intéressons à la détection instantanée de régions en mouvement. La seconde partie permet de détecter des mouvements cohérents. A partir d'éléments caractéristiques extraits des images, une procédure de groupement dans un espace paramétré convenable permet de détecter des éléments de trajectoire. Les deux méthodes ont été testées sur des séquences d'images réelles et variées. Parmi les applications on compte : la surveillance, le suivi, la reconnaissance et l'indexation de contenus.
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Odille, Freddy. "Imagerie adaptative en IRM : utilisation des informations de mouvements physiologiques pour l’optimisation des processus d’acquisition et de reconstruction." Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10107/document.
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L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d’imagerie relativement lente. Les mouvements du patient, en particulier en imagerie cardiaque et abdominale, constituent un obstacle important, venant perturber le processus d’encodage spatial nécessaire à la réalisation d’une image. Ces mouvements induisent des dégradations de l’image, appelées artéfacts, qui prennent des formes complexes du fait que cet encodage est réalisé dans un espace inhabituel (espace hybride Fourier/sensibilités d’antennes). Les méthodes généralement utilisées (apnée du patient, synchronisation de l’acquisition avec l’électrocardiogramme) sont imparfaites et ne sont pas toujours applicables. A l’aide d’une plateforme spécialement développée pour l’acquisition et l’analyse des données physiologiques pendant l’examen IRM, nous proposons d’intégrer des informations de mouvement a priori, à différents niveaux des processus d’acquisition et de reconstruction, avec un intérêt particulier pour la correction des erreurs d’encodage spatial. Nous construisons un modèle prédictif permettant d’estimer les champs de déplacements élastiques dans le plan ou le volume imagé, à partir de combinaisons linéaires des signaux fournis par la plateforme. Puis nous définissons un cadre de reconstruction généralisé permettant d’inclure les données de déplacements prédites par le modèle, afin de reconstruire une image corrigée, minimisant ainsi les artéfacts de mouvement. Les hypothèses et conditions de validité sont analysées, et le modèle prédictif ainsi que les différentes méthodes de reconstruction proposées sont validés sur des données réelles, cardiaques et abdominales, de sujets sainsMagnetic resonance imaging (MRI) is a relatively slow imaging technique. In the context of cardiac and abdominal imaging, patient motion is a major impediment that disturbs the spatial encoding process needed to form an image. Motion results in image deteriorations, called artifacts. These artifacts can take complex forms as this encoding occurs in an unusual space (Fourier/coil sensitivity hybrid space). Generally the patient is asked for a breathhold in order to minimize the influence of respiration, and the acquisition is synchronized to the electrocardiogram in order to handle cardiac contraction. These methods are imperfect and not always applicable, and therefore alternative approaches are desirable. We propose to integrate prior knowledge in the acquisition and reconstruction processes, based on a specially designed platform, developed to acquire and analyze physiological data during the MRI examination. Various solutions are investigated to implement this adaptive imaging, with special care to the correction of motion induced spatial encoding errors. For that purpose, we build a predictive model that allows elastic displacement fields in the field of view to be predicted, from linear combinations of signals provided by the platform. Then we define a generalized reconstruction framework in which predicted displacement data are included, leading to the reconstruction of a motion-compensated image. The hypotheses are analyzed, and the predictive model, as well as the proposed reconstruction methods, are validated on real cardiac and abdominal data from healthy volunteers, in 2D and 3D free breathing scans
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Odille, Freddy Felblinger Jacques. "Imagerie adaptative en IRM utilisation des informations de mouvements physiologiques pour l'optimisation des processus d'acquisition et de reconstruction /." Nancy : Université de Nancy 1, 2007. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2007_0107_ODILLE.pdf.
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Gaetani, Robin Andréa. "Techniques de mesure à distance par laser de facteurs physiologiques chez les plantes." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2023. http://www.theses.fr/2023ISAL0122.
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La prolifération des parasites agricoles est la principale raison de l’utilisation des traitements phytosanitaires. Un nombre croissant d’études ont montré leur impact négatif sur l’environnement et la santé. C’est pourquoi la transition vers une agriculture durable a commencé. La détection précoce des maladies des plantes est donc prometteuse afin de réduire leur utilisation. En outre, la détection précoce des conditions nécessaires au développement de la maladie est encore meilleure. Les maladies cryptogamiques ont généralement besoin d’eau pour proliférer, comme le mildiou dans les vignobles. Un outil de surveillance de l’humidité peut donc aider les agriculteurs à anticiper les maladies et à éviter leur propagation. Contrairement aux capteurs d’humidité existant actuellement sur le marché, un outil à base de laser pourrait permettre des mesures rapides et globales dans un format compact. Dans ce contexte, un tel prototype a été développé en utilisant le phénomène de l’Heiligenschein, qui consiste en une lumière brillante observée en regardant des surfaces couvertes de gouttes quand elles sont illuminées. Tout d’abord, le prototype a été testé dans des conditions contrôlées où une plaque de refroidissement a été utilisée pour la création de la rosée. Des feuilles hydrophobes et hydrophiles ont été utilisées afin de couvrir les cas extrêmes possibles dans la végétation. Enfin, en analysant le signal de retour et en le comparant à un capteur de mouillage commercial, le prototype a réussi à détecter l’eau avec une meilleure sensibilité. Des simulations de traçage de rayons ont été effectuées afin de relier le signal au taux de couverture de la surface de la goutte en 2D (GAETANI et al., 2023). En outre, pour rendre le prototype plus polyvalent en fonction de la situation (notamment dans le cas des surfaces hydrophobes), une deuxième méthode a été mise au point. Basée sur une combinaison d’algorithmes d’intelligence artificielle et des données extraites d’images (données brutes ou coefficients de Fourier), cette méthode permet d’atteindre une précision de 99 % dans la détection de l’état d’humectation. L’avantage de cette méthode est qu’elle peut être utilisée avec une seule image afin de déterminer l’état d’humectation des feuilles. Enfin, ce prototype a été adapté à la détection de l’humectation sur le terrain. La détection de l’humectation a pu être confirmée lors d’un événement de pluie. Ainsi, la précision obtenue lors des expériences sur le terrain ouvre de nouvelles perspectives en matière de détection de l’humectation des feuillesProliferation of agricultural pests is the main reason for phytosanitary treatment utilization. A growing number of studies showed its negative impact on both environment and health. Hence, the transition to sustainable agriculture has started. Therefore, the early plant disease detection is promising for reducing their utilization. Going further, the early detection of the necessary conditions for disease development is even better. Crytogamic diseases usually need water to proliferate like mildew in vineyards. Thus, a tool for wetting monitoring can help farmers to get ahead of diseases and avoid their propagation. Contrary to existing locally-measured wetting sensors in the market today, a laser-based tool could allow fast and global measurements in a compact form factor. In this context, such a prototype has been developed, using the Heiligenschein phenomenon, which consists in bright light seen when looking at illuminated drop-covered surfaces. First of all, the prototype has been tested in controlled conditions where a cooling plate was used for dew creation. Both hydrophobic and hydrophilic leaves were used in order to cover the extreme cases possible in vegetation. At the end, by analyzing the return signal and comparing it to a commercial wetting sensor, the prototype successfully detected water with a better sensitivity. Ray-tracing simulations were carried out in order to link the signal to the 2D drop surface coverage ratio (GAETANI et al., 2023). In addition, to make the prototype more versatile depending on the situation, a second method has been developed. Based on a combination of artificial intelligence algorithms and image data (raw data or Fourier coefficients), this method can achieve 99% accuracy in detecting the state of wetness. The advantage of this method is that it can be used with a single image to determine the leaf wetness state. Finally, this prototype has been adapted for wetness detection in field conditions. Leaf wetness detection was confirmed during a rain event. In this way, the accuracy achieved in field experiments opens up new perspectives on the leaf wetness detection
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Maalouf, Rita. "Conception élaboration et caractérisation de biocapteurs pour la détection de neurotransmetteurs et de bactéries dans les milieux physiologiques." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10237.
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Ce mémoire est consacré à l’élaboration et à la caractérisation de deux types de biocapteurs : (i) Le DLC est comparé au carbone vitreux pour la conception de biocapteurs. Vu sa faible sensibilité, un biocapteur de glutamate basé sur une électrode de carbone vitreux modifiée avec du méthyle viologène et du Nafion® est élaboré. L’ampérométrie et la spectroscopie d’impédance électrochimique ont permis d’optimiser les paramètres de ce biocapteur et de mettre en évidence ses propriétés. (ii) Un biocapteur de bactéries élaboré par le biais de monocouches auto-assemblées y est présenté. La détection des Escherichia Coli par spectroscopie d’impédance électrochimique est comparée à celle de la résonance plasmonique de surface et au western blot. La topographie de surface de ce biocapteur est analysée par AFM. La spectroscopie d’impédance électrochimique s’est avérée très appropriée pour la détection de bactéries puisque des limites de détection de l’ordre de 10 CFU/ml ont été obtenuesThis thesis deals with the elaboration and the characterization of two types of biosensors : (i) DLC electrodes were compared to glassy carbon for biosensors design. As DLC presents the weaker sensitivity, a glutamate biosensor based on Nafion® and a methyl viologen modified glassy carbon electrode was elaborated. The amperometric and impedimetric measurements allow parameters optimization and biosensor characterization, mainly its specificity. (ii) A biosensor for bacteria detection based on SAMs is studied. Bacteria detection by electrochemical impedance spectroscopy was compared to the detection by surface plasmon resonance and to the western blot test. The surface topography was analysed by AFM. Electrochemical impedance spectroscopy seems to be appropriate for bacteria detection since 10 CFU/ml were detected
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Chanel, Laure-Anaïs. "Assistance à la thérapie par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) : compensation des mouvements physiologiques par asservissement sur images ultrasonores." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD003/document.
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La thérapie par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) est une méthode non invasive et non ionisante pour l’ablation des tumeurs solides. Cependant, le mouvement des organes intra-abdominaux, dû principalement à la respiration, empêche les ultrasons de cibler correctement la tumeur. Dans ce contexte, un système HIFU robotisé tout-en-un qui compense le mouvement en temps réel pendant le traitement par HIFU a été développé. À cet effet, un système d’asservissement ultrasonore fonctionnant à une fréquence de 20 Hz, basé sur une méthode rapide de suivi du speckle ultrasonore pour l’estimation du mouvement, a été conçu. Il utilise une séquence d’alternance imagerie/exposition HIFU, dont le rapport cyclique est de 80 %, afin d’éviter les interférences d’ondes. Le système HIFU robotisé a été testé sur un fantôme imitant les tissus soumis à des mouvements sinusoïdaux 1D et 2D. Il en résulte une réduction de mouvement de plus de 80 % en 1D pour une fréquence de 0,25 Hz et de 90 % en 2D pour une fréquence de 0,1 Hz. Toutefois, il n' a pas pu être observé un effet significatif de la compensation du mouvement sur les lésions induites par HIFUHigh Intensity Focused Ultrasound (HIFU) therapy is a non-invasive and non-ionizing method for ablation of solid tumors. However, intra-abdominal organ motion, mainly due to breathing, is a major hurdle for proper targeting of the tumor. In this context, an all-in-one HIFU robotized system with motion compensation in real-time during HIFU treatment was developed. To this aim, an ultrasound visual servoing working at a frequency of 20 Hz, relying on a fast ultrasonic speckle tracking method for motion estimation, was designed. It uses an interleaved imaging/HIFU sonication sequence, with duty cycle of 80 %, in order to avoid wave interferences. The robotized HIFU system was tested on a tissue mimicking phantom undergoing a 1D and a 2D sinusoidal motion. As a result, motion reduction of more than 80 % in 1D for a frequency of 0.25 Hz and more than 90 % in 2D for a frequency of 0.1 Hz was obtained. However, it couldn't be observed a significant effect of motion compensation on the lesions induced by HIFU
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Nel, François. "Suivi de mouvements informationnels : construction, modélisation et simulation de graphes de citations, application à la détection de buzz." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066541.
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Cette thèse a pour contexte général l'étude des mouvements informationnels sur le Web. La démarche retenue se base sur l'étude du graphe des citations entre sites d'information sur le Web selon trois axes principaux : la construction, l'analyse et la génération d'un graphe de citations. Pour construire le graphe de citations, nous proposons une méthode de crawling adaptée à l'extraction de corpus de relations de citations entre sources Web. La stratégie choisie se base sur une extraction exhaustive des publications des sources et un nettoyage des pages afin d'en extraire les liens hypertextes utiles. L'analyse du graphe extrait consiste en une méthode de caractérisation des noeuds du graphe, considérés comme des sources d'information ayant des comportements de publication distincts et nous permet d'en identifier quatre. L'objectif de nos travaux sur la génération de graphes de citations est d'obtenir des graphes réalistes, c'est-à-dire capables de reproduire les comportements de publication identifiés sur les données réelles. Ainsi, nous proposons un modèle suffisamment flexible et adaptable en imitant au mieux le processus de publication réel d'un article sur un site et l'implémentons en un outil de simulation. Enfin, nous proposons une mise en application de nos travaux dans le cadre d'une étude sur la détection de buzz. Nous étudions le concept de buzz en proposant une définition sur laquelle nous basons plusieurs formalisations adaptées aux données disponibles. L'interprétation des expérimentations effectuées nous conduit à attribuer les méthodes de détection proposées à des cas d'application spécifiques selon la sémantique qui peut leur être attribuée.
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Koné, Chaka. "Architecture logicielle et matérielle d'un système de détection des émotions utilisant les signaux physiologiques. Application à la mnémothérapie musicale." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4042/document.
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Ce travail de thèse s’inscrit dans le domaine de l’informatique affective et plus précisément de l’intelligence artificielle et de l’exploration d’architecture. L’objectif de ce travail est de concevoir un système complet de détection des émotions en utilisant des signaux physiologiques. Ce travail se place donc à l’intersection de l’informatique pour la définition d’algorithme de détection des émotions et de l’électronique pour l’élaboration d’une méthodologie d’exploration d’architecture et pour la conception de nœuds de capteurs. Dans un premier temps, des algorithmes de détection multimodale et instantanée des émotions ont été définis. Deux algorithmes de classification KNN puis SVM, ont été implémentés et ont permis d’obtenir un taux de reconnaissance des émotions supérieurs à 80%. Afin de concevoir un tel système alimenté sur pile, un modèle analytique d’estimation de la consommation à haut niveau d’abstraction a été proposé et validé sur une plateforme réelle. Afin de tenir compte des contraintes utilisateurs, un outil de conception et de simulation d’architecture d’objets connectés pour la santé a été développé, permettant ainsi d’évaluer les performances des systèmes avant leur conception. Une architecture logicielle/matérielle pour la collecte et le traitement des données satisfaisant les contraintes applicatives et utilisateurs a ainsi été proposée. Doté de cette architecture, des expérimentations ont été menées pour la Mnémothérapie musicale. EMOTICA est un système complet de détection des émotions utilisant des signaux physiologiques satisfaisant les contraintes d’architecture, d’application et de l’utilisateurThis thesis work is part of the field of affective computing and more specifically artificial intelligence and architectural exploration. The goal of this work is to design a complete system of emotions detection using physiological signals. This work is therefore situated at the intersection of computer science for the definition of algorithm of detection of emotions and electronics for the development of an architecture exploration methodology for the design of sensor nodes. At first, algorithms for multimodal and instantaneous detection of emotions were defined. Two algorithms of classification KNN then SVM, were implemented and made it possible to obtain a recognition rate of the emotions higher than 80%. To design such a battery-powered system, an analytical model for estimating the power consumption at high level of abstraction has been proposed and validated on a real platform. To consider user constraints, a connected object architecture design and simulation tool for health has been developed, allowing the performance of systems to be evaluated prior to their design. Then, we used this tool to propose a hardware/software architecture for the collection and the processing of the data satisfying the architectural and applicative constraints. With this architecture, experiments have been conducted for musical Mnemotherapy. EMOTICA is a complete system for emotions detection using physiological signals satisfying the constraints of architecture, application and user
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Kihl, Olivier. "Modélisations polynomiales hiérarchisées applications à l'analyse de mouvements complexes." Poitiers, 2012. http://theses.univ-poitiers.fr/25242/2012-Kihl-Olivier-These.pdf.
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Dans ce mémoire, nous proposons une méthode de modélisation du mouvement à l’aide de bases de polynômes bi-variables orthogonaux. L’objectif est de proposer une modélisation hiérarchique des champs de vecteurs adaptable à tous types de champs. Nous étudions différentes méthodes de partitionnement de l’espace, parmi lesquelles les grilles régulières, les quadtree ou les diagrammes de Voronoï, afin de prendre en compte la complexité locale du champ pour affiner la modélisation. Nous obtenons des résultats qualitatifs montrant l’intérêt de ce type de modélisation. De plus, nous proposons une procédure de génération des bases afin de modéliser les champs épars. Nous appliquons cette méthode de modélisation dans deux contextes. La détection de points singuliers dans les champs de déplacement et la reconnaissance de mouvements humains. Ces deux applications nous permettent de mettre en évidence l’efficacité de cette méthode, puisque nous obtenons des résultats comparables aux méthodes les plus efficaces de la littératureIn this PhD thesis, we suggest a method which models every kind of movement with orthogonal polynomials basis. The main goal is to propose a hierarchical modeling of vector fields suitable for all types of fields. We study different space partitioning methods, including regular grids, quadtree and Voronoi diagrams, in order to take into account the local complexity of the field in order to refine modeling. We obtain qualitative results showing the benefit of this method. In addition, we propose a procedure for generating polynomial bases to model sparse fields. We apply this modeling approach in two contexts. The detection of singular points in the motion fields and the recognition of human movements. Both applications allow us to demonstrate the effectiveness of this method, since we obtain similar results to the most effective methods of literature
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Kim, Hae-Kwang. "Détection automatique des mouvements de caméra et des régions de textes pour la structuration et l'indexation de documents audiovisuels." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30020.
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Le travail de recherche presente dans le rapport de these a pour perspective la proposition d'une interface utilisateur basee sur la manipulation directe d'un document audiovisuel. Dans un premier temps, nous traiterons les caracteristiques et les activites autour des documents audiovisuels et les problematiques generales du traitement informatique des documents audiovisuels. Ensuite, nous presenterons differents interface utilisateurs de la manipulation des documents audiovisuels. Pour realiser ces interfaces utilisateurs, les documents audiovisuels doivent etre prealablement structures et indexes. Du fait des difficultes de la structuration et l'indexation par l'etre humain (la quantite immense de donnees, le cout de la main d'uvre, la subjectivite et la nature monotone et fatigante des travaux), des methodes automatiques et efficaces sont demandees. Nous verrons les differents travaux de la structuration et l'indexation des documents audiovisuels. La detection des mouvements de camera est importante pour l'indexation parce qu'ils sont souvent charges de significations semantiques et participent au langage cinematographique en exprimant les intentions du realisateur et du cameraman. De meme, la micro-segmentation d'un plan par les segments de mouvements de camera homogenes est utile pour la structuration en permettant une manipulation plus souple et plus detaillee des documents audiovisuels. Nous presenterons une methode efficace de detection automatique des mouvements de camera utilisant des images spatio-temporelles appelees image x-ray simplifiee suivant des concepts introduits par y. Tonomura et al. Les images de texte (sous-titres, inter-titres, etc) dans les documents audiovisuels portent des informations linguistiques tres importants et nous presenterons une methode automatique et efficace de detection et location pour l'acces base sur le contenu de documents audiovisuels et son application
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Corbillé, Anne-Gaëlle. "Détection et caractérisation de l'α-synucléine dans le système nerveux entérique en conditions physiologiques et dans la maladie de Parkinson". Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT1010/document.
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La maladie de Parkinson (MP) est une maladie du mouvement caractérisée par une neurodégénérescence de la substance noire et la présence d’inclusions d’α- synucléine (α-syn), les corps de Lewy, dans les neurones survivants. Elle se manifeste aussi par des symptômes non moteurs, dont certains, comme la constipation, surviennent précocement. La découverte que le système nerveux entérique (SNE) est fréquemment touché par la pathologie de Lewy a conduit à envisager que le tissu digestif puisse être source d'un biomarqueur précoce de la MP et que le processus pathologique de la maladie puisse s’initier dans le tube digestif pour gagner ensuite le système nerveux central par un mécanisme de type prion. L’objectif de mon travail de thèse a donc été d’optimiser la détection de l’α-syn dans le tube digestif et de comparer les propriétés de l’α-syn entérique et cérébrale. Nous avons montré que les méthodes immunohistochimiques (IHC) visant à détecter l’α-syn dans le tissu gastro-intestinal inclus en paraffine étaient limitées par des aspects techniques, mais qu’elles permettaient sur des coupes coliques avec paroi entière de détecter l’α-syn pathologique de façon performante. Puis, en utilisant une approche biochimique, nous avons montré que l’α-syn entérique native n’avait probablement pas la même tendance à s’assembler que dans le cerveau et que son niveau d’expression n’était pas modifié dans la MP. Nos travaux sont prometteurs pour la mise au point de marqueurs histologiques entériques de la MP et suggèrent une propension différente entre l’α-syn entérique et celle du cerveau à devenir pathogèneParkinson's disease (PD) is a movement disorder characterized by neurodegeneration in the substantia nigra and the presence of inclusions of α-synuclein (α- syn) aggregates, termed Lewy bodies, in surviving neurons. Patients may also exhibit various non-motor symptoms, such as constipation, which occur several years before the onset of motor symptoms. The discovery that the enteric nervous system (ENS) is frequently affected by Lewy pathology has led to consider the digestive tissue as a potential source for a specific PD biomarker and even to suggest that the pathological process (pathogenic α-syn) could be initiated in the gut and be propagated to central nervous system by a prion-like mechanism. The aim of my thesis was therefore (i) to optimize the detection of α-syn in the digestive tract in both physiological and pathological conditions and (ii) to compare the properties of α-syn enteric and nervous system central. In the first part, we showed that immunohistochemical methods (IHC) to detect α-syn in paraffin embedded gastrointestinal tissue were limited by some technical challenges, but when using full thickness colonic sample they allow to detect with high accuracy pathological α-syn. In the second part, using biochemical approach, we have shown that α-syn native enteric may not have the same tendency to assemble itself as in brain and its expression level was not changed in Parkinson's disease. Our results are promising for the development of enteric histological biomarkers of PD and suggest a different propensity between the enteric and brain α-syn to become pathological. Key
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Brodovitch, Alexandre. "Détection et première analyse d'antigènes par les lymphocytes T." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4050/document.
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Les lymphocytes T (LT) doivent analyser efficacement un nombre important de cellules présentatrices d'antigène (CPA) afin de détecter un antigène spécifique et d'initier une réponse immunitaire adaptée. La reconnaissance par le récepteur des cellules T (TCR) d'un peptide spécifique associé au complexe majeur d'histocompatibilité (pMHC) doit donc être extrêmement sensible et rapide. Alors que les voies de signalisation en aval du TCR sont largement étudiées, la cinétique de la discrimination des ligands par le TCR et de l'activation initiale du LT reste mal connue. Des surfaces solides recouvertes de ligands du TCR nous ont permis d'étudier les événements cellulaires initiés par la détection d'un antigène. L'utilisation de la microscopie a fluorescence par réflexion totale interne (TIRFM) et la microscopie interférentielle (IRM) nous a permis de montrer que l'interaction initiale entre surface et LT est attribuable à des microvillosités mobiles. La stimulation du TCR active en quelques secondes un mouvement de rétraction de ces microvillosités. Ces mouvements actifs sont régulés par l'activation de la PLC- γ1 et sont dépendants des myosines (IIA, Ic et Ig), de la cofiline et de l'ezrine. Après cette phase d'analyse de l'environnement extracellulaire, la stimulation du TCR entraîne l'étalement rapide et actif de la cellule. L'amplitude et la vitesse d'étalement reflètent l'efficacité activatrice du ligand reconnu par le TCR. En moins de 5 minutes différents pMHC, ayant des propriétés biophysiques proches, sont donc discriminés par les LT et capables d'induire une première réponse cellulaire spécifiqueT lymphocytes need to efficiently probe a large number of antigen-presenting cell (APC) in order to detect an agonist antigen and to initiate an effective immune response. Therefore, engagement of the T-cell receptor (TCR) by peptide-bound major histocompatibility complex (pMHC) is a highly sensitive and rapid process. While signaling pathways downstream the TCR are extensively studied, little is known about antigen discrimination kinetic and initial T-cell response.Model planar surfaces coated with TCR ligand allowed us to study cellular events initiated by antigen detection. Using TIRFM (total internal reflexion microscopy) and IRM (interference reflexion microscopy) we showed that T-cell initial contacts with the surface were mediated by mobile microvilli. TCR engagement triggers a pulling motion of T cell surface microvilli within seconds. Active microvilli movements are dependent on PLC-γ1 activation and on the presence of myosins (IIA, Ic and Ig) as well as cofilin and ezrin. After this extracellular environment probing period, TCR stimulation triggered a rapid and active cell spreading. Cell spreading amplitude and speed reflect the ligand activating efficacity. In less than 5 minutes pMHC with different biophysical properties were discriminated by T-cells and triggered a first specific cellular response
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Lebègue, Nathalie. "Radicaux libres dérivés de l'oxygène et antioxydants : méthodes de détection, approche biologique et environnementale." Paris 5, 1999. http://www.theses.fr/1999PA05P109.
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Oudet, Jean-Philippe. "Architecture distribuée pour la détection d'activité dans un Espace Intelligent." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1634.
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La présente étude porte sur la capacité d'améliorer la détection des Activités de la Vie Quotidienne, AVQ (ou ADL :"Activity of Daily Life") par l'utilisation de capteur [i.e. capteurs] de mouvements portés par l'occupant d'un habitat intelligent. Les données provenant de ces capteurs devraient fusionner avec les informations issues de l'appartement pour donner une information plus pertinente par le principe de synergie [21]. La solution choisie pour le dispositif porté par la personne est l'innovation principale du projet : un réseau de capteurs disposés à plusieurs endroits sur le corps, communicant sans fil entre eux et avec le contrôle de l'appartement. Les données extraites sont le mouvement relatif du corps, et plus spécifiquement des mains et du tronc, par rapport à la verticale. De par les propriétés de ces éléments - nécessairement petits, discrets - des MEMS seront utilisés pour satisfaire ces critères. Le projet repose sur la conception des dispositifs embarqués sur l'occupant dans l'optique d'en étendre les fonctionnalités à d'autres analyses tels [i.e. telles] que le son, la position dans l'environnement, le statut médical, etc. Pour prouver la faisabilité, des capteurs externes seront ajoutés pour compléter les informations de base et donc étendre la qualité des inférences sur les activités en cours. Le mouvement est une donnée facilement détectable de par sa relative simplicité de mise en oeuvre et il fournit une bonne base de travail pour étudier de façon systématique les différents points clés de l'étude : la communication, la synergie des informations, l'analyse des activités, etc.
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Willemaire, Sandrine. "Le monoxyde d'azote au niveau du système nerveux central : mise au point d'une méthode de détection par voltamétrie." Paris 5, 1994. http://www.theses.fr/1994PA05P203.
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Crepin, Roxane. "Système de détection de mouvements complexes de la main à partir des signaux EMG, pour le contrôle d'une prothèse myoélectrique." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33033.
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Les avancées technologiques en ingénierie biomédicale à travers le monde permettent le développement de systèmes automatisés et adaptés, visant à fournir aux personnes vivant avec un handicap un meilleur confort de vie. Les prothèses intelligentes basées sur l'activité myoélectrique permettent aux personnes amputées d'interagir intuitivement avec leur environnement et d'effectuer des activités de la vie quotidienne. Des électrodes placées sur la surface de la peau et une électronique embarquée dédiée recueillent les signaux musculaires et les traduisent en commandes pour piloter les actionneurs de la prothèse. Atteindre une performance accrue tout en diminuant le coût des prothèses myoélectriques est une étape importante dans l'ingénierie de réadaptation. Les mains prothétiques, actuellement disponibles à travers le monde, bénéficieraient d'un contrôle plus efficace et plus intuitif. Ce mémoire présente une approche en temps réel pour classifier les mouvements des doigts à l’aide des signaux d'électromyographie (EMG) de surface. Une plateforme multicanale d'acquisition de signaux, de notre conception, est utilisée pour enregistrer 7 canaux EMG provenant de l'avant-bras. La classification des signaux EMG est effectuée en temps réel, en utilisant une approche d'analyse discriminante linéaire. Treize mouvements de la main peuvent être identifiés avec une précision allant jusqu'à 95,8% et de 92,7% en moyenne pour 8 participants, avec une prédiction mise à jour toutes les 192 ms. L'approche a voulu être adaptée pour créer un système embarqué ouvrant de grandes opportunités pour le développement des prothèses myoélectriques légères, peu coûteuses et plus intuitives.Technological advances in biomedical engineering worldwide enable the development of automated and patient-friendly systems, aiming at providing the severely disabled a better comfort of life. Intelligent prostheses based on myoelectric activity allow amputees to intuitively interact with their environment and perform daily life activities. Electrodes placed on the surface of the skin, and dedicated embedded electronics allow to collect muscle signals and translate them into commands to drive a prosthesis actuators. Increasing performance while decreasing the cost of surface electromyography (sEMG) prostheses is an important milestone in rehabilitation engineering. The prosthetic hands that are currently available to patients worldwide would benefit from more effective and intuitive control. This memoir presents a real-time approach to classify finger motions based on sEMG signals. A multichannel signal acquisition platform of our design is used to record forearm sEMG signals from 7 channels. sEMG pattern classification is performed in real time, using a Linear Discriminant Analysis (LDA) approach. Thirteen hand motions can be successfully identified with an accuracy of up to 95.8% and of 92.7% on average for 8 participants, with an updated prediction every 192 ms. The approach wanted to be adapted to create an embedded system opening great opportunities for the development of lightweight, inexpensive and more intuitive electromyographic hand prostheses.
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Beaudoin-Gagnon, Nicolas. "Entraînement d'un modèle supervisé pour la détection du plaisir en contexte de jeu vidéo à partir de signaux physiologiques et d'indices comportementaux." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66324.
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La modélisation de l’expérience de jeu présente un intérêt considérable pour la conception de jeux vidéo adaptatifs. Les jeux vidéo adaptatifs utilisent l’information émotionnelle contenue dans les signaux physiologiques et les indices comportementaux pour personnaliser l’expérience de jeu vidéo, et ce dans le but de générer une expérience optimale de jeu. Afin de modéliser l’expérience de jeu, le présent projet de recherche s’est penché sur la détection du plaisir d’un joueur à partir de signaux physiologiques (électrocardiogramme, activité électrodermale, activité respiratoire et électromyogramme) et d’indices comportementaux (expressions faciales, mouvements de la tête et entrées d’un contrôleur Xbox). Dans ce travail, des modèles supervisés(SVM, Forêt d’arbres décisionnels et kNN) ont été entrainés sur un jeu de données construit à partir de la base de données FUNii, qui contient les données physio-comportementales de 219 joueurs réparties sur 362 séances de jeu de la franchise Assassin’s Creed. Une méthode pour la création de classes de plaisir à partir du facteur-fun, un outil d’annotation continue du plaisir, à également été proposée. Le meilleur modèle entrainé a permis de distinguer trois classes de plaisir avec un taux de classement de 53, 5% sur un jeu de test, une amélioration de 12,5% par rapport au meilleur résultat obtenu dans des travaux antérieurs.Modeling the gaming experience is of considerable interest for designing adaptive video games. Adaptive video games use the emotional information contained in physiological signals and behavioral cues to personalize the video game experience,in order to generate an optimal gaming experience. With the purpose of modeling the gaming experience, this research project has focused on the detection of a player’s fun using physiological signals (electrocardiogram, electrodermal activity, respiratory activity and electromyogram) and behavioral cues (facial expressions,head movements and facial expressions and inputs from an Xbox controller). In this work, supervised machine learning models (SVM, Random Forest and kNN) were trained on a dataset built from the FUNii database, which contains the physiobehavioral data of 219 players spread over 362 game sessions of the Assassin’s Creed franchise. A method for creating fun classes from the fun factor, a tool for continuous annotation of fun, has also been proposed. The best model trained allowed to distinguish three classes of pleasure with an accuracy of 53, 5% on a test dataset, an improvement of 12, 5% compared to the best result obtained in previous works.
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Rezzoug, Khadidja. "Caractérisation électrique du quaternaire (Ga0. 47 In0. 53 As)1-x (Al0. 48 In0. 52 As)x (x=30%) et application au transistor HFET pour la photo détection a 1,3-1. 55 mu m." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0054.
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Le transistor à effet de champ à grille isolée HFET à canal quaternaire GaAlInAs est Particulièrement adapté à la pré-amplification faible bruit dans la photo-réception intégrée à 1. 3- 1. 55J. 1m. Ce travail a pour objectif essentiel l'étude des défauts électriquement actifs dans les couches AlInAs et GaAlInAs qui constituent les différentes zones du transistor (canal, barrière, couche tampon) et de déterminer leur influence sur les performances du dispositif La compréhension du mécanisme de conduction dans les diodes métal/ AlInAs/GaAlInAs nous a permis d'évaluer avec précision et d'une manière directe la discontinuité de la bande de conduction à l'interface entre ces deux semi-conducteurs. Par une technique de spectroscopie de transitoire de capacité DL TS menée sur des structures de diodes Schottky, nous avons identifié les niveaux profonds dans les couches d’AlInAs (E1, E2, E3, E4) et de GaAlInAs (Q3, Q4) élaborées par épitaxie par jets moléculaires; et montré le rôle de chacun d'eux dans le mécanisme de conduction et leur effet sur les performances du dispositif final. De plus, deux défauts supplémentaires (Tl et T2) sont mis en évidence sur les transistors HFET par spectroscopie de transitoire de courant CTS, ces défauts n'ayant pas été observés sur les diodes ont pu être attribués au procédé technologique de fabrication des transistors. Finalement nous avons établi le rôle de ces deux défauts présents dans le canal du transistor sur les performances en bruit du transistorField effect transistors with isolated gate (HFET) including a GaAllnAs channel are particularly adapted to the noise pre-amplification for photo-detection in the 1. 3-1. 55μm range. The principal goal of this study is to characterize electrically active defects present in AlInAs and GaAlInAs; two materials which constitute the barrier and the channel of the transistor. The comprehension of the conduction mechanism in Schottky metal/ AlInAs/GaAlInAs diodes allowed us for the first time to determine the values of the discontinuity bands between these two semiconductors. Using Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS), we have detected several levels in thick layers of AlInAs (El, E2, E3, E4) and GaAlInAs (Q3, Q4) which we attributed to growth conditions. We have studied also their effects on HFET transistor. Theo, by Current Transient Spectroscopy (CTS) applied to HFET's with different length gates we detected two deep levels Tl and T2 in addition to those revealed by DLTS. We attribute these levels to the technological processes during the realization of the transistors. Finally, we have established the role of these two defects, present in the channel, on the noise performance of the transistor
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MOHAMAD, YUSOFF Norhasliza. "Détection visuelle et cognitive de la distraction en situation de conduite par signal EEG." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0051.
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Le principe de la distraction au volant est de détourner l'attention du conducteur en phase de conduite en toute sécurité au profit d'une tâche concurrentielle. Le paradigme de la double tâche repose sur l’hypothèse que la distraction se traduit par une charge cognitive excessive et des ressources restreintes en termes d'attention. Pour combler les lacunes des travaux de recherche portant sur l’étude de la sécurité des conducteurs, cette thèse vise à découvrir les mécanismes de détection de la distraction cognitive visuelle à l'aide de signaux physiologiques. A cette fin, deux séries d'expérimentations ont été menées avec 18 participants. La première expérimentation avec 10 participants vise à évaluer les effets de la distraction et de la synchronisation des signaux de l’EEG. Pour l'analyse statistique, le test de Shapiro-Wilk et l'analyse de variance à deux facteurs ANOVA ont été utilisés. Les résultats indiquent que les deux tâches de distraction cognitive visuelle sont exécutées de façon séquentielle et que le temps de réaction est affecté par le passage d'une tâche à l'autre. Pour la deuxième expérimentation avec 8 participants, un système intégré a été créé en C++, qui implique un système CAVE à 4 parois, un simulateur de conduite utilisant le logiciel de simulation SCANeR, un simple casque EEG à 20 canaux (Enobio 20), un SMI de suivi oculaire et un logiciel BeGaze. Comme paramètres qualitatifs, les réponses aux questionnaires SSQ et NASA-TLX ont été utilisés pour évaluer les commentaires des utilisateurs. Comme paramètres quantitatifs, des solutions d’équations mathématiques, des mesures de mouvements oculaires, de signaux EEG et de performances de conduite ont été utilisées. Pour l'analyse des données, les logiciels Matlab et SPSS ont été utilisés et pour l'analyse statistique, le test Shapiro-Wilk et ANOVA à un facteur. Les résultats indiquent que l'expérience exige une capacité mentale plutôt qu'une capacité physique. Les fréquences de la bande delta dans le lobe frontal des signaux EEG n'ont pas d'impact significatif sur la différentiation entre conduite et distraction, mais les bandes delta et thêta au centre et au pariétal en ont. Les résultats ont également révélé que les fréquences des bandes thêta et alpha sont effectivement des caractéristiques importantes dans les deux expérimentations. Dans une tâche où le sujet peut contrôler quand il s'engage dans la tâche secondaire, la bande bêta a montré son importance d’un point de vue statistique, étant la seule capable de faire la distinction entre différents niveaux des tâches cognitives. La similitude la plus frappante entre les deux expérimentations est que certaines des caractéristiques statistiquement significatives se chevauchent entre les régions du cerveau. Par conséquent, une analyse comparative des techniques d'apprentissage machine (SVM-RFE c. les forêts aléatoires) dans la sélection des caractéristiques pertinentes des signaux EEG, en combinaison avec les valeurs de cohérence, a également été réalisée. Les résultats indiquent que, bien qu'en général, les forêts aléatoires donnent de meilleurs résultats que le séparateur SVM, le score F1 du SVM avec SVM-RFE montre les scores les plus élevés (0.90)Driving distraction shift the attention away from safe driving towards a competing task. Dual task paradigm defines distraction in terms of excessive workload and limited attentional resources. To fill the gap in driver’s safety research, the thesis aims to uncover the mechanics of detecting visual cognitive distraction by using physiological signals. There are 2 sets of experiments conducted with 18 participants. The first experiment with 10 participants aims at evaluating the effects of distraction and synchronising EEG signals. For statistical analysis, Shapiro Wilk test and two-way ANOVA have been used. The results state that the two visual cognitive distraction tasks are performed sequentially and reaction time is affected by the switch. For the second experiment with 8 participants, an integrated system has been created in C++, which involves a 4-wall CAVE system, a driving simulator using SCANeR simulation software, a simple EEG headset with 20 channels (Enobio 20), SMI Eye tracker, BeGaze software. As qualitative methods, SSQ and NASA TLX have been used to evaluate user feedback. As quantitative methods, maths equations, eye movements, EEG signals, and driving performance have been used. For data analysis, Matlab and SPSS and for statistical analysis, Shapiro Wilk test and one-way ANOVA have been used. The results indicate that experiment demands mental capacity, rather than physical capacity. Delta band frequencies in frontal lobe of EEG signals do not have a significant impact on discriminating between driving and distraction, but delta and theta band at central and parietal do. The results also revealed that theta and alpha band frequencies are indeed an important features in both experiments. In a task where subject can control when they are engaging towards the secondary task, beta band showed its statistical importance being the only one able to discriminate up to different level of cognitive tasks. The most striking similarity between both experiments were, some of the statistically significant features are overlapped between brain regions. A comparative analysis of machine learning techniques (SVMs vs Random Forests) in selecting relevant features of EEG signals, referring to the coherence values, has also been conducted. Results indicate that although in general random forests perform better than SVM classifier, F1-score for SVM demonstrates the highest scores (0.90)
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Sharabaty, Hassan. "Diagnostic de la somnolence d'un opérateur : analyse automatique de signaux physiologiques." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00197161.
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Depuis plusieurs années le LAAS-CNRS travaille sur la problématique de la détection de la baisse de vigilance d'un conducteur d'automobile à partir de l'analyse du mode de conduite, afin de réduire le grand nombre des accidents routiers. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés de dégager une mesure référante de l'hypovigilance qui permettrait, par comparaison, de valider le système de mesure embarqué associant des mesures comportementales. Cette thèse a porté sur l'analyse automatique des signaux physiologiques (EEG, EOG) permettant de caractériser la somnolence; et s'est inscrit dans le cadre du projet européen SENSATION. Ce travail s'articule en 2 parties. La première est dédiée à l'analyse des EEG et commence par une présentation de la forme d'onde des signaux à analyser et des phénomènes représentatifs de la somnolence, puis des techniques d'analyse susceptibles de répondre au problème posé : transformé de Fourier, décomposition en Ondelettes, transformation de Hilbert Huang; Pour la suite de l'étude, nous avons sélectionnée la transformation de Hilbert-Huang. La précision de cette méthode sera étudier qualitativement, avant de présenter l'algorithme développé et les premiers résultats obtenus sur des signaux réels. Les conclusions de l'analyse de la précision nous ont amené à modifier l'algorithme proposé par Huang en normalisant les composantes fournies par la transformation de Huang sur l'ensemble de la fenêtre d'analyse avant application de la transformation de Hilbert. La deuxième partie de la thèse est donc consacrée à la localisation et la caractérisation des clignements des yeux dans l'EOG. Avant de présenter l'algorithme développé, nous décrivons le signal étudié et le modèle de clignement proposé. Nous comparons ensuite, sur une base de données constituée durant des expériences menées sur un simulateur de conduite, les résultats obtenus par notre algorithme à une analyse semi-automatique. Une fois la détection des clignements validée, nous com parons le degré de somnolence déterminé après mise en place des règles utilisées par les experts à l'analyse visuelle des signaux. Le bilan du travail réalisé et les perspectives d'amélioration des résultats concluront ce travail.
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Ranta, Radu. "Traitement et analyse de signaux sonores physiologiques : application à la phonoentérographie." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005906.
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L'objectif de ce travail de recherche est le développement d'un système d'étude de sons, plus particulièrement dédié à la phonoentérographie, qui devrait aboutir à plus long terme à un outil d'aide au diagnostic. La première étape présente une chaîne d'instrumentation multi-voies spécifique. Elle est suivie par le pré-traitement: la détection, la segmentation et le débruitage par ondelettes sont réalisés avec un algorithme original optimisé par une méthode de point-fixe. Une deuxième phase introduit des connaissances a priori sur les sons abdominaux et étudie leur localisation spatiale. Les caractéristiques physiques (fréquence, intensité, durée) décrivent les sons individuellement. L'étude globale des phonoentérogrammes est réalisée à partir d'indices d'activité (nombre d'événements, énergie moyenne, etc.). Les caractéristiques physiques et les indices sont utilisés dans l'analyse statistique des signaux, par analyse en composantes principales et classification non supervisée.
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Moullé, Valentine. "Détection centrale des lipides et contrôle nerveux de l'homéostasie énergétique : importance de l'hydrolyse des triglycérides par la lipoprotéine lipase ou du transport des acides gras par Fat/CD36." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077127.
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Parmi les nutriments, nous nous sommes intéressés au rôle des lipides sur le système nerveux central, et plus précisément sur l'hypothalamus. En effet, il existe au sein de l'hypothalamus plusieurs populations neuronales qui peuvent détecter les acides gras (AG) et dont l'activité électrique peut être augmentée ou diminuée par les AG eux-mêmes. Deux protéines ont été ciblées : la lipoprotéine lipase (LPL) et CD36. Les résultats montrent qu'une diminution de -30% de l'activité de la LPL dans l'hypothalamus de souris LPL VMH ⁻/⁻ induit deux phénotypes opposés : 50% des souris présentent une prise de poids moins importante (-5%) sans modification de la prise alimentaire par rapport aux contrôles, tandis que les autres 50% sont massivement obèses avec une prise alimentaire diminuée. Dans les deux cas, les souris LPL VMH ⁻/⁻présentent une diminution d'activité locomotrice. Dans un modèle de rat perfusé 10 min avec une émulsion de lipides héparinée (ILH) dans l'artère carotide vers le cerveau, la prise alimentaire est significativement diminuée jusqu'à 5h après la perfusion (-71%) par rapport aux contrôles, et la sensibilité à l'insuline est fortement diminuée. L'entrée des AG dans les cellules via CD36 est nécessaire à leur rôle inhibiteur sur la prise alimentaire. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence pour la première fois l’importance de l'hydrolyse locale des triglycérides par la LPL au niveau de l'hypothalamus sur le contrôle nerveux de l'homéostasie énergétique, et de mieux comprendre les mécanismes de détection centrale des acides gras en impliquant CD36Among nutrients, we were interested in the role of lipids on hypothalamus. It exist some neuronal populations within the hypothalamus which can detect and be regulated by fatty acids (FA). Two proteins were studied : lipoprotein lipase (LPL) and CD36. Results show that a 30% decrease of hypothalamic LPL activity im mice LPL VMH ~7~ induce two opposite phenotypes : 50% of mice have a body weight gain less important than control (-5%) without food intake modification ; 50% of mice are extremely obese with a decrease of food intake. All mice present a locomotor activity decrease. In rat infused 10 min with a heparinized-lipid emulsion (ILH) in the carotid artery toward brain, food intake is significantly decreased until 5h after infusion (-71%) compared to control group. Insulin sensitivity is also strongly decreased. The effect on food intake depends on the FA entry into cells via CD36 and their acylation by Acyl-coA synthase. This thesis work shows for the first time 1- the importance of hypothalamic TG hydrolysis by LPL on nervous control of energy homeostasis and 2- to better understand the central FA detection by CD36
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Kribeche, Ali. "Détection et analyse des signaux ultrasonores d'un dispositif Doppler multi-capteurs pour le suivi de l'activité foetale." Tours, 2005. http://www.theses.fr/2005TOUR3303.
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Ce travail consiste à traiter les signaux fournis par 12 capteurs ultrasonores placés sur le ventre maternel et reliés à un appareillage Doppler à émission pulsée multivoies. Chaque capteur détecte les signaux Doppler produits par les structures fœtales en mouvement à 5 profondeurs successives dans l'utérus maternel. L'objectif principal du projet est d'extraire des paramètres reflétant l'activité fœtale (rythmes cardiaque et pseudo respiratoire, mouvements des membres et du tronc, réponse à des stimuli,. . . ) pour la surveillance et le suivi des grossesses. Le travail réalisé a comporté dans un premier temps une participation à la mise au point définitive de l'appareillage et de la méthode de recueil de données. Les enregistrements effectués ont permis de montrer la qualité des signaux Doppler d'activité fœtale fournis par le système Actifoetus, et de valider l'utilisation de la Transformée de Fourier Rapide (FFT) et de la Fonction d'Autocorrélation (ACF) pour détecter l'activité cardiaque et les mouvements du fœtusThis study consists in processing the signals provided by 12 ultrasonic sensors placed on the maternal belly and connected to a multichannel pulsed Doppler unit. Each sensor detects the Doppler signals produced by moving fetal structures from 5 successive depths in the maternal uterus. This study consists in processing the signals provided by 12 ultrasonic sensors placed on the maternal belly and connected to a multichannel pulsed Doppler unit. Each sensor detects the Doppler signals produced by moving fetal structures from 5 successive depths in the maternal uterus. The principal objective of the project was to extract the parameters reflecting the fetal activity (fetal heart rate and pseudo respiratory, movements of the members and the trunk, response to stimuli. . . ) for the monitoring and the follow-up of the pregnancies. The largest part of work was then devoted to the development and to the validation of the signal processing strategies of the recorded data. These recordings allowed us to demonstrate the quality of the Doppler signals of fetal activity provided by the Actifoetus system, and to validate the use of the Fast Fourier Transform (FFT) and of the Autocorrelation Function (ACF) to detect the cardiac activity and the movements of the fetus
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Chevrot, Michaël. "Impact de l'obésité sur la détection oro-sensorielle des lipides alimentaires chez la souris et chez l'Homme." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967824.
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La gustation est une composante essentielle de la détection oro-sensorielle des lipides alimentaires. La liaison des AGLC sur le récepteur CD36 joue un rôle prépondérant dans cette lipido-détection orale chez la souris et très probablement chez l'Homme. En effet, elle intervient dans le choix alimentaire (sensibilité aux lipides) ainsi que dans la préparation de l'organisme à l'arrivée de lipides. Ce " sensing " oral des lipides est fortement régulé. Comme l'obésité semble être responsable d'une altération de la détection des saveurs primaires, l'objectif de cette thèse a été d'explorer si l'obésité peut également être à l'origine de perturbations de la détection orale des lipides à la fois chez l'Homme et chez la souris. Nos résultats chez l'Homme indiquent qu'il existe une altération de la lipido-détection orale chez certains sujets obèses. Nous avons montré que ces derniers présentaient une consommation accrue en lipides. De plus, la sécrétion précoce de triglycérides plasmatiques induite par une stimulation orale observée chez les sujets minces n'est plus reproduite chez les sujets obèses. Chez la souris, il a été montré que l'obésité provoque une diminution de la sensibilité gustative aux lipides alimentaires. Ce phénomène est la conséquence d'une dérégulation de la signalisation calcique CD36-dépendante au niveau des cellules gustatives. Chez ces animaux, la stimulation orale lipidique entraîne, comme chez l'Homme, une augmentation transitoire de la triglycéridémie qui pourrait être responsable d'une réduction de la taille du repas (rassasiement). En conclusion, l'obésité affecte la lipido-détection orale chez l'Homme et la souris. Le défaut de détection des lipides alimentaires associé à l'abolition de la sécrétion précoce de triglycérides plasmatiques chez les sujets obèses pourrait être à l'origine d'une perturbation de la régulation de la prise alimentaire, entraînant une surconsommation d'aliments riches en lipides et renforçant ainsi l'obésité
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Cheikh, Khalfa Nadia. "Détection de ruptures de signaux physiologiques en situation in vivo via la méthode FDpV : cas de la fréquence cardiaque et de l'activité électrodermale de marathoniens." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066653/document.
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Cette thèse a été réalisée dans un cadre pluridisciplinaire alliant protocole expérimental, instrumentation dans des conditions de mesures in vivo, détection de ruptures associées à des changements d'états physiologiques et identification et prétraitement d'artefacts de mesures chez des coureurs de marathons. Nous avons considéré l'analyse de la variabilité du rythme cardiaque (VRC) et l'analyse de l'activité électrodermale (AED) pendant une course et lors des phases qui la précèdent et la suivent. La détection de ruptures de moyenne et de tendance est effectuée par la méthode Filtered Derivative with p-Value (FDpV) tout au long de cette thèse. La méthode FDpV est basée sur une analyse dynamique faisant appel à un modèle stationnaire par morceaux. Elle a permis en particulier d'introduire un indice de régulation cardiaque pour les coureurs. Un suivi des changements des états d'éveil et de motivation à travers l'AED par la détection de ruptures de la tendance pendant la course d'un semi-marathonien est également proposée. Ceci a permis de définir des signatures de début et de fin de course. Une attention particulière a été apportée à la composante tonique de l'AED reflétant le niveau d'activation affectif. Nous avons comparé trois méthodes d'extraction du niveau tonique en tenant compte des artefacts potentiels présents. Ce travail concerne des études de cas; il peut être étendu à une cohorte et englober plus de paramètres physiologiques (VO2, EEG,...). Ainsi, une classification des états d'éveil et de motivation peut être envisagée et représente des éléments significatifs de caractérisation des données physiologiques in vivo pour l'optimisation des performances sportivesThis thesis was carried out in a multidisciplinary approach that combines experimental protocol, instrumentation, in vivo measurements, physiological change detection instants and identification and preprocessing of measurement artefacts for marathon runners. We considered the analysis of the heart rate variability (HRV) and the electrodermal activity (EDA) recorded during a semi-marathon including pre and post competition periods. A study of the HRV and EDA change detection was carried based on the mean and the trend using the Filtered Derivative with pValue method (FDpV) throughout this thesis. This segmentation method is based on a dynamical approach using a piece-wise stationary model. As a result, itallowed to introduce an index of cardiac regulation for semi-marathon runners. Physiological state changes tracking of affective dimension i.e. "stress" and motivation via the EDA by change detection on its tonic component which reflects the EDA general trend throughout a semi-marathon was also proposed. This enabled us to characterize start and finish phases of a race which are key elements in any competition. A special attention was given to the tonic component of the EDA reflecting the overall level of affective activation. We compared three methods of tonic level extraction by taking into account the present potential artefacts. Thiswork focused on case studies; It can be generalized over a cohort and include more physiological parameters such that VO2 or EEG. Hence, a classification of stress states may also be considered and represent other significant features for characterizing in vivo physiological data for sport performance optimization
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Cheikh, Khalfa Nadia. "Détection de ruptures de signaux physiologiques en situation in vivo via la méthode FDpV : cas de la fréquence cardiaque et de l'activité électrodermale de marathoniens." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066653.
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Cette thèse a été réalisée dans un cadre pluridisciplinaire alliant protocole expérimental, instrumentation dans des conditions de mesures in vivo, détection de ruptures associées à des changements d'états physiologiques et identification et prétraitement d'artefacts de mesures chez des coureurs de marathons. Nous avons considéré l'analyse de la variabilité du rythme cardiaque (VRC) et l'analyse de l'activité électrodermale (AED) pendant une course et lors des phases qui la précèdent et la suivent. La détection de ruptures de moyenne et de tendance est effectuée par la méthode Filtered Derivative with p-Value (FDpV) tout au long de cette thèse. La méthode FDpV est basée sur une analyse dynamique faisant appel à un modèle stationnaire par morceaux. Elle a permis en particulier d'introduire un indice de régulation cardiaque pour les coureurs. Un suivi des changements des états d'éveil et de motivation à travers l'AED par la détection de ruptures de la tendance pendant la course d'un semi-marathonien est également proposée. Ceci a permis de définir des signatures de début et de fin de course. Une attention particulière a été apportée à la composante tonique de l'AED reflétant le niveau d'activation affectif. Nous avons comparé trois méthodes d'extraction du niveau tonique en tenant compte des artefacts potentiels présents. Ce travail concerne des études de cas; il peut être étendu à une cohorte et englober plus de paramètres physiologiques (VO2, EEG,...). Ainsi, une classification des états d'éveil et de motivation peut être envisagée et représente des éléments significatifs de caractérisation des données physiologiques in vivo pour l'optimisation des performances sportivesThis thesis was carried out in a multidisciplinary approach that combines experimental protocol, instrumentation, in vivo measurements, physiological change detection instants and identification and preprocessing of measurement artefacts for marathon runners. We considered the analysis of the heart rate variability (HRV) and the electrodermal activity (EDA) recorded during a semi-marathon including pre and post competition periods. A study of the HRV and EDA change detection was carried based on the mean and the trend using the Filtered Derivative with pValue method (FDpV) throughout this thesis. This segmentation method is based on a dynamical approach using a piece-wise stationary model. As a result, itallowed to introduce an index of cardiac regulation for semi-marathon runners. Physiological state changes tracking of affective dimension i.e. "stress" and motivation via the EDA by change detection on its tonic component which reflects the EDA general trend throughout a semi-marathon was also proposed. This enabled us to characterize start and finish phases of a race which are key elements in any competition. A special attention was given to the tonic component of the EDA reflecting the overall level of affective activation. We compared three methods of tonic level extraction by taking into account the present potential artefacts. Thiswork focused on case studies; It can be generalized over a cohort and include more physiological parameters such that VO2 or EEG. Hence, a classification of stress states may also be considered and represent other significant features for characterizing in vivo physiological data for sport performance optimization
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Carminati, Lionel. "Détection et suivi d'objets dans les scènes animées : application à la vidéo surveillance." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13190.
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Dans le cadre de cette thèse nous nous sommes intéressés à l'application des outils d'apprentissage statistique aux problèmes d'extraction et de suivi d'objets dans le contexte de la surveillance vidéo par des caméras statiques. Notre étude se déroule en trois phases : la première consiste à détecter l'ensemble des objets en mouvement par l'analyse des variations de luminosité au cours du temps. Nous avons proposé pour cela une méthode de détection de tels objets dans la continuité des travaux de Grimson et Stauffer à la base de la modélisation de la luminance des pixels par des mélanges des lois Gaussiennes. Nous proposons une règle de décision statistique au sens du MAP simplifiée pour satisfaire les contraintes temps-réel. Une régularisation des résultats de la détection par modélisation des champs des étiquettes en tant que champs de Markov nous a permis d'obtenir des masques de mouvement les plus complets aussi bien au niveau spatial que temporel. Suite à cette première analyse, un deuxième processus de détection est exécuté en vue de l'identification d'un ou plusieurs objets d'intérêt. L'ensemble de ces objets est prédéfini au préalable par un opérateur. Dans le cadre de ce travail, nous avons envisagé une application concrète, celle de la détection de visages, tout en considérant des solutions statistiques de classification suffisamment généralistes ainsi qu'une étude des espaces de représentation adéquats. Nous avons étudié et déployé un classifieur à base de Support Vector Machine -SVM-. Afin d'optimiser les temps de calcul, nous avons proposé une méthode d'élimination des vecteurs de support linéairement dépendants ainsi qu'un schéma de détection de l'objet d'intérêt uniquement dans les zones de mouvement précédemment détectées. Enfin, la troisième contribution de cette thèse consiste en un outil de suivi d'objet appris avec un modèle de mouvement affine complet de premier ordre et ceci à la base du même formalisme SVM. Ici les paramètres de classifieur appris à l'étape de la détection sont réutilisés pour le suivi. Ce modèle permet ainsi de gérer les mouvements complexes des objets filmés dans des environnements naturels.
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Pompanon, Charles. "De la perception à l'action : modélisation et simulation de la détection de conflit sur radar chez les contrôleurs aériens "en-route" dans l'architecture cognitive ACT-R." Toulouse 2, 2009. http://www.theses.fr/2009TOU20016.
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Le premier objectif de cette thèse est d'enrichir la compréhension que nous avons des processus cognitifs impliqués dans la détection de conflit entre deux avions chez les contrôleurs aériens « en-route ». Le second objectif est de valider un nouveau modèle cognitif de prise de décision en comparant les données recueillies auprès de contrôleurs aériens expérimentés avec celles issues des simulations du modèle implémenté dans l'architecture cognitive ACT- 6. Dans un premier temps, notre approche s'est focalisée sur les aspects perceptifs de la détection de conflit. Les résultats issus de trois expériences réunissant 799 participants nous ont permis (1) de décrire un biais que nous avons appelé « innershoot », et (2) de mettre en évidence les principales stratégies perceptives utilisées pour cette tâche. L'innershoot est une sous-estimation de la position du point de croisement de deux trajectoires convergentes. Autrement dit, le point d'intersection est perçu avant sa position réelle. Ce biais est pris en compte lors de l'implémentation de notre modèle. Dans un second temps, nous avons comparé trois modèles de la détection de conflit (Niessen et al. , 1998 ; Rantanen et Nunes, 2005, Raufaste 2006) à l'aide de données sur les mouvements oculaires. Trente contrôleurs expérimentés devaient soit décider précisément si deux avions étaient en conflit, soit estimer s'ils devaient intervenir dans une telle situation. Aucun des trois modèles ne pouvait rendre compte de nos données. Nous avons donc décidé de créer un nouveau modèle inspiré par l'analyse de nos résultats. Notre modèle a été implémenté dans l'architecture cognitive ACT-R 6. La confrontation des résultats des contrôleurs humains avec ceux obtenus par le modèle lors des simulations montre que notre modèle est valide tant sur le plan des processus cognitifs impliqués dans la détection de conflit que sur le plan de la performance produiteOur first goal was to enhance our understanding of air traffic controllers cognitive processes involved in a conflict detection task. Our second goal was to implement these processes in the ACT-R 6 cognitive architecture. Firstly, our approach focused on the perceptive aspect of conflict detection. Results issued from three experiments with 799 participants led us to describe a perceptive bias, named ‘’innershoot’’, and several perceptual strategies involved in this task. Innershoot predicts that the crossing point of two convergent trajectories tend to be underestimated. In others words, the intersection point is perceived before its actual position. This bias will be taken into account in our computational model. Secondly, three models of conflict detection decision making (Niessen et al. , 1998 ; Rantanen et Nunes, 2005, Raufaste 2006) have been compared using eye-tracking data. Thirty experienced air traffic controllers had to either decide if two aircraft were in conflict or either estimate if they should intervene in such a situation. Results showed that none of the three models could fully account for the data. These results led us to produce a new model of hierarchical decision-making. Our model was implemented and simulated in the cognitive architecture ACT-R 6. Data issued from our model simulations were challenged by data obtained by human controllers. Results supported the model's validity both on performance and cognitive processes involved in conflict detection
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Contreras-Senfaute, Gloria. "La surveillance microsismique de l'exploitation souterraine du charbon aux Houillières de Provence : contribution à la détection des risques de coups de terrains par écoute microsismique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL099N.
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A l'Unité d'Exploitation de Provence la surveillance microsismique s'intègre dans une stratégie de reconnaissance de zones à risqes de phénomènes dynamiques. Notre étude a consisté à caractériser et comprendre l'activité microsismique induite par l'exploitation dans le but d'obtenir des critères de reconnaisssance des zones susceptibles d'engendrer des phénomènes dynamiques. Ce mémoire comporte deux parties essentielles : d'une part la mise au point de méthodes adaptées à une détermination optimale de la localisation, de l'énergie et de la magnitude des évènements sismiques, d'autre part la caractérisation de l'activité microsismique en fonction du milieu et la recherche de critères microsismiques d'évaluation d'un danger. Les résultats suivants ressortent de cette étude : la localisation des foyers sismiques permet des corrélations cohérentes avec les changements dans l'état de contrainte au voisinage de l'exploitation, le comportement de l'activité microsismique dépend de la configuration de l'exploitation par rapport aux chantiers précédents, l'application d'une méthode statistique de prévision a permis d'obtenir d'assez bons pourcentages de réussite dans la discrimination des journées potentiellemnt dangereuses. Cette étude a fait progresser nos connaisssances sur le comportement de l'activité microsismique lors de l'exploitation d'un chantier et ouvre des perspectives nouvelles sur un problème très complexe : la recherche de critères microsismiques d'un danger de coups de terrainsAt the Provence Colliery, the remote microseismic monitoring used for the prevention of dynamic phenomena is an integral part of strategy for exploring zones. This study consists in characterization and understanding of seismic events induced by mining works in order to obtain microseismic criterion of zones where there are risks of violent instability. This report is divided in two maining parts : the research of optimal methods for calculation of the precise location, the energy release and magnitude of microseismic events ; the characterization of microseismic activity as the function of environment and the research of microseismic risk criterion. This study led to the following results : the hypocentre location showed coherent correlations with change in stress state of the mining exploitation environment, the microseismic activity is greatly correlated with the geometry of the exploitation, the application of some prediction statistical technics allowed to identify dangerous periods. This study permited us to understand the behaviour of microseismic activity and to open new perpectives in the research of risk microseismic criterion
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Denoulet, Julien. "Architectures massivement parallèles de systèmes sur circuits (SoC) pour le traitement de flux vidéos." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112223.
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Cette these porte sur l'evolution d'une architecture simd massivement parallele, reconfigurable et partiellement asynchrone dediee a l'analyse d'images, la maille associative. Cette architecture est tiree d'un modele de calcul theorique appele reseaux associatifs, qui permet d'implementer de faÇon efficace un grand nombre d'algorithme de traitements d'images. Dans l'optique d'une integration materielle sur une plate-forme de type system on chip (soc), cette etude presente les diverses possibilites d'evolution de l'architecture, en evalue les couts materiels et les repercussions sur les performances du circuit, dans une problematique d'adequation algorithme architecture. Nous montrons qu'une reorganisation de la structure fondee sur la virtualisation de ses processeurs elementaires permet de reduire de faÇon substantielle la surface du circuit, et ouvre de nouvelles perspectives de calcul ou de gestion de la memoire. A l'aide d'un environnement de programmation et d'evaluation bati autour d'une bibliotheque de simulation des reseaux associatifs et d'une description parametrable de l'architecture en langage system c, nous montrons que la maille associative virtualisee permet de soutenir des cadences de traitement temps-reel pour un grand nombre d'algorithmes d'analyse d'images : operations de pretraitements (filtrage par convolution, operations statistiques ou de morphologie mathematique), segmentations par decoupe ou fusion de voronoï et ligne de partage des eaux, detection de mouvements par relaxation markovienneThis thesis describes the evolution of the associative mesh, a massively parallel simd architecture dedicated to image processing. This design is drawn from a theoretical model called associative nets, which implements a large number of image processing algorithms in an efficient way. In the prospect of a system on chip (soc) implementation of the associative mesh, this study presents the various possibilities of evolution for this architecture, and evaluates their consequences in terms of hardware costs and algorithmic performances. We show that a reorganisation of the structure based on the virtualisation of its elementary processors allows to reduce the design's area in substantial proportions, and opens new prospects in terms of calculation or memory management. Using an evaluation environment based on a programming library of associative nets and a parameterized description of the architecture using the system c language, we show that a virtualised associative mesh achieves real-time treatments for a great number of algorithms: low-level operations such as convolution filters, statistical statistical algorithms or mathematical morphology, and more complex treatments such as a split & merge segmentation, watershed segmentation, and motion detection using markovian relaxation
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Doyen, Matthieu. "Méthodes probabilistes pour le monitoring cardio-respiratoire des nouveau-nés prématurés." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S049/document.
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La surveillance des nouveau-nés prématurés placés en unité de soins intensifs a conduit à la notion de monitoring et à l'acquisition de nombreux signaux physiologiques. Si ces informations sont bien utilisées pour le diagnostic et la prévention des situations d'urgence, force est de constater qu'à ce jour, elles le sont beaucoup moins dans un objectif prédictif. La difficulté d'extraction d'informations fiables en temps réel, sans aucun contrôle visuel, à partir de signaux non stationnaires, en est vraisemblablement la cause. Ce mémoire vise donc à proposer des méthodes robustes, adaptées au contexte des unités de soins intensifs néonatals et du temps réel. Pour cela, un ensemble de méthodes génériques appliquées à la variabilité cardiaque, mais capable d'être adaptées à d'autres constantes physiologiques telles que la respiration, ont été développées et testées en contexte clinique. Quatre grandes parties illustrent notre propos : - La proposition d'une méthode originale de détection temps réel probabiliste multicaractéristique permettant de répondre à une problématique d'extraction robuste d'événements d'intérêt à partir de signaux physiologiques bruités. Générique, cette solution est appliquée à la détection robuste du QRS d'un signal ECG. Elle est basée sur le calcul temps réel de plusieurs probabilités a posteriori, concernant les propriétés du signal, qui sont ensuite fusionnées au sein d'un nœud de décision reposant sur l'utilisation pondérée de la divergence de Kullback-Leibler. Comparée à deux méthodes classiques de la littérature sur deux bases de données bruitées, elle obtient un taux d'erreur de détection inférieur (20.91% vs 29.02% (ondelettes) et 33.08% (Pan-Tompkins) sur la base de test). - La proposition d'une méthode impliquant plusieurs modèles semi-markoviens cachés, visant la segmentation de périodes au sein desquelles le détecteur temps réel probabiliste multicaractéristique fournit les détections d'évènements les plus fiables. En comparaison à deux méthodes de la littérature, la solution proposée obtient de meilleures performances, le critère d‘erreur obtenu est significativement plus faible (entre -21.37% et -74.98% selon la base et l'approche évaluée). - La sélection d'un détecteur optimal pour le monitoring d'événements d'apnée-bradycardie, en termes de fiabilité et précocité, à partir de données ECG obtenues chez le nouveau-né. Les performances du détecteur retenu seront comparées aux alarmes générées par un dispositif industriel de suivi continu classiquement utilisé en service de néonatalogie (moniteur Philips IntelliVue). La méthode basée sur le changement abrupt de la moyenne des RR obtient les meilleurs résultats au regard du délai (3.99 s vs 11.53 s pour le moniteur IntelliVue) et de la fiabilité (critère d'erreur de 43.60% vs 80.40%). - La conception et le développement d'une plateforme logicielle SYNaPSE (SYstem for Noninvasive Physiological Signal Explorations) permettant l'acquisition de divers signaux physiologiques en très grande quantité, et de façon non invasive, au sein des unités de soins. La conception modulaire de cette plateforme, ainsi que ses propriétés temps réel, permettent l'intégration simple et rapide de méthodes de traitement du signal complexes. Son intérêt translationnel est montré dans le dépouillement d'une base de données cherchant à étudier l'impact de la bilirubine sur la variabilité cardiaqueThe surveillance of premature newborns placed in intensive care units led to the notion of monitoring and the acquisition of many physiological signals. While this information is well used for the diagnosis and prevention of emergency situations, it must be acknowledged that, to date, it is less the case for predictive purposes. This is mainly due to the difficulty of extracting reliable information in real time, without any visual control, from non-stationary signals. This thesis aims to propose robust methods, adapted to the context of neonatal intensive care units and real time. For this purpose, a set of generic methods applied to cardiac variability, but capable of being adapted to other physiological constants such as respiration, have been developed and tested in clinical context. Four main parts illustrate these points : - The proposal of an original multicharacteristic probabilistic real time detection method for robust detection of interest events of noisy physiological signals. Generic, this solution is applied to the robust QRS complex detection of the ECG signals. It is based on the real time calculation of several posterior probabilities of the signal properties before merging them into a decision node using the weighted Kullback-Leibler divergence. Compared to two classic methods from the literature on two noisy databases, it has a lower detection error rate (20.91% vs. 29.02% (wavelets) and 33.08% (Pan-Tompkins) on the test database). - The proposal of using hidden semi-markovian models for the segmentation of temporal periods with most reliable event detections. Compared to two methods from the literature, the proposed solution achieves better performance, the error criterion obtained is significantly lower (between -21.37% and -74.98% depending on the basis and approach evaluated). - The selection of an optimal detector for the monitoring of apnea-bradycardia events, in terms of reliability and precocity, based on ECG data obtained from newborns. The performance of the selected detector will be compared to the alarms generated by an industrial continuous monitoring device traditionally used in neonatology service (Philips IntelliVue monitor). The method based on the abrupt change of the RR average achieves the best results in terms of time (3.99 s vs. 11.53 s for the IntelliVue monitor) and reliability (error criterion of 43.60% vs. 80.40%). - The design and development of SYNaPSE (SYstem for Noninvasive Physiological Signal Explorations) software platform for the acquisition of various physiological signals in large quantities, and in a non-invasive way, within the care units. The modular design of this platform, as well as its real time properties, allows simple and fast integration of complex signal processing methods. Its translational interest is shown in the analysis of a database in order to study the impact of bilirubin on cardiac variability
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Brazey, Denis. "Reconnaissance de formes et suivi de mouvements en 4D temps-réel : Restauration de cartes de profondeur." Thesis, Rouen, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAM0019.
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Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à plusieurs problématiques liées au traitement de données 3D. La première concerne la détection et le suivi de personnes dans des séquences d'images de profondeur. Nous proposons une amélioration d'une méthode existante basée sur une étape de segmentation, puis de suivi des personnes. La deuxième problématique abordée est la détection et la modélisation de têtes dans un nuage de points 3D. Pour cela, nous adoptons une approche probabiliste basée sur un nouveau modèle de mélange sphérique. La dernière application traitée est liée à la restauration d'images de profondeur présentant des données manquantes. Nous proposons pour cela d'utiliser une méthode d'approximation de surface par Dm-splines d'interpolation avec changements d'échelle pour approximer et restaurer les données. Les résultats présentés illustrent l'efficacité des algorithmes développésIn this dissertation, we are interested in several issues related to 3D data processing. The first one concerns people detection and tracking in depth map sequences. We propose an improvement of an existing method based on a segmentation stage followed by a tracking module. The second issue is head detection and modelling in 3D point clouds. In order to do this, we adopt a probabilistic approach based on a new spherical mixture model. The last considered application deals with the restoration of deteriorated depth maps. To solve this problem, we propose to use a surface approximation method based on interpolation Dm-splines with scale transforms to approximate and restore the image. Presented results illustrate the efficiency of the developed algorithms