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PPRANARANA©© Polygraphic Recording Polygraphic Recording

ANAlyzerANAlyzer

Une boîte à outils MUne boîte à outils MATLABATLAB pour pour l’analyse des enregistrements l’analyse des enregistrements

polygraphiquespolygraphiques

Florian Chapotot, Ph.D.Florian Chapotot, Ph.D.R&D Manager, PhiTools, StrasbourgR&D Manager, PhiTools, Strasbourg

Centre de recherches du service de Santé des armées, Centre de recherches du service de Santé des armées, GrenobleGrenoble


La polygraphieLa polygraphie

Enregistrement simultané de différents types de Enregistrement simultané de différents types de signaux : signaux : Variables physiologiques (EEG, EOG, EMG, ECG, T°, PA, Resp, SaO2, Variables physiologiques (EEG, EOG, EMG, ECG, T°, PA, Resp, SaO2,

etc.)etc.)

Grandeurs physiques (T°, bruit, éclairement, etc.)Grandeurs physiques (T°, bruit, éclairement, etc.)

Stations d’acquisition fixes, enregistreurs portables, Stations d’acquisition fixes, enregistreurs portables, systèmes télémétriquessystèmes télémétriques

de l’analogique… au numérique


EEG

EOG

EMG

ECG

Resp

Polysomnographie (PSG 24h ambulatoire)

Monitoring fonctions vitales

T°

PSG rongeur

Cartographie EEG: épilepsie, neurocognition

Quelques Quelques applicationsapplications


Le système d’analyse Le système d’analyse PRANAPRANA

ManagerManager : accès aux données et interfaces du programme : accès aux données et interfaces du programme Viewer Viewer : affichage des enregistrements et des données : affichage des enregistrements et des données

relativesrelatives Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores,

paramètres extraits)paramètres extraits) Précis à la milliseconde - Durée : de quelques seconde à plusieurs Précis à la milliseconde - Durée : de quelques seconde à plusieurs

joursjours Multi formats (import/export)Multi formats (import/export) Remontage et filtrage des canauxRemontage et filtrage des canaux Outils de navigationOutils de navigation Réjection/correction d’artéfactsRéjection/correction d’artéfacts Mode continu/séquentielMode continu/séquentiel

Report Generator Report Generator : générateur de rapports personnalisables: générateur de rapports personnalisables Rapport de sommeilRapport de sommeil Rapport de tests itératifsRapport de tests itératifs Rapport de paramètres extraitsRapport de paramètres extraits

ProfilerProfiler : affichage et post-traitements des résultats des : affichage et post-traitements des résultats des analysesanalyses Exploration et préparation des séries temporellesExploration et préparation des séries temporelles Post-traitement des paramètres extraitsPost-traitement des paramètres extraits


Le système d’analyse Le système d’analyse PPRANARANA

Manager Accès aux données et Accès aux données et interfaces du programme :interfaces du programme : Enregistrements Enregistrements

polygraphiquespolygraphiques Réglages des plug-insRéglages des plug-ins Résultats des analysesRésultats des analyses Rapports générésRapports générés Journaux d’utilisationJournaux d’utilisation

Système de fichiers Système de fichiers standardisés (*.mat/txt) standardisés (*.mat/txt) permettant l’importation permettant l’importation et l’exportation de et l’exportation de donnéesdonnées



Affichage synchronisé Affichage synchronisé (signaux, canaux, (signaux, canaux, événements, scores, événements, scores, paramètres extraits)paramètres extraits)

Précis à la milliseconde - Précis à la milliseconde - Durée : de quelques Durée : de quelques secondes à plusieurs jourssecondes à plusieurs jours

Multi formats Multi formats

Outils de navigationOutils de navigation

Remontage et filtrage des Remontage et filtrage des canauxcanaux

Réjection/correction Réjection/correction d’artéfactsd’artéfacts

Mode continu/séquentielMode continu/séquentiel

B : Barre de commandesE : Barre de menusA : Signaux polygraphiquesC : Densité spectrale de signauxD : Évolution de paramètres extraits

Viewer

PSG conventionnelleCartographie EEGApnées du sommeilTests itératifs de vigilance



Générateur de rapports Générateur de rapports personnalisables personnalisables (Excel)(Excel) Rapport de sommeilRapport de sommeil Rapport de test itératifRapport de test itératif Rapport de paramètres Rapport de paramètres

extraitsextraits

Report Generator

Rapport de sommeil (paramètres globaux stades, cycles)Rapport de paramètres extraits (dynamique temporelle, moyennes par stades, par cycles)

Rapport de test itératif de vigilance (60 MWT)



Affichage et post-Affichage et post-traitements des traitements des résultatsrésultats Exploration des sériesExploration des séries

Zoom temps-fréquenceZoom temps-fréquence Post-traitement : Post-traitement :

Extraction/SélectionExtraction/Sélection LinéarisationLinéarisation TransformationTransformation RéductionRéduction LissageLissage

Exportations des Exportations des résultats :résultats :

Images (*.jpeg)Images (*.jpeg) Fichiers (ASCII, MFichiers (ASCII, MATLABATLAB))

Profiler

Dynamique de l’EEG au cours du sommeil


Les différents plug-insLes différents plug-ins

Interprétation visuelle des états de vigilance (R&K, animal, Interprétation visuelle des états de vigilance (R&K, animal, choc hémorragique, profondeur d’anesthésie)choc hémorragique, profondeur d’anesthésie)

Marquage et annotation synchrones d’événements Marquage et annotation synchrones d’événements Détection automatique d’artéfactsDétection automatique d’artéfacts Détection de formes (ondes, grapho-éléments du sommeil)Détection de formes (ondes, grapho-éléments du sommeil) Extraction de caractéristiques (statistiques, spectrales, Extraction de caractéristiques (statistiques, spectrales,

non linéaires)non linéaires) Analyse de densité et de cohérence spectraleAnalyse de densité et de cohérence spectrale Détection du rythme et analyse de variabilité cardiaqueDétection du rythme et analyse de variabilité cardiaque Détection et analyse de cycles (respiration, pouls)Détection et analyse de cycles (respiration, pouls) Générateur de rapports personnalisés (ASCII, MS Excel)Générateur de rapports personnalisés (ASCII, MS Excel) Kit du développer (Matlab m-files)Kit du développer (Matlab m-files) Fonctionnement par batchFonctionnement par batch


Les différents plug-insLes différents plug-ins

Lancement par la barre Lancement par la barre de menusde menus

Réglage complet par Réglage complet par l’interfacel’interface

Mémorisation des Mémorisation des réglagesréglages

Indépendant du type Indépendant du type d’enregistreur utiliséd’enregistreur utilisé

Sauvegarde des résultats Sauvegarde des résultats compatibles (selon le compatibles (selon le système de fichiers du système de fichiers du programme)programme)

Interface du plug-in d’extraction de caractéristiques


Le kit du développeurLe kit du développeur

Lancement par la barre Lancement par la barre de menusde menus

Fichiers prototypes : Fichiers prototypes : Interface graphique (*.fig)Interface graphique (*.fig) Paramètres du module Paramètres du module

(*.mat)(*.mat) Code source (*.m) pour : Code source (*.m) pour :

la gestion de l’interfacela gestion de l’interface l’accès aux donnéesl’accès aux données l’intégration d’algorithmel’intégration d’algorithme l’exécution du modulel’exécution du module la sauvegarde des la sauvegarde des

résultatsrésultats


Le lanceur de plug-insLe lanceur de plug-ins

Lancement par lots Lancement par lots d’une sélection plug-d’une sélection plug-insins

Sauvegarde des Sauvegarde des réglages des plug-ins réglages des plug-ins sélectionnés dans un sélectionnés dans un journaljournal

Interface

Journal


Avantages du systèmeAvantages du système

CompatibilitéCompatibilité : indépendant du système d’acquisition (filtres de : indépendant du système d’acquisition (filtres de lecture)lecture)

InteropérabilitéInteropérabilité : sorties multiples (graphiques, tableaux, fichiers : sorties multiples (graphiques, tableaux, fichiers ASCII ou MASCII ou MATLABATLAB))

Facilité d’utilisationFacilité d’utilisation : interfaces graphiques, guide de l’utilisateur : interfaces graphiques, guide de l’utilisateur Versatilité Versatilité : applications standards et avancées (sommeil, : applications standards et avancées (sommeil,

vigilance, stress, pharmaco, etc.)vigilance, stress, pharmaco, etc.) FlexibilitéFlexibilité : plug-ins configurables, personnalisation des : plug-ins configurables, personnalisation des

paramètres du programme (homme, animaux)paramètres du programme (homme, animaux) Réduction des interventionsRéduction des interventions humaine humaine : exécution par batch: exécution par batch TraçabilitéTraçabilité : fonctions d’audit (utilisateur et paramètres du : fonctions d’audit (utilisateur et paramètres du

programme)programme) Modularité Modularité : plug-ins optionnels, nouvel ajout facilité: plug-ins optionnels, nouvel ajout facilité Ouverture Ouverture : intégration rapide de nouveaux algorithmes (software : intégration rapide de nouveaux algorithmes (software

developer kit)developer kit)


Exemples d’utilisationExemples d’utilisation

Diagnostic humain et modèle animal dans la maladie du sommeilDiagnostic humain et modèle animal dans la maladie du sommeilBuguet et al., Darsaud et al., Chevrier et al.Buguet et al., Darsaud et al., Chevrier et al.

Micro-éveils, activation cardiaque et mouvements périodiques lors du Micro-éveils, activation cardiaque et mouvements périodiques lors du sommeil humainsommeil humain

Sforza et al., Lavoie et al.Sforza et al., Lavoie et al.

Modélisation EEG du sommeil humainModélisation EEG du sommeil humainMérica et al., Jouny et al.Mérica et al., Jouny et al.

Pharmaco-EEG du sommeil et de l’éveil Pharmaco-EEG du sommeil et de l’éveil Quera-Salva et al., Moldofsky et al., Chapotot et al.Quera-Salva et al., Moldofsky et al., Chapotot et al.

Métabolisme, obésité et sommeilMétabolisme, obésité et sommeilVan Cauter et al., Leproult et al.Van Cauter et al., Leproult et al.

Troubles du sommeil et recherche clinique (insomnie, narcolepsie)Troubles du sommeil et recherche clinique (insomnie, narcolepsie)Dauvilliers et al.Dauvilliers et al.

Influences environnementales sur la vigilance et le sommeilInfluences environnementales sur la vigilance et le sommeilMuzet et al., Roky et al., Buguet et al., McLellan et al.Muzet et al., Roky et al., Buguet et al., McLellan et al.

Test de dispositifs pour le monitoring vital dans le choc hémorragiqueTest de dispositifs pour le monitoring vital dans le choc hémorragiqueBourdon et al.Bourdon et al.

Classification automatique des états de vigilance chez l’homme et l’animalClassification automatique des états de vigilance chez l’homme et l’animalBecq et al., Zoubek et al., Chapotot et al.Becq et al., Zoubek et al., Chapotot et al.

Corrélats physiologiques des fluctuations de vigilance et de la dette de Corrélats physiologiques des fluctuations de vigilance et de la dette de sommeilsommeil

Chapotot et al.Chapotot et al.


ConclusionConclusion

PPRANARANA + M + MATLABATLAB : :Un environnement informatique complet Un environnement informatique complet

d’analyse étendue des données et de d’analyse étendue des données et de développement de nouvelles techniques développement de nouvelles techniques de traitement pour la polygraphie.de traitement pour la polygraphie.


Analyse spectrale de Analyse spectrale de l’EEGl’EEG

Analyse spectrale de Analyse spectrale de l’EEGl’EEG

C3C3

P4P4P3P3

C4C4

A1A1 A2A2

Visualisation des signaux

Détection de formes

Analyse temps-fréquenceFFT

Enregistrements polygraphiques

artefactsActivité spectrale

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Documents