Mod lisation de l att nuation du signal emg diaphragmatique de surface
Download
1 / 37

Modélisation de l’Atténuation du signal EMG Diaphragmatique de Surface - PowerPoint PPT Presentation


  • 64 Views
  • Uploaded on

Modélisation de l’Atténuation du signal EMG Diaphragmatique de Surface. Cheick-S. Konté Sous la direction des professeurs Pierre-Yves Gumery et Hervé Roux-Buisson. École doctorale : Ingénierie pour la Santé, la Cognition et l’Environnement. Plan global. I . Introduction

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Modélisation de l’Atténuation du signal EMG Diaphragmatique de Surface' - samantha-hodges


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Mod lisation de l att nuation du signal emg diaphragmatique de surface

Modélisation de l’Atténuation du signal EMG Diaphragmatique de Surface

Cheick-S. Konté

Sous la direction des professeurs

Pierre-Yves Gumery et Hervé Roux-Buisson

École doctorale : Ingénierie pour la Santé, la Cognition et l’Environnement


Plan global
Plan global Diaphragmatique de Surface

I . Introduction

II . Etat de l’art :

  • Genèse du rythme respiratoire

  • Recueil du signal EMG diaphragmatique de surface (SEMGD) et ses difficultés

    III . Modélisation aspect grand volume

    IV . Modélisation aspect petit volume

    V . Conclusions et perspectives


Contexte et objectif scientifiques du travail Diaphragmatique de Surface

  • Modèle pour la validation des méthodes de recueil des signaux diaphragmatiques de surface.

    • Difficulté du recueil ( Rapport Signal Bruit)

    • Nouvelles techniques multi capteurs ( réseau d’électrodes).

  • Evaluer l’atténuation du signal diaphragmatique (structure inhomogène )


Stratégie d’analyse du problème Diaphragmatique de Surface

  • Définir les niveaux de complexité

  • Recherche d’approches génériques

  • Confrontation à l’expérience


Gen se du rythme respiratoire
Genèse du rythme respiratoire Diaphragmatique de Surface




Positionnement du probl me sur le recueil semgd d apr s verin et al 2002
Positionnement du problème sur le recueil SEMGD d’après Verin et al,. 2002

  • Deux aspects à prendre en compte:

  • Large distribution des mesures

  • - Positionnement spécifique ,

  • Inhomogénéité locale (côte)

Epaisseur chape

Deux niveaux d’échelles


Deux approches sont proposées Verin et al,. 2002

Partie 1 : Grand volume (structure homogène)

Partie 2 : Petit volume (présence d’inhomogénéité)


Partie 1 : grand volume Verin et al,. 2002

Stratégie :

- recherche des paramètres d’influence à prendre en compte,

- confrontation du modèle à l’expérience

Moyens : se baser sur la littérature pour trouver des études expérimentales.

EMG œsophagien + Stimulation phrénique électrique.


Pertinence des paramètres distance et conductivité Verin et al,. 2002

Stimulation électrique et magnétique phrénique

Y.M. Luo et al Effect of lung volume on the oesophageal diaphragm EMG assessed by magnetic phrenic nerve stimulation. Eur Respir J 2000;

“…the diaphragm compound muscle action potential recorded from an oesophageal electrode just above the diaphragm is relatively stable over the lung volume range residual volume to functional residual capacity+2.0 L.”

“… the influence of lung volume on the esophageal diaphragm compound muscle action potential is affected by the recording electrode position.”

Grassino AE & al. “Influence of lung volume and electrode position on electromyography of the diaphragm”. J Appl Physiol 1976

“…the average peak-to-peak deflection of the potentials recorded at different lung volumes was practically unchanged.”


Mod le analytique propos par farina et al 2001
Modèle analytique Verin et al,. 2002proposé par Farina et al,.2001

Contexte de la modélisation


Y Verin et al,. 2002

Z

X

Électrodes de surface

Peau

Tissu adipeux

Muscle anisotrope

Fibre musculaire : lieu d’innervation

Le Modèle :

Complexité : multi couches – muscle anisotrope

Simplification : volume de conduction semi infini

Air

X=X0

Z

Dépolarisation d’une fibre musculaire


i (z,t) : courant transmembranaire Verin et al,. 2002

 (t)

FFT

Hvc

Hele

IFFT

Correction du modèle

En écrivant les équations générales de l’électrocinétique


Programmation de l algorithme
Programmation de l’algorithme Verin et al,. 2002

Volume conducteur et le

système de détection

Source de courant

IFFT => Signal


- Comparaison modèle /expérience. Verin et al,. 2002

Étudeexpérimentale : stimulation phrénique


Signaux exploités, issus de la stimulation électrique Verin et al,. 2002

Paire C

Paire B

Paire B/A

Paire A

(b)

(a)


Variation de la distance Verin et al,. 2002

Variation de la conductivité du poumon

Prépondérance

distance


Paire C Verin et al,. 2002

Paire C

X02 =110 mm

X01 =20 mm

Paire B

Paire B

La fibre du diaphragme crural

D’après Cluzel et al : image du diaphragme à la capacité fonctionnelle résiduelle

Notre modèle analytique


Simulation de donn es

Paire C Verin et al,. 2002

Paire B/A

Paire C

Paire B/A

Simulation de données

Expérience :

r = 9

Simulation :

σ = 0.06 S/m

r = 6

Rapport d’atténuation :


Apport du plan d exp riences
Apport du plan d’expériences Verin et al,. 2002

Atténuation :r

Distance (mm)

Conductivité (S/m)

Gamme de variation de la distance [100-180 mm]

Gamme de variation de la conductivité [0.06-0.12 S/m]


Apport du plan d exp riences1
Apport du plan d’expériences Verin et al,. 2002

Modèle r, choix de l’optimum

Atténuation : r

Conductivité (S/m)

Distance (mm)

  • Optimum pour X0 = 125 mm et σ = 0,12 S/m

  • Les valeurs des paramètres sont physiologiques.


Conclusion de la partie 1 Verin et al,. 2002

  • Compte tenu de la simplification faite dans la description de la cage thoracique et les limites du modèle analytique, la différence entre résultat expérimental et résultat simulé n’est pas surprenante :

  • Les optimums étant dans la gamme possible pour les deux paramètres, nous pouvons dire que du point physiologique, ces valeurs des paramètres concordent.

  • L’étude de la sensibilité aux paramètres nous permet de confirmer que la conductivité influe très peu et que seul l’effet distance est important.

  • Validation d’un modèle restreint au poumon


Approche petit volume Verin et al,. 2002

  • estimation de l’influence de la côte

  • est-il nécessaire de modéliser toute la cage thoracique ?

  • faut-il un modèle à 2D ou 3D ?


Positionnement des lectrodes pour le recueil du signal
Positionnement des électrodes pour le recueil du signal ? Verin et al,. 2002

Espace intercostal

Positionnement sur la côte

Epaisseur chape


Etude de l’effet d’ Verin et al,. 2002inhomogéneité (présence d’une côte)


Proposition d’un modèle local simplifié Verin et al,. 2002

Vérification de la localisation du phenomène


Signal recueilli avec deux côtes Verin et al,. 2002

Signal recueilli avec une seule côte


Modèle 2D avec deux côtes Verin et al,. 2002


Signal recueilli avec deux côtes Verin et al,. 2002

Signal recueilli avec une seule côte


Conclusion de la partie 2 Verin et al,. 2002

  • L’approche réductrice en 2D démontre une influence non négligeable de la côte

  • Nécessité d’élaborer un modèle 3D pour quantifier l’effet d’atténuation


Conclusion globale
Conclusion globale Verin et al,. 2002

  • Deux approches différentes

  • En grand volume la démarche analytique garde tout son sens

  • Nécessité de prendre en compte des inhomogénéités plus complexes à décrire

  • qui justifie l’emploi de la FEM

  • Ce travail à suivi l’évolution de la littérature

  • Nécessité de prendre en compte une structure anatomique proche de la réalité

  • les perspectives sont portées par l’utilisation de la FEM


construction d’un modèle de thorax Verin et al,. 2002

Exemple 2D

Vers la construction d’un modèle à partir d’imagerie 3D


Travail effectu en collaboration avec
Travail effectué en collaboration avec : Verin et al,. 2002

Jean-Pierre Caire de Grenoble INP

Jacques Bouteillon

André Eberhard

Pierre Baconnier

Fabien N’Dagijimana

Merci !


ad