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PhiTools - www.phitools.com Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB P RANA © Polygraphic Recording ANAlyzer Une boîte à outils.

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1 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB P RANA © Polygraphic Recording ANAlyzer Une boîte à outils M ATLAB pour lanalyse des enregistrements polygraphiques Florian Chapotot, Ph.D. R&D Manager, PhiTools, Strasbourg Centre de recherches du service de Santé des armées, Grenoble

2 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB La polygraphie Enregistrement simultané de différents types de signaux : Enregistrement simultané de différents types de signaux : Variables physiologiques (EEG, EOG, EMG, ECG, T°, PA, Resp, SaO2, etc.) Grandeurs physiques (T°, bruit, éclairement, etc.) Stations dacquisition fixes, enregistreurs portables, systèmes télémétriques Stations dacquisition fixes, enregistreurs portables, systèmes télémétriques de lanalogique… au numérique

3 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB EEG EOG EMG ECG Resp Polysomnographie (PSG 24h ambulatoire) Monitoring fonctions vitales T° PSG rongeur Cartographie EEG: épilepsie, neurocognition Quelques applications

4 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le système danalyse PRANA Manager : accès aux données et interfaces du programme Manager : accès aux données et interfaces du programme Viewer : affichage des enregistrements et des données relatives Viewer : affichage des enregistrements et des données relatives Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, paramètres extraits) Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, paramètres extraits) Précis à la milliseconde - Durée : de quelques seconde à plusieurs jours Précis à la milliseconde - Durée : de quelques seconde à plusieurs jours Multi formats (import/export) Multi formats (import/export) Remontage et filtrage des canaux Remontage et filtrage des canaux Outils de navigation Outils de navigation Réjection/correction dartéfacts Réjection/correction dartéfacts Mode continu/séquentiel Mode continu/séquentiel Report Generator : générateur de rapports personnalisables Report Generator : générateur de rapports personnalisables Rapport de sommeil Rapport de sommeil Rapport de tests itératifs Rapport de tests itératifs Rapport de paramètres extraits Rapport de paramètres extraits Profiler : affichage et post-traitements des résultats des analyses Profiler : affichage et post-traitements des résultats des analyses Exploration et préparation des séries temporelles Exploration et préparation des séries temporelles Post-traitement des paramètres extraits Post-traitement des paramètres extraits

5 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le système danalyse P RANA Manager Accès aux données et interfaces du programme : Accès aux données et interfaces du programme : Enregistrements polygraphiques Enregistrements polygraphiques Réglages des plug-ins Réglages des plug-ins Résultats des analyses Résultats des analyses Rapports générés Rapports générés Journaux dutilisation Journaux dutilisation Système de fichiers standardisés (*.mat/txt) permettant limportation et lexportation de données Système de fichiers standardisés (*.mat/txt) permettant limportation et lexportation de données

6 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le système danalyse P RANA Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, paramètres extraits) Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, paramètres extraits) Précis à la milliseconde - Durée : de quelques secondes à plusieurs jours Précis à la milliseconde - Durée : de quelques secondes à plusieurs jours Multi formats Multi formats Outils de navigation Outils de navigation Remontage et filtrage des canaux Remontage et filtrage des canaux Réjection/correction dartéfacts Réjection/correction dartéfacts Mode continu/séquentiel Mode continu/séquentiel B : Barre de commandes E : Barre de menus A : Signaux polygraphiques C : Densité spectrale de signaux D : Évolution de paramètres extraits Viewer PSG conventionnelle Cartographie EEGApnées du sommeil Tests itératifs de vigilance

7 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le système danalyse P RANA Générateur de rapports personnalisables (Excel) Rapport de sommeil Rapport de sommeil Rapport de test itératif Rapport de test itératif Rapport de paramètres extraits Rapport de paramètres extraits 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)

8 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le système danalyse P RANA Affichage et post-traitements des résultats Exploration des séries Exploration des séries Zoom temps-fréquence Zoom temps-fréquence Post-traitement : Post-traitement : Extraction/Sélection Extraction/Sélection Linéarisation Linéarisation Transformation Transformation Réduction Réduction Lissage Lissage Exportations des résultats : Exportations des résultats : Images (*.jpeg) Images (*.jpeg) Fichiers (ASCII, M ATLAB ) Fichiers (ASCII, M ATLAB ) Profiler Dynamique de lEEG au cours du sommeil

9 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Les différents plug-ins Interprétation visuelle des états de vigilance (R&K, animal, choc hémorragique, profondeur danesthésie) Interprétation visuelle des états de vigilance (R&K, animal, choc hémorragique, profondeur danesthésie) Marquage et annotation synchrones dévénements Marquage et annotation synchrones dévénements Détection automatique dartéfacts Détection automatique dartéfacts Détection de formes (ondes, grapho-éléments du sommeil) Détection de formes (ondes, grapho-éléments du sommeil) Extraction de caractéristiques (statistiques, spectrales, non linéaires) Extraction de caractéristiques (statistiques, spectrales, non linéaires) Analyse de densité et de cohérence spectrale Analyse de densité et de cohérence spectrale Détection du rythme et analyse de variabilité cardiaque Détection 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 batch Fonctionnement par batch

10 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Les différents plug-ins Lancement par la barre de menus Lancement par la barre de menus Réglage complet par linterface Réglage complet par linterface Mémorisation des réglages Mémorisation des réglages Indépendant du type denregistreur utilisé Indépendant du type denregistreur utilisé Sauvegarde des résultats compatibles (selon le système de fichiers du programme) Sauvegarde des résultats compatibles (selon le système de fichiers du programme) Interface du plug-in dextraction de caractéristiques

11 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le kit du développeur Lancement par la barre de menus Lancement par la barre de menus Fichiers prototypes : Fichiers prototypes : Interface graphique (*.fig) Interface graphique (*.fig) Paramètres du module (*.mat) Paramètres du module (*.mat) Code source (*.m) pour : Code source (*.m) pour : la gestion de linterface la gestion de linterface laccès aux données laccès aux données lintégration dalgorithme lintégration dalgorithme lexécution du module lexécution du module la sauvegarde des résultats la sauvegarde des résultats

12 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Le lanceur de plug-ins Lancement par lots dune sélection plug-ins Lancement par lots dune sélection plug-ins Sauvegarde des réglages des plug-ins sélectionnés dans un journal Sauvegarde des réglages des plug-ins sélectionnés dans un journal Interface Journal

13 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Avantages du système Compatibilité : indépendant du système dacquisition (filtres de lecture) Compatibilité : indépendant du système dacquisition (filtres de lecture) Interopérabilité : sorties multiples (graphiques, tableaux, fichiers ASCII ou M ATLAB ) Interopérabilité : sorties multiples (graphiques, tableaux, fichiers ASCII ou M ATLAB ) Facilité dutilisation : interfaces graphiques, guide de lutilisateur Facilité dutilisation : interfaces graphiques, guide de lutilisateur Versatilité : applications standards et avancées (sommeil, vigilance, stress, pharmaco, etc.) Versatilité : applications standards et avancées (sommeil, vigilance, stress, pharmaco, etc.) Flexibilité : plug-ins configurables, personnalisation des paramètres du programme (homme, animaux) Flexibilité : plug-ins configurables, personnalisation des paramètres du programme (homme, animaux) Réduction des interventions humaine : exécution par batch Réduction des interventions humaine : exécution par batch Traçabilité : fonctions daudit (utilisateur et paramètres du programme) Traçabilité : fonctions daudit (utilisateur et paramètres du programme) Modularité : plug-ins optionnels, nouvel ajout facilité Modularité : plug-ins optionnels, nouvel ajout facilité Ouverture : intégration rapide de nouveaux algorithmes (software developer kit) Ouverture : intégration rapide de nouveaux algorithmes (software developer kit)

14 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Exemples dutilisation Diagnostic humain et modèle animal dans la maladie du sommeil Diagnostic humain et modèle animal dans la maladie du sommeil Buguet et al., Darsaud et al., Chevrier et al. Micro-éveils, activation cardiaque et mouvements périodiques lors du sommeil humain Micro-éveils, activation cardiaque et mouvements périodiques lors du sommeil humain Sforza et al., Lavoie et al. Modélisation EEG du sommeil humain Modélisation EEG du sommeil humain Mérica et al., Jouny et al. Pharmaco-EEG du sommeil et de léveil Pharmaco-EEG du sommeil et de léveil Quera-Salva et al., Moldofsky et al., Chapotot et al. Métabolisme, obésité et sommeil Métabolisme, obésité et sommeil 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. Influences environnementales sur la vigilance et le sommeil Influences environnementales sur la vigilance et le sommeil Muzet et al., Roky et al., Buguet et al., McLellan et al. Test de dispositifs pour le monitoring vital dans le choc hémorragique Test de dispositifs pour le monitoring vital dans le choc hémorragique Bourdon et al. Classification automatique des états de vigilance chez lhomme et lanimal Classification automatique des états de vigilance chez lhomme et lanimal Becq et al., Zoubek et al., Chapotot et al. Corrélats physiologiques des fluctuations de vigilance et de la dette de sommeil Corrélats physiologiques des fluctuations de vigilance et de la dette de sommeil Chapotot et al.

15 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Conclusion P RANA + M ATLAB : P RANA + M ATLAB : Un environnement informatique complet danalyse étendue des données et de développement de nouvelles techniques de traitement pour la polygraphie.

16 PhiTools - Applications pharmaceutiques et médicales avec lenvironnement MATLAB Analyse spectrale de lEEG C3C3 C3C3 P4P4 P4P4 P3P3 P3P3 C4C4 C4C4 A1A1 A1A1 A2A2 A2A2 Visualisation des signaux Détection de formes Analyse temps-fréquence FFT Enregistrements polygraphiques artefacts Activité spectrale


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