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Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Analyse de la fatigue respiratoire par traitement du signal issu de lélectromyogramme.

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2 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Analyse de la fatigue respiratoire par traitement du signal issu de lélectromyogramme du diaphragme Anesthésie & Réanimation Hôpital Nord CHU Saint-Etienne, Docteur Philippe MAHUL co-directeur, Professeur Christian AUBOYER Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Professeur André GEYSSANT directeur de thèse Anesthésie & Réanimation Hôpital la Croix-Rousse CHU Lyon Professeur Jean Paul VIALE, Docteur Serge DUPERET Guy MOREL Doctorant Université Jean Monnet 5 avril 2005

3 Présentation Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril Contexte 2 - Objectifs 3 - Modélisation & fonction respiratoire 4 - Électromyographie de diaphragme 5 - Enregistrement & traitement des signaux 6 - Conclusion

4 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Muscles respiratoires & sevrage en ventilation artificielle risque d'épuisement des muscles respiratoires Électromyographie du diaphragme EMGdi potentiels d'action émis par les fibres musculaires Place des différents signaux EMG diaphragme crural & costal, intercostaux, accessoires Paramètres utiles à l'étude de la fatigue du diaphragme EMG, débit, pressions (gastrique, œsophagienne, buccale) 1-Contexte

5 2-Objectifs Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Etude de la fatigue musculaire respiratoire -> sa détection -> sa prédiction -> son intégration en temps réel Evaluation Insuffisance Respiratoire Chronique Sevrage VM* difficile en réanimation différenciation précoce de la fatigue musculaire rapidement réversible défaillance musculaire lentement réversible * Ventilation mécanique

6 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Structuresmuscles Pm + + Thorax Pab Abdomen IC DI crural DI costal 3-Modélisation de la fonction respiratoire IC= Intercostal DI =diaphragme Modèle de MACKLEM

7 Mécanisme de la respiration Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 est causée par la contraction des muscles intercostaux externes et du diaphragme est un phénomène passif qui repose en premier lieu sur l'élasticité des poumons le relâchement des muscles respiratoires fait s'abaisser la cage thoracique et les poumons se rétractent L'inspiration L'expiration

8 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril Électromyographie du diaphragme 1 - Pression Buccale 2 - Pression Barométrique (Pb) 3 - Pression Pleurale (Ppl) 4 - Pression Alvéolaire (Palv.) 5 - Pression Œsophagienne (Pes) 6 - Pression Gastrique (Pga) 7 - Voies aériennes 8 - Rempart costal 9 - Poumon et plèvre viscérale (L) 10 - Plèvre viscérale 11 - Cavité thoracique (th) 12 - Œsophage 13 - Diaphragme costal (di) 14 - Estomac 15 - Muscles abdominaux 16 - Cavité abdominale EMG crural EMG brut

9 Sonde endo-oesophagienne Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Capteurs de pression piézzo 12 électrodes EMG Pga Pes

10 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 EMGdi Débit Pga Pes Ptr EMG intercostal Activité de l EMGdi et Parasternal, débit, pressions 5-Enregistrement & traitement des signaux

11 Analyse des paramètres physiologiques Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Indice de fatigue H/L=1 L(20-50 Hz), H( Hz) Epuisement H/L Maintient volontaire avec appareil de ventilation

12 Filtrage par méthode adaptative Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Artefact cardiaque LMS Least Mean Square

13 Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 Utilisation du traitement de signal Algorithme adaptatif Méthodes utilisées Débruitage par ondelettes Signal bruité Signal traité Bruit

14 6-Conclusion Laboratoire de Physiologie Unité Physiologie Pathologie Exercice et Handicap Guy MOREL 5 avril 2005 ¬ Monitoring temps réel des paramètres issus de l EMG, EEG, pressions et débit applications diagnostiques et thérapeutiques en pneumologie et en réanimation ­ Utilisation d'algorithmes mathématiques du traitement du signal (temps fréquence, ondelettes)


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