Extraction des signaux cardiaques du foetus à partir d'un réseau de capteurs placés sur l'abdomen de la mère (2008)

Les malformations cardiaques congenitales sont parmi les malformations les plus communes a la naissance et la premiere cause de deces des nouveau-nes. La plupart des anomalies cardiaques sont visibles dans la morphologie des signaux electriques cardiaques, qui sont enregistres par l'electrocardiographie qui semble contenir plus d'informations par rapport aux methodes conventionnelles sonographiques. Par consequent, l'etude non invasive des signaux cardiaques du foetus peut fournir un moyen efficace pour controler le bon fonctionnement du coeur du foetus et peut etre utilise pour la detection precoce des anomalies cardiaques. Dans les precedentes etudes, diverses methodes ont ete mises au point pour le traitement et l'extraction d'electrocardiogramme (ECG) du foetus, a partir des signaux enregistres de la surface du corps de la mere. Toutefois, en raison du faible rapport signal/bruit de ces signaux, l'application d'electrocardiographie fetale a ete limitee a l'analyse des battements cardiaques et a des enregistrements ECG invasifs pendant l'accouchement. Dans cette recherche, l'objectif est d'ameliorer les methodes de traitement du signal utilisees en cardiographie du foetus et d'apporter de nouvelles solutions a ce probleme, en developpant de nouvelles techniques de modelisation et de filtrage des signaux d'ECG du foetus enregistres par un reseau d'electrodes placees sur le ventre maternel. L'idee de base derriere les methodes developpees, consiste a utiliser les informations a priori des signaux cardiaques, tels que leur pseudo-periodicite, afin d'ameliorer les performances des methodes existantes et de concevoir de nouvelles techniques de filtrage qui sont specifiques aux signaux cardiaques. En raison du recouvrement des signaux du foetus avec les interferences/bruits dans differents domaines, les methodes qui utilisent l'information dans un seul de ces domaines, ne reussissent pas a extraire les ECG foetaux. Par consequent, nous proposons des methodes de traitement qui utilisent les informations provenant de differents domaines, afin d'ameliorer la qualite des signaux extraits. Theoriquement, les methodes proposees sont des combinaisons de modeles morphologiques de l'ECG, de techniques de filtrage bayesienne ad hoc basees sur la theorie de l'estimation et de classes speciales de filtres spatiaux issus du contexte de la separation aveugle et semi-aveugle de sources. Il est montre que, en raison de la generalite des methodes proposees, les memes procedures sont egalement applicables aux signaux ECG multicapteurs chez l'adulte, et peuvent etre utilisees en temps reel dans les systemes de surveillance cardiaque. En outre, les methodes developpees sont fondees sur la morphologie du signal cardiaque, sans prendre en compte les particularites de la theorie du volume conducteur et la propagation electromagnetique dans les milieux physiologiques. Par consequent, les memes methodes sont applicables a d'autres modalites de surveillance cardiaque, comme le magnetocardiogramme (MCG), qui sont morphologiquement similaire a l'ECG. En particulier, nous presentons une etude de cas sur l'extraction des signaux MCG de jumeaux. Nous presentons egalement une technique originale de deflation, qui vise a separer les sous-espaces formes par les signaux d'interet dans des melanges sous-determines. Cette idee s'avere tres performante et debouche sur des applications diverses dans d'autres contextes.