Compression par transformer spectrale

Compression par transformer spectrale

Utilité d’un EEG

Le principe de l’EEG est de recueillir les potentiels électriques sur un appareil qui transcrit les signaux pour permettre leur analyse. Le signal qui est enregistré varie selon l’état de vigilance, et les maladies qui peuvent toucher le cerveau [5].
L’EEG présente des indications variées :
1- Préciser l’état d’éveil d’une personne avec qui la communication est difficile. L’examen permet de confirmer ou non qu’il existe des troubles de la vigilance et éventuellement l’origine de ces troubles (crises d’épilepsie, encéphalopathie).
2- Recherché des anomalies électriques en faveur de crises d’épilepsie chez un patient ayant fait des troubles transitoires. Ces anomalies ne sont pas toujours présentes mais d’une grande aide diagnostique lorsqu’on les met en évidence.
3- Chez un épileptique connu, l’EEG peut être prescrit pour apprécier l’efficacité du traitement. Il ne faut jamais arrêter le traitement habituel avant de passer l’examen. A l’inverse, on ne prendra généralement la décision d’arrêter un traitement antiépileptique qu’après s’être assuré que le cerveau ne produit plus d’anomalies susceptibles de déclencher de nouvelles crises.
4- Etudier le fonctionnement du cerveau en cas de troubles intellectuels, difficultés de mémoire notamment. Le ralentissement du tracé électrique du cerveau peut témoigner de l’existence d’une encéphalopathie ou de maladies neuraux dégénératives.
Il existe d’autres indications de l’EEG, telles que l’étude du sommeil, qui se pratique dans certains laboratoires spécialisés [6].

Déroulement d’un examen EEG

Le principe de l’EEG est de recueillir les potentiels électriques sur un appareil qui transcrit les signaux pour permettre leur analyse. Le recueil de ces potentiels se fait grâce à de petites électrodes placées sur le cuir chevelu : chacune est reliée à la machine Le signal est transcrit sur ordinateur ou papier pendant toute la durée de l’examen : il pourra alors être interprété par le neurologue.
Pendant l’enregistrement, le patient est installé confortablement dans un fauteuil afin d’être détendu et d’éviter tout ce qui pourrait interférer avec le recueil de l’activité cérébrale (contractions musculaires, mouvements oculaires). Il est demandé à plusieurs reprises de fermer puis d’ouvrir les yeux. Pendant plusieurs minutes, il est aussi demandé de respirer profondément et de souffler : cette épreuve appelée « hyperpnée » permet de mettre en évidence des anomalies discrètes. Avant la fin de l’examen, on pratique une stimulation lumineuse grâce à une lampe qui produit de brefs éclairs de fréquences variables, car la lumière peut favoriser les crises épileptiques chez certaines personnes.
Pour certains patients dont on sait qu’ils font des crises durant le sommeil ou au réveil, il peut être nécessaire d’enregistrer le sommeil ou le passage du sommeil à la veille.
Dans certains laboratoires spécialisés, l’enregistrement EEG est couplé à une caméra permettant de filmer le patient, de manière à relier directement les anomalies du tracé aux manifestations cliniques du patient, et ainsi mieux comprendre le type de crises d’épilepsie présenté [7].

Ondes cérébrales

Les rythmes (dits de base) caractérisant l’état cérébral sur des périodes temporelles variables allant de quelques secondes a quelques minutes voire une heure.
Dans les zones du cerveau, l’influx nerveux fonctionne en relative cohérence et de façon rythmique.
Les neurones s’activent ensemble, comme une pulsation, puis se calment, puis s’activent de nouveau.
Grâce à de petites électrodes placées sur le cuir chevelu et reliées à un appareil appelé électroencéphalographie. Le rythme de ces pulsations peut se traduire en forme d’onde.

Ondes delta

Ce sont les plus lentes des ondes cérébrales leur fréquence est faible (de 0 a4hz) mais leurs amplitude est plus élevée. Elles apparaissent sur un tracé EEG d’un patient en état de sommeil lent (Figure 1.6) [8].

Ondes thêta

Les ondes thêta possèdent des fréquences assez basses (de 4 à 8hz), sont produites lors de la première, phase du sommeil lent.
Les ondes thêta ouvrent l’esprit au monde subconscient, à une compréhension soudaine, des intuitions et a plus de créativité (Figure 1.7) [8].

Ondes alpha

Les ondes alpha jettent un pont entre conscient et subconscient. C’est le rythme principal de la détecte chez les adultes .on rapporte que des rythmes alpha sont dérivés de la mariée blanche du cerveau. La matière blanche est la matière du cerveau qui relie toutes les pièces à l’une à l’autre.
Les ondes alpha sont plus en activité dans la région occipitale, dans le cortex et dans sa bande périphérique (Figure 1.8) [8].

Onde béta

C’est un rythme qui est dominant quand nous avons les yeux ouverts, écoutons et pensons au cours de la résolution de problèmes, prise de décision, et traitement des informations relatives au monde qui nous entoure (Figure 1.9) [8].

Rythme beta médian 

-Localisation : localisé, peut être focalisé.
-Etat subjectifs de sentiment : la vigilance, agitation.

Ondes gamma

Les GAMMA (au-dessus de 30Hz ; jusqu’à à approximativement 80Hz) est la seul groupe de fréquence présent dans chaque partie du cerveau. Quand le cerveau doit traiter simultanément l’information de différents secteurs, l’activation d’une fréquence de 40Hz favorise l’information entre les secteurs exigés pour un traitement simultané. Une bonne mémoire est associée à l’activité de 40Hz, tandis qu’une insuffisance d’onde 40Hz crée des incapacités d’étude (Figure 1.10) [8].
Ce tableau rassemble les fréquences et amplitudes des différents types d’ondes (rythme) du signal EEG :

Capteurs

Principe

Les électrodes ont pour rôle d’assurer un contact étroit et stable avec la peau, leur conception et leur réalisation se heurtent à de nombreux problèmes :
-problème électrique : fidélité et stabilité quelle que soit la durée de l’examen ; résistance peau électrodes aussi faible ; surface de contact réduite au minimum pour ne pas augmenter la diffusion physiologique.
-problème pratique : l’électrode doit être rapidement placée et aisément supportée par la malade.
-problème mécaniques : mise en place et fixation [9].

Différentes électrodes

La plupart des électrodes actuellement utilisées sont en argent recouvert d’une mince couche de chlorure d’argent afin d’éviter les phénomènes de polarisation. La surface en contact avec la peau ne doit dépasser un demi-centimètre carré [9].
 Electrodes tampon (Electrode maintenue à l’aide d’un casque)
Le tampon est formé de mousse synthétique entourée de tissu (fil, coton ou fibre artificielle).
L’utilisation d’un casque pour les maintenir facilement la symétrie de leur mise en place.
Le tampon de ces deux types d’électrodes doit être imbibé en permanence par un liquide électrolytique qui assure la continuité de la transmission électrique (voir Figure 1.11), on de l’eau salée a 10g/l.il faut éviter l’excès de sel qui peut aller jusqu’à créer des escarres sur certaines peux fragiles [9].

Emplacement des électrodes

Système 10-20

Le système « 10-20 » de H. jasper proposé par la fédération internationale des sociétés d’électroencéphalographie et de neurophysiologie (Figure 1.14).
Les mesures antéro-postières sont basées sur la distance entre la nation et l’inion en passant le vertex. Le système 10-20 est basé sur la relation entre le lieu d’implantation de l’électrode et de la sous-région du cortex cérébral. Chaque point sur ce chiffre à gauche indique une éventuelle position de l’électrode. Chaque site dispose d’une lettre (pour identifier les lobes) et d’un numéro ou d’une autre lettre pour identifier l’emplacement de l’hémisphère.
Les lettres sont marqués sur cette ligne et désignés par les appellations : frontonpolaire( Fp), frontal(F), centre(C) ou rolandique (R), pariétal(P) et occipital(O).
Le premier point (Fp) et le dernier (O) sont à une distance respective du nasion et de l’inion égale à 10 % de la longueur total. Et les points suivants à une distance les uns des autres égales à 20%. Les mesures transversales sont basées sur la distance entre les points préauriculaires droit et gauche. Sur la ligne par ces deux points et le point rolandique médian sont placées à 10%, 20% au-dessus, les électrodes rolandique S latérales. Une ligne circulaire, dérivant les bords de la calotte crânienne, passe par les points F renta-polaire et Occipital médians et les Temporales.

Table des matières

Remerciement
Dédicace
Dédicace
Résumé
Table des matières
Liste des figures
Liste des tableaux
Glossaire
Introduction Générale
Chapitre I : Généralités sur les signaux électroencéphalogrammes
I .1. Introduction
I .2. Anatomie du cerveau
I .2.1. Lobe frontal
I .2.2 Lobe pariétal
I .2.3 Lobe temporal
I . 2.4 Le lobe occipital
I .3. Unité fonctionnelle du système nerveux (le neurone)
I .4. Electroencéphalographie
I .5. Electroencéphalogramme
I .5.1. Utilité d’un EEG
I .5.2. Déroulement d’un examen EEG
I .6. Ondes cérébrales
I .6.1. Ondes delta
I .6.2. Ondes thêta
I .6.3. Ondes alpha
I .6.4 Onde béta
I .6.5 Ondes gamma
I .7. Capteurs
I .7.1 Principe
I .7.2 Différentes électrodes
I .7.3 Emplacement des électrodes
I .7.4. Différents montages ultrasons en EEG
I .8. Conclusion
Chapitre II : Techniques de la compression
II.1 Introduction
II.2Définition de la compression
II.3 Méthodes de la compression
II.3.1 Compression sans perte d’information
II.3.1.1 Codage RLE
II.3.1.2 Compression CCITT
II.3.1.3 Codage de Huffman
II.3.1.4 Code Baudot
II.3.1.5 Codage LZW
II.3.1.6 Codage arithmétique
II.3.2 Compression avec perte d’information
II.3.2.1 Méthode Directe
II.A Prédiction linéaire
II.B Interpolation polynomiale
II. 3.2.2 Méthodes par transformée
II.3.2.2.1 Transformée spectrale
II.A Transformée discrète de Fourier (TFD)
II.B Transformée discrète en cosinus (DCT)
II.C Transformée de Fourier Rapide (FFT)
II.D Transformée discrète en sinus(DST)
II.3.2.2.2 Transformée en Ondelettes
II.A Transformée en Ondelettes continue(CWT)
II.B Transformée en Ondelettes discrète (DWT)
II.4Critères de performances d’une méthode de compression
II.4.1 Le taux de compression(CR)
II.4.2 Mesure de la fidélité de la reconstruction
II.5 Conclusion
Chapitre III : compression par transformer spectrale
III.1 Introduction
III.2Présentation de la base de données
III.3 Présentation de l’algorithme de compression
III.4 Application et résultats
III.4.1 Application de la DCT
III.4.2 Application de la DST
III.4.3 Application de la FFT
III.5 Comparaison des résultats obtenus par les différentes méthodes
III.6 Discussions
III.7Conclusion
Chapitre IV : Résultats et Discussions
IV .1 Introduction
IV .2 Présentation de l’algorithme de compression
IV.3 les ondelettes utilisées
IV.3.1 Ondelette de Daubechies
IV.3.2 Ondelette de symlet
IV.3.3 Ondelette Biorthogonale
IV.4 Application et résultats
IV.5 Comparaison des Résultats
IV.6 Interface graphique
IV.6 Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie

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