Transmission des données ECG

Aperçu sur la télémédecine

La télémédecine représente l’utilisation des Nouvelles Technologies de l’Information et de la communication dans le secteur médical. Elle médiatise l’acte médical en interposant un outil de communication entre les médecins ou entre un médecin et son patient. La télémédecine ne remplacera jamais le contact immédiat médecin-malade mais vient s’ajouter aux outils du médecin au service du patient. Elle remet ainsi en cause une partie de la pratique médicale, mais représente un enjeu considérable pour l’amélioration des conditions de soin et de vie de beaucoup de personnes. Elle permet aux professionnels de la santé d’évaluer, diagnostiquer et traiter les patients dans des endroits éloignés en utilisant la technologie des télécommunications. Dans les années soixante à soixante-dix, les premiers programmes de télémédecine ont été adoptés par les pays les plus vastes où la densité de population est faible, pour répondre au problème d’isolement géographique de certaines populations. Ce type d’organisation propose en effet une solution à la difficulté d’accès aux centres de soins spécialisés. D’après les premières expérimentations ont ainsi été développées par exemple en Australie (suivi psychothérapique à distance), en Écosse (dermatologie et médecine à distance pour les plates-formes pétrolières) et dans les zones rurales des États-Unis (télé soin) [1].La télémédecine peut être aussi simple que la discussion d’un cas au téléphone par deux professionnels de la santé et aussi complexe que l’utilisation de technologies de satellites ou fibres optiques pour la transmission des données, couplées à des appareils médicaux spécialisés et associées à des applications informatiques complexes qui assurent la distribution et la récupération des informations médicales, leur sécurité et confidentialité, et la gestion de la prise en charge du suivie des patients [2].

Elle constituera un facteur clé d’amélioration de la performance de notre système de santé. Son usage dans les territoires constitue en effet une réponse organisationnelle et technique aux nombreux défis épidémiologiques, démographiques, et économiques (contrainte budgétaire) auxquels fait face le système de santé aujourd’hui et précisés en Auvergne dans le diagnostic préalable au projet régional de santé [3].

Actes de la télémédecine

Nous présentons finalement les catégories d’applications de la télémédecine :

Téléconsultation La téléconsultation est l’un des principaux actes faisant partie de la télémédecine. C’est un examen d’un patient ou analyse des données le concernant sans interaction physique directe. On distingue deux types de téléconsultations :
(a) soit le patient consulte de sa propre initiative un médecin par un réseau de communication interposé.
(b) soit le médecin consulté sollicite un avis diagnostic (télédiagnostic) ou thérapeutique (télé expertise) auprès d’un confrère situé à distance. On peut également citer dans ce cadre l’envoi et la consultation d’images médicales à distance (télé-imagerie, télé-radiologie).

Téléassistance Peut-être un acte médical lorsqu’un médecin assiste, à distance, un autre médecin en train de réaliser un acte médical ou chirurgical, voir, dans le cadre de l’urgence, aide un secouriste ou toute personne assistance à une personne en danger en attendant l’arrivée d’un médecin.

Télé-chirurgie L’exploitation et la manipulation des équipements médicaux contrôlée à distance par le praticien sur le patient (ce qu’on appelle télémanipulation). Le terme de télé chirurgie est souvent à l’origine d’une confusion. Ainsi, il a pu être appliqué : À la chirurgie assistée par ordinateur car il y a effectivement une distanciation d’un deux mètres entre le chirurgien et son patient à l’équivalent en chirurgie de la télémédecine. C’est à dire, le fait de guider à distance le chirurgien qui fait l’acte chirurgical (télé monitorage). Dans ce cas le « télé mentor » ne participe au geste à distance que par les conseils qu’il prodigue. À l’inverse, la chirurgie à distance, dont il est question aujourd’hui, définie comme « Remote Surgery » par les américains, consiste à pratiquer la totalité de l’intervention à distance : aucune équipe n’avait réussi ce challenge en raison des délais de transmission du geste et des images, incompatibles avec une coordination fiable des gestes du chirurgien [5].

Téléformation C’est un service bénéfique destiné aux professionnelles de la santé, consiste à l’utilisation de l’outil informatique en particulier pour l’aide à la formation continue des médecins : contacts professionnels via le réseau, consultation des informations médicales (banque de données, imagerie, suivi d’études épidémiologiques et d’essais cliniques), consultation de cours de formation et visioconférences dans les universités (télé-enseignement) et réunions.

Télé expertise La télé expertise a été limitée souvent dans sa définition aux échanges entre spécialistes pour obtenir un deuxième avis .Cette définition peut être élargie à tout acte diagnostic outhérapeutique qui se réalise en dehors de la présence du patient (en temps différé). L’acte médical de télé-expertise se décrit comme un échange entre deux ou plusieurs médecins, qui arrêtent ensemble un diagnostic à base des données cliniques, radiologiques ou biologiques qui figurent dans le dossier médical d’un patient.

Télésurveillance La télésurveillance est un acte médical qui découle de la transmission et de l’interprétation, par un médecin, d’un indicateur clinique, radiologique ou biologique, recueilli par le patient lui-même ou par un professionnel de santé. L’interprétation peut, dans certains cas, conduire à la décision d’une intervention auprès du patient [4].Les applications de télémédecine visent à mettre en place des systèmes de surveillance permanente des personnes à distance. Ces systèmes permettent la capture d’informations sur l’évolution de son état de santé, afin que le praticien traitant puisse effectuer une consultation ou un diagnostic, voire aider les patients à distance et par conséquent assurer une prise en charge à temps.

 Apports et enjeux de la télémédecine

La télémédecine s’avère être une réalité médicale : elle s’impose déjà à travers l’usage d’outils comme le téléphone et la télécopie par exemple. Les progrès actuels des NTIC (une nouvelle technologie de l’information et de la communication) appliquées au domaine médical (imagerie médicale, débits de transmission, convivialité des systèmes, etc.), la miniaturisation des dispositifs, ouvrent des perspectives pour le développement de la télémédecine en termes d’accroissement de l’efficacité et de la qualité des soins, de partage des connaissances, ou encore de réduction des coûts de santé publique. Pour chaque acteur de la télémédecine, les avantages de ce type d’organisation sont nombreux. Pour les patients, la télémédecine permet d’améliorer la qualité des soins grâce à l’expertise possible à distance et, par conséquent, à la réduction des délais de prise en charge diagnostique et thérapeutique. Elle permet également de répondre au problème d’isolement géographique en assurant l’égalité d’accès aux soins. Les petits centres hospitaliers souffrent en effet du manque d’équipements et d’une pénurie de médecins.

Si on considère le cas particulier de la surveillance à distance, la télémédecine répond au besoin d’autonomie, de sécurité et d’intégration sociale de patients souhaitant rester à leur domicile, et s’inscrit alors dans la dynamique des alternatives à l’hospitalisation. L’intérêt des pouvoirs publics pour la télémédecine est directement lié à sa contribution dans la maîtrise des dépenses de santé publique, tout en améliorant l’accès à des soins de meilleure qualité.
– La télémédecine limite les déplacements des patients, du personnel médical et le transport.
– Elle réduit les durées moyennes de séjours en centre hospitalier.
– Grâce à l’accès distant au dossier médical, la télémédecine permet d’alléger la redondance des soins.
– Elle est liée directement à la contribution dans la maitrise des dépenses de santé publique.
– La santé devrait être amenée à représenter une bonne part du chiffre d’affaire mondial des télécommunications.Un des enjeux est ainsi la conception d’outils “intelligents” facilitant l’exploitation personnalisée de grandes quantités de données disponibles, dans le contexte de chaque patient. Ces ensembles expérimentaux peuvent alors être à la base de nombreux projets de recherche.À terme, la télémédecine pourrait également agir en faveur du transfert mondial de connaissances médicales, et améliorer par exemple l’aide aux pays en voie de développement ou émergents. Le développement de la télémédecine intéresse également beaucoup certains secteurs médicaux pour lesquels elle serait parfois l’unique solution d’intervention pour l’apport de soins. Il s’agit par exemple de la médecine maritime, de la médecine sportive, de l’armée, qui considère la télémédecine comme un moyen d’assister à distance les marins, sportifs en zone isolée, soldats, spationautes, etc [6]. Pour les chercheurs, une conséquence du développement des services de santé, et plus particulièrement de celui du contrôle et du suivi à distance (télédiagnostic, téléconsultation), est la collecte de grandes masses de données liées à différentes applications et à différents patients. Un autre enjeu, est la conception et le développement d’applications et services facilitant la détection, les calculs et l’exploitation personnalisée de grandes quantités de données disponibles, dans le contexte de chaque patient. Ces ensembles de services conçus peuvent alors être à la base de nombreux projets de recherche [7].Le bénéfice économique de la télémédecine reste ainsi encore incertain.L’analyse des coûts par rapport à l’efficacité des applications est complexe et nécessite de nouveaux outils d’évaluation. Le problème d’évaluation économique provient également du caractère encore expérimental des applications en télémédecine, qui rend difficile la mise en œuvre d’analyses à grande échelle.

Réseaux sans fil

Actuellement, les réseaux sans fil sont très présents dans des domaines qui n’ont, à l’origine, pas de liens particuliers avec les télécoms (télémédecine par exemple). Cet intérêt croissant va de pair avec des facteurs économiques et sociaux : la mobilité des utilisateurs s’accroît, les concepteurs cherchent à limiter le nombre de connections filaires en concentrant toutes les communications sur un seul bus, les besoins de systèmes embarqués autonomes sont plus fréquents. Tous ces exemples choisis parmi tant d’autres illustrent le nouvel attrait pour les réseaux et les télécoms. Plus récemment, c’est le « tout sans fil » et le « haut débit » qui se sont largement développés .

 Bluetooth (IEEE 802.15.1) La technologie Bluetooth a été implémentée à l’origine par Ericsson. Elle permet des communications par onde radio à courte distance (10 m) entre plusieurs appareils (imprimantes, téléphone portable, clavier…) avec une faible consommation d’énergie.Les applications de cette norme vont du marché de la téléphonie mobile en passant par les équipements informatiques. Elle est bien adaptée aux communications en temps réel. Cette technologie a été normalisée par l’IEEE sous la référence IEEE 802.15.1. Elle exploite la bande de fréquence 2,45 GHz avec un débit de 1Mbps.

 ZigBee (IEEE 802.15.4) L’objectif de cette technologie est d’élaborer une solution simple de communication sans fil à faible débit procurant une autonomie d’énergie de plusieurs mois voire de plusieurs années. Elle est basée sur le standard IEEE 802.15.4 (au niveau des couches physique et MAC) pour les réseaux à dimension personnelle. La spécification initiale de Zig Bee propose un protocole lent dont le rayon d’action est relativement faible, mais nécessitant nettement moins de ressource que le Wifi ou le Bluetooth et dont la fiabilité est assez élevée.

 Wi‐Fi (IEEE 802.11) Est un standard international décrivant les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN). Le nom Wi-Fi (contraction de Wireless Fidelity, parfois notée à tort Wifi) correspond initialement au nom donnée à la certification délivrée par la Wi-fi Alliance, Grâce au Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fils à haut débit pour peu que l’ordinateur à connecter ne soit pas trop distante par rapport au point d’accès .

 UWB (IEEE 802.15.3) La technologie UWB connaît actuellement un essor spectaculaire. Elle est destinée à la transmission de données à très haut débit. Le fonctionnement de cette technologie est fondé sur une technique de modulation radio qui consiste à envoyer des impulsions de très courte durée (souvent inférieures à la nanoseconde) sur une très large bande de fréquences, offrant ainsi un débit de 480 Mbps sur de très courte distance (1 à 10 mètres). Elle est envisagée pour la liaison PC et ses périphériques (de type lien vidéo ou USB sans fil) nécessitant un très haut débit et une faible portée.Cette technologie ouvre la voie à de nombreux travaux dans le domaine médical, tels que la conception des réseaux de capteurs intelligents, la surveillance médicale, la médecine préventive, le monitoring du cœur, la sécurité personnel, la localisation des patients, etc .

Ondes et intervalles de l’ECG

Le processus de dépolarisation et de repolarisation des structures myocardiques se présente dans l’ECG comme une séquence de déflexions ou ondes superposées à une ligne de potentiel zéro, appelée ligne isoélectrique ou ligne de base. Ces déflexions sont dites positives si elles sont situées au-dessus de la ligne isoélectrique sinon elles sont dites négatives.La visualisation de l’activité électrique du cœur pour un seul battement, donne un tracé constitué de trois ondes successives.

 L’onde P : Au cours du rythme sinusal normal, la dépolarisation du myocarde auriculaire produit une onde positive dans les dérivations I et II et négative en aVR. Habituellement les ondes P sont les mieux visibles dans les dérivations II et V1. Voici les valeurs normales des paramètres de l’onde P : Durée < 0,11s dans la dérivation II, Amplitude < 0,25 mV (2,5 mm) dans la dérivation II et Orientation dans le plan frontal entre 0 et +75º [16].

 L’onde QRS : La dépolarisation ventriculaire se traduit par un complexe poly phasique, le complexe QRS. L’onde négative initiale est appelée onde Q : sa durée est généralement inférieure à 0,08 seconde et son amplitude dépasse rarement 1 à 2 mm. La première onde positive est appelée onde R. L’onde négative qui suit l’onde R est appelée onde S [16].

 L’onde T : Elle correspond à la re-polarisation des ventricules. Dans l’état normal du cœur, cette onde présente une amplitude moins faible que celle du complexe QRS et une durée plus longue.L’analyse de l’électrocardiogramme comprend la mesure des amplitudes et durées ainsi que l’examen de la morphologie de l’onde P, du complexe QRS, de l’onde T, de l’intervalle PR, du segment ST, de l’intervalle QT comme on peut le voir sur la Figure 2.6. Les valeurs normales citées ci-dessous qui s’appliquent à des adultes d’âge moyen sont données à titre indicatif car il existe un chevauchement parfois important entre les valeurs normales et pathologiques .

 L’Intervalle PR ou PQ : L’intervalle PR ou PQ, mesuré du début de l’onde P au début du complexe QRS, représente le temps de propagation de l’influx par les oreillettes, le nœud auriculo-ventriculaire, le faisceau de His, ses branches, le réseau de Purkinje jusqu’au début de l’activation ventriculaire. La durée de l’intervalle PR varie de 0,12 à 0,20 secondes en fonction de la fréquence cardiaque et de l’âge .

 L’Intervalle QRS : La durée de cet intervalle représente le temps de dépolarisation ventriculaire .

 L’Intervalle ST : Le segment ST est la partie du tracé comprise entre la fin du complexe QRS et le début de l’onde T. Il correspond à la phase 2, en plateau, du potentiel d’action transmembranaire. Le segment ST normal peut être légèrement décalé, vers le haut au repos, ou vers le bas à l’effort .

 L’Intervalle QT : Il s’agit de la distance entre le début du complexe QRS et la fin de l’onde T, englobant la dépolarisation et la re-polarisation ventriculaires. La durée de l’intervalle QT varie en fonction de la fréquence cardiaque, de l’âge et du sexe [16].

 L’Intervalle RR : Cet intervalle désigne le temps entre deux ondes Rsuccessives. La facilité de la détection de l’onde R donne l’importance de cet intervalle qui sert à mesurer la fréquence cardiaque.

Table des matières

Remerciement
Dédicace
Résumé
Liste des figures
Liste des tableaux
Glossaire
Introduction générale
Chapitre 1 : contexte de recherche
1.1-Introduction
1.2-Aperçu sur la télémédecine
1.3-Actes de la télémédecine
1.3.1 Téléconsultation
1.3.2 Téléassistance
1.3.3 Télé-chirurgie
1.3.4 Téléformation
1.3.5 Télé expertise
1.3.6 Télésurveillance
1.4-Apports et enjeux de la télémédecine
1.5 -Freins au développement
1.6-Description de la plateforme de télémédecine
1.7-Télésurveillance médicale
1.7.1 Objectif
1.7.2 Principe
1.7.3 Enjeux
1.8-Conclusion
Chapitre 2 : signal ECG
2.1-Introduction
2.2-Anatomie et activité musculaire du cœur
2.3-Genèse du signal électrique cardiaque
2.4-Electrocardiogramme
2.5-Dérivations d’un électrocardiogramme
2.5.1 Dérivations périphériques bipolaires standards
2.5.2 Dérivations périphériques unipolaires
2.5.3 Dérivations unipolaires précordiales
2.6-Ondes et intervalles de l’ECG
2.7-Pathologies cardiaques
2.7.1 Présentation des caractéristiques de l’ECG
A. Rythme cardiaque
B. Caractéristiques et types de l’extrasystole
2.7.2. Diagnostic à partir du rythme
A. Fréquence
B. Troubles du rythme cardiaque
2.7.3 Diagnostique à partir des ondes
2.8-Conclusion
Chapitre 3 : Service mobile de télésurveillance des personnes cardiaque
3.1-Objectif
3.2-Etude technique
3.2.1 Données de base
3.2.2 Rédaction d’un cahier des charges
3.2.3 Environnement de développement
3.3-Bilan de l’analyse
3.3.1 Support des réseaux
3.3.1.a Technologie d’accès mobile
3.3.1.b Communication via internet
3.3.2 Système des terminaux
3.4-Plateforme de l’application
3.4.1 Description fonctionnelle de la solution proposée
3.4.2 Présentation des interfaces de l’application
3.4.3 Enchainement du projet
A. Etablissement de la connexion
B. Transmission des données ECG
C. Traitement des signaux cardiaques
3.5-Mode d’emploi du programme
3.5.1 Configuration minimale
3.5.2 Diffusion du logiciel
3.5.3 Installation du programme
3.6-Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie

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