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Theses

Effective signal processing methods for robust respiratory rate estimation from photoplethysmography signal

Safa Cherif 1, 2
2 Lab-STICC_IMTA_CID_TOMS
Lab-STICC - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
Résumé : Le photopléthysmogramme (PPG) est un signal optique acquis à partir de l’oxymètre de pouls, dont l’usage principal consiste à mesurer la saturation en oxygène. Avec le développement des technologies portables, il est devenu la technique de base pour la surveillance de l’activité cardio-respiratoire des patients et la détection des anomalies. En dépit de sa simplicité d'utilisation, le déploiement de cette technique reste encore limité pour deux principales raisons : 1. L’extrême sensibilité du signal aux distorsions. 2. La non-reproductibilité entre les sujets et pour les mêmes sujets, en raison de l'âge et des conditions de santé. L’objectif de cette thèse est le développement de méthodes robustes et universelles afin d’avoir une estimation précise de la fréquence respiratoire (FR) indépendamment de la variabilité intra et interindividuelle du PPG. Plusieurs contributions originales en traitement statistiques du signal PPG sont proposées. En premier lieu, une méthode adaptative de détection des artefacts basée sur la comparaison de modèle a été développée. Des tests par la technique Random Distortion Testing sont introduits pour détecter les pulses de PPG avec des artefacts. En deuxième lieu, une analyse de plusieurs méthodes spectrales d’estimation de la FR est proposée. Afin de mettre en évidence la robustesse des méthodes proposées face à la variabilité du signal, plusieurs tests ont été effectués sur deux bases de données avec de différentes tranches d'âge et des différents modes respiratoires. En troisième lieu, un indice de qualité respiratoire spectral (SRQI) est conçu dans le but de communiquer au clinicien que les valeurs fiables de la FR avec un certain degré de confiance.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02160161
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, June 19, 2019 - 1:25:06 PM
Last modification on : Wednesday, June 24, 2020 - 4:19:48 PM

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2018IMTA0094_Cherif-Safa_diffu...
Version validated by the jury (STAR)

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  • HAL Id : tel-02160161, version 1

Citation

Safa Cherif. Effective signal processing methods for robust respiratory rate estimation from photoplethysmography signal. Signal and Image processing. Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, 2018. English. ⟨NNT : 2018IMTA0094⟩. ⟨tel-02160161⟩

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