PRANA Polygraphic Recording ANAlyzer Une bote outils MATLAB

PRANA © Polygraphic Recording ANAlyzer Une boîte à outils MATLAB pour l’analyse des enregistrements polygraphiques Florian Chapotot, Ph. D. R&D Manager, Phi. Tools, Strasbourg Centre de recherches du service de Santé des armées, Grenoble Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

La polygraphie n Enregistrement simultané de différents types de signaux : Variables physiologiques (EEG, EOG, EMG, ECG, T°, PA, Resp, Sa. O 2, etc. ) Grandeurs physiques (T°, bruit, éclairement, etc. ) n Stations d’acquisition fixes, enregistreurs portables, systèmes télémétriques de l’analogique… au numérique Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Quelques applications Polysomnographie Cartographie EEG: (PSG 24 h ambulatoire) épilepsie, neurocognition EEG EOG Monitoring fonctions vitales EMG ECG Resp PSG rongeur T° Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le système d’analyse PRANA n Manager: accès aux données et interfaces du programme n Viewer : affichage des enregistrements et des données relatives n n n n n Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, paramètres extraits) Précis à la milliseconde - Durée : de quelques seconde à plusieurs jours Multi formats (import/export) Remontage et filtrage des canaux Outils de navigation Réjection/correction d’artéfacts Mode continu/séquentiel Report Generator : générateur de rapports personnalisables n Rapport de sommeil n Rapport de tests itératifs n Rapport de paramètres extraits Profiler : affichage et post-traitements des résultats des analyses n n Phi. Tools - www. phitools. com Exploration et préparation des séries temporelles Post-traitement des paramètres extraits Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le système d’analyse P RANA n Accès aux données et interfaces du programme : n n n Manager Enregistrements polygraphiques Réglages des plug-ins Résultats des analyses Rapports générés Journaux d’utilisation Système de fichiers standardisés (*. mat/txt) permettant l’importation et l’exportation de données Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le système d’analyse P RANA Viewer n Affichage synchronisé (signaux, canaux, événements, scores, paramètres extraits) n Précis à la milliseconde - Durée : de quelques secondes à plusieurs jours n Multi formats n Outils de navigation n Remontage et filtrage des canaux n Réjection/correction d’artéfacts n Mode continu/séquentiel Phi. Tools - www. phitools. com B : Barre de commandes PSG conventionnelle Apnées Cartographie du de sommeil EEG itératifs vigilance E : Barre. Tests de menus A : Signaux polygraphiques C : Densité spectrale de signaux D : Évolution de paramètres extraits Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le système d’analyse P RANA Report Generator Générateur de rapports personnalisables (Excel) n n n Rapport de sommeil Rapport de test itératif Rapport de paramètres extraits Rapport deextraits sommeil de test(dynamique itératif (paramètres de vigilance globaux(60 stades, MWT) cycles) Rapport de paramètres temporelle, moyennes par stades, par cycles) Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le système d’analyse P RANA Profiler Affichage et post-traitements des résultats n Exploration des séries n n Post-traitement : n n n Zoom temps-fréquence Extraction/Sélection Linéarisation Transformation Réduction Lissage Exportations des résultats : n n Phi. Tools - www. phitools. com Images (*. jpeg) Fichiers (ASCII, MATLAB) Dynamique de l’EEG au cours du sommeil Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Les différents plug-ins n Interprétation visuelle des états de vigilance (R&K, animal, choc hémorragique, profondeur d’anesthésie) n Marquage et annotation synchrones d’événements n Détection automatique d’artéfacts n Détection de formes (ondes, grapho-éléments du sommeil) n Extraction de caractéristiques (statistiques, spectrales, non linéaires) n Analyse de densité et de cohérence spectrale n Détection du rythme et analyse de variabilité cardiaque n Détection et analyse de cycles (respiration, pouls) n Générateur de rapports personnalisés (ASCII, MS Excel) n Kit du développer (Matlab m-files) n Fonctionnement par batch Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Les différents plug-ins n Lancement par la barre de menus n Réglage complet par l’interface n Mémorisation des réglages n Indépendant du type d’enregistreur utilisé n Sauvegarde des résultats compatibles (selon le système de fichiers du programme) Phi. Tools - www. phitools. com Interface du plug-in d’extraction de caractéristiques Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le kit du développeur n Lancement par la barre de menus n Fichiers prototypes : n n n Interface graphique (*. fig) Paramètres du module (*. mat) Code source (*. m) pour : n n n Phi. Tools - www. phitools. com la gestion de l’interface l’accès aux données l’intégration d’algorithme l’exécution du module la sauvegarde des résultats Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Le lanceur deplug-ins n Lancement par lots d’une sélection plug-ins Interface n Sauvegarde des réglages des plug-ins sélectionnés dans un journal Journal Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Avantages du système n Compatibilité: indépendant du système d’acquisition (filtres de lecture) n Interopérabilité: sorties multiples (graphiques, tableaux, fichiers ASCII ou MATLAB) n Facilité d’utilisation: interfaces graphiques, guide de l’utilisateur n Versatilité : applications standards et avancées (sommeil, vigilance, stress, pharmaco, etc. ) n Flexibilité: plug-ins configurables, personnalisation des paramètres du programme (homme, animaux) n Réduction des interventionshumaine: exécution par batch n Traçabilité: fonctions d’audit (utilisateur et paramètres du programme) n Modularité: plug-ins optionnels, nouvel ajout facilité n Ouverture : intégration rapide de nouveaux algorithmes (software developer kit) Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Exemples d’utilisation n Diagnostic humain et modèle animal dans la maladie du sommeil Buguet et al. , Darsaud et al. , Chevrier et al. n Micro-éveils, activation cardiaque et mouvements périodiques lors du sommeil humain Sforza et al. , Lavoie et al. n Modélisation EEG du sommeil humain Mérica et al. , Jouny et al. n Pharmaco-EEG du sommeil et de l’éveil Quera-Salva et al. , Moldofsky et al. , Chapotot et al. n Métabolisme, obésité et sommeil Van Cauter et al. , Leproult et al. n Troubles du sommeil et recherche clinique (insomnie, narcolepsie) Dauvilliers et al. n Influences environnementales sur la vigilance et le sommeil Muzet et al. , Roky et al. , Buguet et al. , Mc. Lellan et al. n Test de dispositifs pour le monitoring vital dans le choc hémorragique Bourdon et al. n Classification automatique des états de vigilance chez l’homme et l’animal Becq et al. , Zoubek et al. , Chapotot et al. n Corrélats physiologiques des fluctuations de vigilance et de la dette de sommeil Chapotot et al. Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Conclusion n PRANA + MATLAB : Un environnement informatique complet d’analyse étendue des données et de développement de nouvelles techniques de traitement pour la polygraphie. Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB

Analyse spectrale de l’EEG C 3 C 4 A 2 A 1 P 3 P 4 Enregistrements polygraphiques Visualisation des signaux Détection de formes Activité spectrale artefacts Analyse temps-fréquence FFT Phi. Tools - www. phitools. com Applications pharmaceutiques et médicales avec l’environnement MATLAB