| Titre : |
Evaluation et amélioration d’un algorithme d’estimation de rythme respiratoire à partir de signaux photopléthysmographiques, collectés sur des patients pédiatriques |
| Type de document : |
Travail de fin d'études |
| Auteurs : |
Marie NGHIA, Auteur ; Olivier STAQUET, ; Virginie Henrotte, |
| Editeur : |
ECAM |
| Année de publication : |
2024 |
| Langues : |
Français (fre) |
| Mots-clés : |
Recherche & développement |
| Index. décimale : |
TFE - Ingénierie de la Santé |
| Résumé : |
Ce travail de fin d'études a été réalisé en collaboration avec Gabi SmartCare, une entreprise belge visant à améliorer le suivi des patients pédiatriques. L'entreprise développe entre autre un dispositif médical capable de mesurer les constantes vitales des enfants pendant leur sommeil, depuis leur domicile. Les professionnels de la santé peuvent ensuite consulter ces mesures sur une interface web afin d’établir un diagnostic. Le dispositif a récemment obtenu l'approbation de la Food and Drug Administration (FDA), l'autorité compétente qui délivre l'autorisation de commercialiser les dispositifs médicaux aux États-Unis. La version actuelle du dispositif permet de mesurer le rythme cardiaque et le taux de saturation en oxygène (SpO2) à partir de signaux photopléthysmographiques (PPG). Cependant, l'algorithme estimant le rythme respiratoire n'a pas été jugé suffisamment précis pour toute la plage de fonctionnement (de 4 à 70 cycles respiratoires par minute (BrPM)). Par conséquent, cette fonctionnalité a été temporairement désactivée du dispositif. L’objectif de ce travail de fin d’études est d’améliorer cet algorithme afin de tendre vers une précision suffisante pour être approuvée par la FDA. Tout d'abord, une revue de la littérature a été menée pour déterminer les techniques de traitement du signal permettant d'estimer un rythme respiratoire à partir de signaux PPG. Ensuite, le fonctionnement de l'algorithme est analysé et décrit en détail. Enfin, les différentes pistes d’amélioration sont identifiées, analysées et prioritisées pour l’implémentation. Une fois les améliorations implémentées, ces dernières sont vérifiées sur des bases de données recueillies lors des essais cliniques réalisés par Gabi SmartCare. Pour être approuvé par la FDA, l'algorithme doit atteindre une ARMS (Accuracy root-mean-square) inférieure à 3 BrPM, par rapport à une référence calculée par un professionnel de la santé. Si cette précision est atteinte en moyenne et pour chaque plage, l'estimation du rythme respiratoire pourra être réintégrée au dispositif et améliorer le monitoring des enfants. https://ecambxl-my.sharepoint.com/:v:/g/personal/195064_ecam_be/EQ3LRCYwesBHqFXsoDOefNEBVRLEgN1KZV4EFu-ZI-DIGw?e=mESU2E |
Evaluation et amélioration d’un algorithme d’estimation de rythme respiratoire à partir de signaux photopléthysmographiques, collectés sur des patients pédiatriques [Travail de fin d'études] / Marie NGHIA, Auteur ; Olivier STAQUET, ; Virginie Henrotte, . - ECAM, 2024. Langues : Français ( fre)
| Mots-clés : |
Recherche & développement |
| Index. décimale : |
TFE - Ingénierie de la Santé |
| Résumé : |
Ce travail de fin d'études a été réalisé en collaboration avec Gabi SmartCare, une entreprise belge visant à améliorer le suivi des patients pédiatriques. L'entreprise développe entre autre un dispositif médical capable de mesurer les constantes vitales des enfants pendant leur sommeil, depuis leur domicile. Les professionnels de la santé peuvent ensuite consulter ces mesures sur une interface web afin d’établir un diagnostic. Le dispositif a récemment obtenu l'approbation de la Food and Drug Administration (FDA), l'autorité compétente qui délivre l'autorisation de commercialiser les dispositifs médicaux aux États-Unis. La version actuelle du dispositif permet de mesurer le rythme cardiaque et le taux de saturation en oxygène (SpO2) à partir de signaux photopléthysmographiques (PPG). Cependant, l'algorithme estimant le rythme respiratoire n'a pas été jugé suffisamment précis pour toute la plage de fonctionnement (de 4 à 70 cycles respiratoires par minute (BrPM)). Par conséquent, cette fonctionnalité a été temporairement désactivée du dispositif. L’objectif de ce travail de fin d’études est d’améliorer cet algorithme afin de tendre vers une précision suffisante pour être approuvée par la FDA. Tout d'abord, une revue de la littérature a été menée pour déterminer les techniques de traitement du signal permettant d'estimer un rythme respiratoire à partir de signaux PPG. Ensuite, le fonctionnement de l'algorithme est analysé et décrit en détail. Enfin, les différentes pistes d’amélioration sont identifiées, analysées et prioritisées pour l’implémentation. Une fois les améliorations implémentées, ces dernières sont vérifiées sur des bases de données recueillies lors des essais cliniques réalisés par Gabi SmartCare. Pour être approuvé par la FDA, l'algorithme doit atteindre une ARMS (Accuracy root-mean-square) inférieure à 3 BrPM, par rapport à une référence calculée par un professionnel de la santé. Si cette précision est atteinte en moyenne et pour chaque plage, l'estimation du rythme respiratoire pourra être réintégrée au dispositif et améliorer le monitoring des enfants. https://ecambxl-my.sharepoint.com/:v:/g/personal/195064_ecam_be/EQ3LRCYwesBHqFXsoDOefNEBVRLEgN1KZV4EFu-ZI-DIGw?e=mESU2E |
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