Mesure sans contact du signal Photopléthysmogramme par caméra : Analyse de la forme d'onde et évaluation de paramètres cardiovasculaires et respiratoires.

Abstract

Les avancées technologiques dans le domaine des capteurs, du traitement du signal et du traitement d'image ont favorisé le développement de nouvelles techniques peu coûteuses, confortables, sans contact, non stressantes, simples et portables pour la surveillance des paramètres physiologiques. Des études récentes ont montré que le signal Photopléthysmographique couramment mesuré avec des capteurs de contact directe avec la peau, peut être enregistré d'une manière sans contact. L’imagerie Photopléthysmographique (iPPG : Imaging PhotoPlethysmoGraphy) est une technique basée sur le même principe que la Photopléthysmographie de contact, tout en utilisant une caméra et une source de lumière dédiée, lumière ambiante ou lumière du jour. Elle détermine le volume de pouls sanguin à partir des images de visage humain en suivant les changements subtils de la couleur de la peau qui ne sont pas perceptibles à l'oeil humain. iPPG peut être enregistré à l'aide des caméras intégrées dans des appareils à usage quotidien tels que les téléphones intelligents ou les ordinateurs portables. Dans cette thèse nous nous somme focalises sur la mesure sans contact de certains paramètres physiologiques relatifs à l’activité cardiovasculaire et respiratoire en proposant deux approches différentes basées sur la iPPG. La première méthode consiste à développer une technique robuste de mesure sans contact du signal photopléthysmographique issu d’un flux vidéo enregistré par une simple webcam. Le signal iPPG obtenu est ensuite exploité pour mesurer avec précision la fréquence cardiaque et respiratoire ainsi que la variabilité de la fréquence cardiaque. La deuxième méthode est une approche innovante d’analyse de la forme d’onde du signal iPPG pour extraire par la suite un ensemble de caractéristiques liées à plusieurs maladies cardiovasculaires et pathologies artérielles comme la pression artérielle, la rigidité, la résistance et l’âge des artères. Les résultats obtenus montrent une concordance et une forte corrélation entre les paramètres calculés à l’aide de la caméra (iPPG) et ceux calculés à partir du capteur en contact approuvé utilisé comme référence. Cette recherche ouvre plusieurs perspectives dans l'évaluation et le diagnostic sans contact de plusieurs maladies cardiovasculaires et respiratoires.