Etude des micromouvements physiologiques objectivés par un système optoélectronique : Application à la ventilation et influence sur les micromouvements crâniens

Study of physiological micromovements objectified by an optoelectronic system : Application to ventilation and influence on cranial micromovements

• Auteur / Autrice : Laurent Stubbe
• Direction : François Cottin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sport et du mouvement humain
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sports
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Complexité, innovation, activités motrices et sportives (Orsay, Essonne ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Siegler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérôme Gauchard, William Bertucci, Annabelle Couillandre, Nicolas Houel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérôme Gauchard, William Bertucci

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fréquence cardiaque -- Mesure ambulatoire

Optoélectronique

Analyse du mouvement

Mots clés libres

Système optoélectronique

Fréquence respiratoire contrôlée

Micromouvements crâniens

Vicon

Optoelectronic system

Controlled respiratory rate

Cranial micro-Movements

Vicon

Résumé

La mesure des variations de la conformation du crâne revêt un intérêt dans différents domaines cliniques. L’objectif de la thèse est d’évaluer les micromouvements du crâne à l’aide d’un outil non invasif.La mesure de la fréquence respiratoire issue des variations du volume thoracique à l’aide du système Vicon est comparée aux mesures de spiromètre et d’ECG. Les résultats montrent que le système Vicon permet d’enregistrer la fréquence respiratoire à partir de 12 marqueurs rétro-réfléchissants situés sur la paroi antéro-inférieure du thorax. Les données sont très fortement corrélées (r=1) et montrent une parfaite concordance avec les limites d'agrément = 8*10-4 Hz.Les changements de conformation du crâne mesurés avec le Vicon en utilisant la fréquence respiratoire contrôlée sont étudiés. Les micromouvements sont corrélés avec la mesure du volume sous pectoral (r=1). La mesure du pic de fréquence respiratoire au niveau du crâne concorde avec la mesure du volume sous pectoral pour TLAD-TLAG, on obtient un biais = -2,5*10-4 Hz et pour l’AngleLat= -4,5*10-4 Hz.Les paramètres crâniens sont comparés et hiérarchisés dans le but d’identifier une variable représentative du phénomène. Une analyse en composante principale permet d’identifier l’AngleLat comme coefficient associé à la composante représentative de 61 % de la variance explicative.Enfin, Les paramètres ont fait l’objet d’une analyse dans le domaine fréquentiel à travers le concept de cohérence puis dans le domaine temporel à travers la méthode des corrélations croisées. Il y a une bonne corrélation des variations d’angles droit et gauche. La durée des acquisitions a un impact sur la variation du délai et peu sur la corrélation. Le paramètre le moins corrélé aux autres est la variation du volume thoracique. L’analyse de la cohérence confirme ces résultats.Les résultats montrent que l’analyse les micromouvements du crâne est possible de manière non invasive, de faire évoluer le modèle pédagogique ostéopathique, d’évaluer en routine clinique les modifications de pression intracrânienne.

Variations assesment in skull’conformation is of interest in various clinical fields. The main prupose of the thesis is to estimate skull’s micromovements using a non-invasive tool.Respiratory rate assesement by monitoring lower chest volume’s variations using the Vicon optoelectronic system is compared to spirometer and ECG monitoring. The results show that the Vicon system records accuratly the respiratory rate signal from 12 retro-reflective markers located on the anteroinferior wall of the thorax. The data are very strongly correlated (r=1) and show a perfect agreement with a limits of agreement = 8*10-4 Hz.Skull conformation changes assesed by Vicon system using controlled respiratory rate are investigated. Micro-movements are correlated with the measurement of the sub-pectoral volume (r = 1). The measurement of the peak respiratory rate at the level of the skull agrees with the measurement of the sub-pectoral volume for TLAD-TLAG obtained a bias = -2.5*10-4 Hz and for the AngleLat= -4.5*10- 4 Hz.The cranial parameters are compared and ranked in order to identify a variable representative of the phenomenon. A principal component analysis predicts AngleLat as the coefficient associated with the principal component representative of 61% of the explanatory variance.Finally, the parameters were analyzed in the frequency domain through the concept of coherence and then in the time domain through cross-correlations method. There is a good correlation between right and left angle variations. The duration of acquisitions has an impact on the variation of the delay and little on the correlation coefficient. The parameter the least correlated with the others is the variation of the thoracic volume. The coherence analysis confirms these results.The results of this work show that it is possible to analyze the micromovements of the skull in a non-invasive way, to develop the osteopathic educational model, to evaluate changes in intracranial pressure in routine clinical practice.