CARACTERISATION AUTOMATISEE DES SPASMES INFANTILES

AUTOMATED CHARACTERIZATION OF INFANTILE SPASMS

• Auteur / Autrice : Samuel Diop
• Direction : Francois Jouen
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique, mathématique et applications
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2021
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cognition humaine et artificielle
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École pratique des hautes études (Paris ; 1868-....)

Mots clés

Mots clés libres

Hypsarythmie

Vision par ordinateur

Apprentissage automatique

Apprentissage profond

Syndrome de West

Hypsarrhythmia

Computer vision

Machine learning

Deep learning

West syndrome

Résumé

Le terme de spasme infantile est défini par la survenue d'épisodes épileptiques caractérisés par l'apparition de crises motrices très particulières, faites de contractions rapides et répétées en flexion ou en extension qualifiées de spasmes. Pour que le diagnostic puisse être posé, il faut s'assurer que ces manifestations sont concomitantes d'anomalies de l'EEG très spécifiques, souvent accompagnées d'un rythme de fond anormal et déstructuré appelé hypsarythmie. Il s'agit d'une épilepsie grave du nourrisson débutant entre 2 et 12 mois qui est très souvent associée à une stagnation ou une régression des acquisition psychomotrices. Nous ne disposons pas non plus d'un consensus formel sur les critères de diagnostic du syndrome de West, étiqueté comme le syndrome majoritaire des spasmes infantiles. Le syndrome de West s'accompagne d'un ralentissement du développement de l'enfant, voire d'une régression avec perte des acquisitions. Les spasmes peuvent disparaître sous traitement, mais laissent parfois des séquelles cognitives et motrices importantes. La méthode de référence pour diagnostiquer les spasmes infantiles consiste à les capturer avec un couplage vidéo-EEG pour confirmer le corrélat ictal de la crise. Bien que de multiples variations sont connues, le corrélat ictal est souvent celui d'une onde lente diffuse de grande amplitude suivie d'un décrément électrique. Le couplage vidéo-EEG en continu est une ressource coûteuse et longue qui est souvent indisponible dans les pays en développement ainsi que dans de nombreuses régions des pays développés. En outre, dans certains cas, un couplage vidéo-EEG impliquant une hospitalisation de l'enfant n'est pas forcément utile. Par exemple, l'examen d'une vidéo à domicile avec des spasmes typiques, combiné à un EEG ambulatoire définitivement épileptique, est certainement suffisant pour le diagnostic de spasmes infantiles. Un tel moyen de diagnostic a d'ailleurs été préconisé par un groupe de travail en neurologie infantile. L'objectif de ce travail de thèse est de permettre l'identification des spasmes infantiles à partir de l'analyse de vidéo standard en 2 dimensions.

The term infantile spasm is defined by the occurrence of epileptic episodes characterized by the appearance of particular motor seizures, made of rapid and repeated contractions in flexion or extension qualified as spasms. For the diagnosis to be made, it is necessary to ensure that these manifestations are concomitant with particular EEG anomalies, often accompanied by an abnormal and unstructured background rhythm called hypsarrhythmia. Hypsarrhythmia is severe infant epilepsy beginning between 2 and 12 months of age and is often associated with stagnation or regression of psychomotor acquisition. There is also no formal consensus on the diagnostic criteria for West syndrome, labeled as the majority syndrome of infantile spasms. West syndrome is accompanied by a slowing down of the child's development, even regression with loss of acquisitions. The spasms can disappear with treatment but sometimes leave significant cognitive and motor sequelae. The reference method to diagnose infantile spasms is to capture them with an EEG-video coupling to confirm the ictal correlate of the seizure. Although multiple variations are known, the ictal correlate is often a diffuse, large-amplitude slow-wave followed by an electrical decrement. Continuous EEG-video coupling is an expensive and time-consuming resource often unavailable in developing countries and many parts of developed countries. In addition, in some cases, EEG-video coupling involving the child's hospitalization may not be useful. For example, a review of a home video with typical spasms, combined with a definitive epileptic ambulatory EEG, is undoubtedly sufficient for diagnosing infantile spasms. Such a diagnostic tool has been recommended by a working group in child neurology. This thesis aims to allow the identification of infantile spasms from the analysis of standard 2-D video.