Soutenance mémoire
Les crises généralisées :
Dans le cas de crises généralisées la décharges épileptique anormale est bilatérale et se propage dans l’ensemble du cortex.
a. Les crises toniques : Les crises toniques se manifestent en premier lieu par une perte de conscience qui peut provoquer une chute, mais également par une rigidité musculaire généralisée et soutenue qui contracte tous les muscles du corps et du tronc et souvent accompagnée de troubles végétatifs.
b. Les crises cloniques : Les crises cloniques se manifestent pour leur part, à travers des secousses musculaires rythmiques bilatérales et généralisées des membres du corps .
c. Les crises tonicocloniques : les crises tonicocloniques ou autrement appelées « grand mal » débutant par une perte de connaissance brutale et se découpent en 3 phases avec une phase tonique qui dure entre 10 à 20 secondes puis une phase clonique d’environ 30 secondes suivi d’une phase résolutive ou post critique souvent d’une perte d’urine, d’une morsure de la langue et d’une accumulation de salive. La crise tonicoclinique est suivie d’un sentiment de grande fatigue avec un retour à une conscience claire qui se fait progressivement et une confusion postcritique qui peut parfois durer plusieurs heures.
d. Les crises myocloniques : Les crises myocloniques se produisent sans altération de la conscience et se manifestent par des secousses musculaires violentes, très brèves, bilatérales et synchrones des membres supérieurs ou inférieurs.
e. Les crises atoniques : Les crises atoniques se manifestent par une perte soudaine du tonus musculaire entrainant une chute pour la personne en crise.
f.Les crises absences : Lors de crises d’épilepsie absence, autrement appelées « petit mal » touchant principalement les enfants, il y a une suspension brève de la conscience entrainante une rupture de contact, le sujet a le regard vide et ne répond plus .Il existe deux formes de crises d’épilepsie absence : les crises d’épilepsie absence typiques et les crises d’épilepsie atypiques.Concernant les crises d’épilepsie typiques le début et la fin de la crise sont brusques, la durée est très brève, d’une dizaine de secondes avec des manifestations cloniques et atoniques discrètes. Pour les crises d’absences atypiques, le début et la fin de la crise se font de manières plus progressives, la crise à une durée plus prolongée de 1 à 2 minutes avec des manifestations cloniques et atoniques plus marquées. Une fois une crise d’absence passée l’enfant reprend conscience et ne garde aucun souvenir de la crise
Les traitements chirurgicaux :
Contrairement au traitement pharmaceutique, le traitement chirurgical de l’épilepsie agit directement sur la zone épileptogène. En effet, dans le cadre des épilepsies partielles généralement dues à des lésions focales, l’exérèse des tissus impliqués dans la génération des crises et de ses voies de propagation immédiate permet souvent de supprimer les crises. Une telle opération n’est toutefois envisagée que si le risque de morbidité est faible et que le patient subit un déficit fonctionnel acceptable. Pour d’autres types d’épilepsie, comme les généralisées, une opération peut aussi être envisagée, mais ces opérations sont alors beaucoup plus lourdes, car elles consistent en la résection partielle ou totale du corps calleux (canaux de communication entre les hémisphères gauche et droit). Ce type d’opération n’est envisagé que dans les cas d’épilepsie généralisée très graves. Dans le cas des épilepsies du lobe temporal, après une opération, 60%-70% des patients ne font plus de crises, bien que dans certains cas cette rémission peut intervenir jusqu’à 2 ans après l’opération [Janszky, 05]. Le diagnostic de l’épilepsie repose avant tout sur l’interrogatoire détaillé du patient ou de son entourage. L’épileptologue cherche à connaitre le contexte d’apparition des crises et les manifestations associées. Des examens EEG sont généralement prescrits. En effet, l’EEG joue un rôle important dans le diagnostic de l’épilepsie, dans la classification du type de crise, du syndrome épileptique et dans la détermination de la zone du cerveau où les crises trouvent leur origine.
EEG (Électroencéphalographie) :
Définition : L’EEG est une technique mise au point dans les années 1920 par Hans Berger. Elle consiste à enregistrer l’activité électrique d’une partie des neurones du cortex. Un bonnet, qui comporte quelques dizaines d’électrodes, est placé sur la tête du patient et relié à un système d’acquisition. À chaque électrode correspond un signal qui représente, en temps réel, l’activité moyenne des neurones présents à quelques centimètres sous cette électrode. Cette méthode permet de visualiser l’activité du cerveau ; elle est utilisée pour suivre le déclenchement et la propagation des crises, apportant des informations complémentaires à celles provenant de la sémiologie.À ses débuts, l’EEG étant directement tracé sur des bandes de papier à la manière d’un sismographe. Avec le développement des systèmes numériques à partir des années 90, on peut maintenant facilement stocker, et analyser les signaux EEG, de manière visuelle ou automatique. Les technologies actuelles permettent aussi d’augmenter la résolution spatiale en plaçant jusqu’à 256 électrodes sur le scalp, et la résolution temporelle, avec des fréquences d’échantillonnage qui montent souvent à 2 kHz. L’EEG est très utile, mais ne permet pas de visualiser l’activité de neurones situés plus en profondeur dans le cerveau. Pour pallier ce problème, Jean Bancaud et Jean Talairach ont élaboré, en 1962, une technique chirurgicale qui consiste à implanter des électrodes à l’intérieur du crâne, directement dans le cerveau (Talairach et al.1962). Cette méthode appelée Stéréo-électroencéphalographie (SEEG) utilise le repérage dit stéréotaxique pour placer les électrodes précisément dans les régions souhaitées. Cette méthode permet d’augmenter la résolution spatiale de l’EEG de scalp en mesurant l’activité de neurones inaccessibles auparavant ; ce qui la rend très pratique pour certaines épilepsies, notamment pour déterminer la zone de départ des crises lorsqu’elles impliquent des régions sous-corticales. Cependant, et contrairement à l’EEG de scalp, la SEEG est invasive ; c’est pourquoi elle n’est utilisée qu’en prévision d’une chirurgie. La SEEG est effectuée pour identifier précisément les zones pathologiques et pour faire une cartographie fonctionnelle de cette zone. Cette dernière étape permet ensuite d’estimer les chances de réussite et les risques, afin de proposer une éventuelle chirurgie si ces risques sont jugés raisonnables et inférieurs aux bénéfices éventuels. Dans les cas d’épilepsies pharmacorésistantes, les signaux EEG (scalp ou profondeur) sont souvent enregistrés sur de longues périodes de quelques heures à quelques jours. L’objectif principal de ces phases d’enregistrement est d’observer des anomalies intercritiques et des crises d’épilepsie pour déterminer la zone qui en est responsable. Ces longues périodes d’enregistrement révèlent souvent la présence d’événements particuliers dans les signaux EEG, tels que des décharges rythmiques courtes (dites infra-cliniques) ou des pointes. Bien que non-symptomatiques, ils sont utilisés par les épileptologues pour déterminer la zone à opérer lors du diagnostic pré-chirurgical.
Positionnement des électrodes : Le signal EEG est recueilli à l’aide d’électrodes positionnées sur le scalp. Suivant les besoins et la précision que l’on souhaite obtenir, le nombre d’électrodes peut varier d’une dizained’électrodes à plusieurs centaines. Elles sont placées sur le scalp selon des règles depositionnement répondant à une nomenclature standard. Le système international 10/20 a été proposé par Jasper en 1958, et a couramment été adopté dans les travaux qui ont suivis. Ce système définit les positions de 21 électrodes, standardisation permettant la comparaison simple des travaux fondés sur le recueil de signaux EEG dans différents laboratoires.
EEG normal : Les signaux ainsi obtenus présentent des oscillations plus ou moins régulières en fonction de la synchronisation des cellules corticales. Leurs amplitudes sont de l’ordre de 10 à 200 μV et leurs fréquences vont typiquement de 0.5 à 50 Hz. On distingue 4 catégories principales d’ondes EEG en fonction de leurs rythmes et amplitudes:
Les ondes beta sont présentes lorsque l’on est éveille et que l’on garde les yeux ouverts.Elles apparaissent de manière symétrique sur la tête et leurs amplitudes sont faibles.
Le rythme alpha est une activité normale d’un adulte éveille, mais il est surtout présent lorsque l’individu se relaxe et garde les yeux fermes. Il apparait simultanément des deux côtes de la tête généralement plus vers l’arrière qu’à l’avant, et est donc mieux visualise sur un EEG occipital (Oz-A1) que sur un EEG central (Cz-A1) ou Frontal (FP1-A1). Il disparait des que le sujet ouvre les yeux ou en cas d’activité mentale.
L’activité thêta peut aussi bien être normale qu’anormale en fonction de l’âge et de la pathologie de la personne. En effet, elle est tout à fait naturelle s’il s’agit d’un adulte et que celui-ci est endormi. Par contre, si ce dernier est parfaitement éveille, la présence d’ondes thêta peut être le signe d’un dysfonctionnement du cerveau.
Le rythme delta n’est normal que si l’individu est plonge dans un sommeil profond.Les ondes correspondantes présentent alors des amplitudes généralement plus élevées que pour toutes les autres ondes et sont plus marquées sur un EEG frontal (FP1-A1) que central (Cz-A1).
Rythme Fréquence Amplitude Corrélats
Delta < 4 Hz >30 µV Sommeil lent profond
Thêta 4-7 Hz 20 µV Sommeil léger
Alpha 8-12 Hz 30 µV Veille calme
Beta 15-30 Hz 20 µV Veille active
Les anomalies du tracé consistent en une modification des fréquences et de l’amplitude, permanente ou transitoire, du tracé, et en la présence de figures anormales.
EEG épileptique : EEG du patient épileptique revêt trois états différents, L’état de crise est appelé « phase critique», elle peut être précédée par une phase prodromique appelée « aura ». La phase critique est suivie d’une « phase postcritique » correspondant au retour du sujet vers un état normal qui peut durer de quelques minutes à plusieurs heures. La période qui sépare l’occurrence de deux crises est appelée « phase intercritique ».L’électroencéphalogramme permet donc de détecter les perturbations d’origine fonctionnelle ou lésionnelle des aires corticales de la convexité, d’apprécier leur importance, de préciser éventuellement leur localisation et de suivre leur évolution. C’est aussiun examen performantpour étudier d’une part les troubles de la vigilance, d’autre part les expressions paroxystiques plus ou moins rattachées aux manifestations épileptiques, mais il reste peu spécifique et ce n’est qu’exceptionnellement qu’il permet un diagnostic étiologique.
Décharges épileptiformes (phase intercritique): Les activités paroxystiques se distinguent suivant qu’elles surviennent au cours ou endehors d’une crise, bien que dans certains cas la différence entre état critique et intercritique puisse être discutée. Durant la période intercritique, des ondes anormales paroxystiques se détachantdu signal de fond peuvent apparaître sur le tracé EEG. L’International Federation of Societies for Electroencephalography and ClinicalNeurophysiology (IFSECN 1974) donne une définition à ces grapho-éléments :
« Un pointe » est une onde très aiguë distincte de l’activité de fond par son amplitude et d’une durée de 20 à 70 ms.
« Une pointe onde » est une pointe suivie d’une onde lente de même polarité que la pointe de morphologie arrondie et de durée comprise entre 300 et 400 ms voir plus lente (400 à 1000 ms) appelée alors « pointe onde lente ».
Les pointes peuvent arriver en bouffée (5 à 6 pointes) suivies ou non d’une onde lente, on les appelle alors « polypointes » ou « polypointes-onde ». Les pointes ondes peuvent aussi apparaître sous forme de décharges rythmiques de plusieurs secondes (5 à 30 s) présentant 3 à 5 cycles/seconde.
« Une onde à front raide » ou « onde aiguë » est une onde lente (70 à 200 ms) de grande amplitude, d’aspect moins pointu que la pointe mais dont la phase initiale négative présente une pente très raide.
Conclusion générale :
Vu le nombre des personnes épileptiques qui ne cesse d’augmenter dans le monde et sachant les complications de cette maladie, différents traitements peuvent être envisagés pour en soigner les symptômes, ainsi dans 70 % des cas, un traitement médicamenteux suffit à empêcher la survenue des crises alors que pour les 30% restant sont pharmacorésistantes. Il faut alors envisager une opération chirurgicale qui consiste en la résection de la zone épileptogène (ZE) où est situé le siège de l’activité épileptique. Une prise en charge rigoureuse de cette maladie est devenue une priorité absolue. Afin d’apporter une solution efficace que peut renforcer le diagnostic, nous proposons dans ce travail une méthode d’analyse automatique et d’aide à la décision basée sur les réseaux de neurones artificiels. La première difficulté consiste dans le choix de la représentation des signaux EEG. Pour cette étude, on a adopté des caractéristiques fondées sur le calcul de l’énergie, la variance, l’entropie, la moyenne, l’écarte-type, le minimum et le maximum ; à partir des coefficients d’ondelette par le biais de la transformée en ondelette discrète ; l’étape suivante est la conception du réseau de neurones. La méthode proposée a donné un taux de classification égal à 98.33% pour la reconnaissance des EEGs intercritiques de la zone épileptogène.Nos classifieurs ont été testés sur 300 signaux EEG extraits de la base de données de l’université de Bonn, les résultats obtenus montrent l’efficacité de la méthode proposée. Nous pensons que ces classifieurs proposés peuvent être très utile aux médecins en fonction de leur décision finale à l’égard de leurs patients.
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Table des matières
Liste des Figures
Liste des Tableaux
Introduction
Générale
Chapitre I :Epilepsie, EEG et L’état de l’art.
I.1 Introduction
I.2 L’épilepsie
I.2.1 Définition et généralité
I.2.2 Classification des épilepsies
I.2.3 Traitement
I.3 EEG (Électroencéphalographie) :
I.3.1 Définition :
I.3.2 Positionnement des électrodes
I.3.4 EEG épileptique :
I.4 Etat de l’art :
I.5 Conclusion
Chapitre II : Ondelettes et Réseau de neurones.
II.1 Introduction
II.2 Pourquoi les ondelettes ?
II.2.1 Transformation en ondelettes (analyse multirésolution)
II.3 Réseaux de neurones :
II.3. 3 Les réseaux de neurones artificiels
II.3.4 Les techniques d’apprentissages :
II.4 Conclusion
Chapitre III : Méthodologie et Résultats.
III.1 Introduction
III.2 Méthodologie :
III.2.1 Base de données « sources de données »:
III.2.2 Prétraitement de données : La décomposition en ondelette :
III.2.3 Extraction des paramètres :
III.2.4 Classification :
III.3 Résultats et Discussions :
III.4 Comparaison de la méthode proposée avec quelques méthodes de la littérature
III.5 Conclusion
Conclusion Générale et Perspectives
Références Bibliographies
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