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Détection supervisée des oscillations hautes-fréquences sur l'électroencéphalogramme du patient épileptique

Beaudry, Julien (2016). Détection supervisée des oscillations hautes-fréquences sur l'électroencéphalogramme du patient épileptique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire présente un détecteur semi-automatique d’oscillations hautes-fréquences (HFO) sur l’EEG de scalp de patients épileptiques. Ce détecteur a pour objectif d’aider l’expert à faire le recensement des HFOs, une tâche difficile étant donné l’intérêt récent en la matière et la subjectivité requise dans la détection visuelle. Le détecteur proposé aura la fonction de limiter cette subjectivité, ainsi que de faire un gain de temps important par rapport à la détection visuelle actuellement utilisée.

Un calcul de performance quantitatif sera possible grâce à une base de données de huit patients marqués par un expert. Le détecteur est évalué par son efficacité à trouver les marqueurs de l’expert (sensibilité) en limitant les fausses détections (FPR). Un détecteur de base est également fourni comme point de départ, et servira de seconde référence pour évaluer la performance du détecteur proposé.

Les contributions principales présentées dans ce travail sont les suivantes : L’analyse des marqueurs de l’expert afin de trouver des caractéristiques communes pouvant mener à une détection plus sensible et spécifique des HFO, un système d’apprentissage des seuils qui adapte les paramètres du détecteur pour un patient spécifique à l’aide d’un sous-ensemble de marqueurs de ce même patient, et l’implémentation d’un système de score qui vise à séparer les vrais positifs des faux positifs.

Les résultats du détecteur semi-automatique montrent un gain net de performance par rapport au détecteur initial. Les marqueurs de l’expert sont détectés à 77% avec un taux de 10 faux positifs par minute. Cette performance représente un gain en sensibilité et en spécificité par rapport à l’état de l’art.

Titre traduit

Supervided detection of high frequency oscillations on scalp EEG of epileptic subjects

Résumé anglais

This thesis presents a semi-automatic detector of high frequency oscillations (HFO) on scalp EEG of epileptic patients. This detector aims at helping the expert in finding all the HFOs on an EEG recording, a difficult task considering the recent interest in this field of study, and the subjectivity required in the visual detection. The detector will have the function of limiting this subjectivity, in addition of providing a time gain compared to the currently used visual detection method.

A quantitative performance computation will be possible because of a database of eight patients marked by an expert. The detector will be evaluated on its ability to detect expert’s markers (sensitivity) while limiting false detections (FPR). A base detector is also provided as a starting point, and will serve as a second reference for evaluation of the detector’s performance.

The principal contributions presented in this thesis are the following: An analysis of the expert’s markers that aims to find common characteristics that would allow for a more sensitive and specific detection of HFOs, a learning method of thresholds that will adapt the detector’s parameter for a specific patients based on a subsample of his markers, and the implementation of a scoring system that helps separate true positives from false positives.

The results of the semi-automatic detector show a net performance gain in comparison to the initial detector. The expert’s markers are detected at 77% with a false positive rate of 10 per minute. This performance is an improvement in both sensitivity and specificity compared to what has been previously obtained with other approaches.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie avec mémoire concentration personalisée". Bibliographie : pages 119-120.
Mots-clés libres: Fréquences des oscillations. Détecteurs. Électroencéphalographie. Épilepsie Traitement. oscillation hautes-fréquences, EEG
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Lina, Jean-Marc
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 10 mars 2016 14:54
Dernière modification: 10 mars 2016 14:54
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1638

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