EP2451346A1 - Data-processing method enabling the filtering of artefacts, in particular for electroencephalography - Google Patents

Data-processing method enabling the filtering of artefacts, in particular for electroencephalography

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EP2451346A1
EP2451346A1 EP09736609A EP09736609A EP2451346A1 EP 2451346 A1 EP2451346 A1 EP 2451346A1 EP 09736609 A EP09736609 A EP 09736609A EP 09736609 A EP09736609 A EP 09736609A EP 2451346 A1 EP2451346 A1 EP 2451346A1
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EP
European Patent Office
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signal
time
frequency
signals
window
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09736609A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Laurent Peyrodie
Samuel Boudet
Philippe Gallois
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hautes Etudes D'Ingenieur
Institut Catholique De Lille
Original Assignee
Hautes Etudes D'Ingenieur
Institut Catholique De Lille
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Publication date
Application filed by Hautes Etudes D'Ingenieur, Institut Catholique De Lille filed Critical Hautes Etudes D'Ingenieur
Publication of EP2451346A1 publication Critical patent/EP2451346A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/372Analysis of electroencephalograms
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/4076Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
    • A61B5/4094Diagnosing or monitoring seizure diseases, e.g. epilepsy
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    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods

Abstract

The present invention relates to a method for processing at least one multichannel signal (X) broken down, over a plurality of time-frequency windows (Pi j), into a plurality of multichannel signals (Xpji), said multichannel signal (X) resulting from a linear combination of at least one main signal (sp) obtained by measuring data from a main data source (S) and at least one secondary signal (ss) obtained by measuring data from a secondary data source (B) corresponding to at least one artefact, said method comprising at least one learning step (SO) including a comparative multi-component analysis (AMC) mainly comprising the comparison of an index of said signal (X), preferably representing the power thereof, over two separate time-frequency windows (Pi 1 and Pi 2), so as to separate the components (w) of the main signal (sp) from the components of at least one portion of the secondary signal (ss).

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT DE DONNEES PERMETTANT LE FILTRAGE D'ARTEFACTS, ADAPTE NOTAMMENT A L'ELECTROENCEPHALOGRAPHIE  METHOD OF PROCESSING DATA FOR FILTERING ARTIFACTS, ESPECIALLY ADAPTED TO ELECTROENCEPHALOGRAPHY
Domaine technique de l'invention Technical field of the invention
L'objet de la présente invention a trait au domaine du filtrage des artefacts sur des signaux multicanaux ; l'objet de la présente invention étant particulièrement adapté à l'analyse des signaux multicanaux issus de la mesure de l'activité électrique cérébrale par électroencéphalographie.  The subject of the present invention relates to the field of filtering artifacts on multichannel signals; the subject of the present invention being particularly adapted to the analysis of multichannel signals from the measurement of cerebral electrical activity by electroencephalography.
Plus généralement, l'objet de la présente invention trouve une application avantageuse dans le domaine médical, en favorisant pour le praticien la lecture et l'analyse de l'activité électro-physiologique d'une ou des parties du corps humain ou animal, et notamment l'activité électrique du cerveau humain.  More generally, the object of the present invention finds an advantageous application in the medical field, by promoting for the practitioner the reading and the analysis of the electro-physiological activity of one or more parts of the human or animal body, and especially the electrical activity of the human brain.
Par artefact, on entend dans toute la présente description tous types d'altération ou de perturbation ayant pour origine des phénomènes extérieurs qui empêchent l'analyse précise des signaux que l'on cherche à étudier et/ou à déterminer.  Artefact means throughout the present description all types of alteration or disturbance originating from external phenomena that prevent the precise analysis of the signals that one seeks to study and / or determine.
Etat de la technique  State of the art
La neurologie a pour vocation d'étudier l'anatomie, la physiologie et les pathologies du système nerveux, en général le système nerveux humain.  The purpose of neurology is to study the anatomy, physiology and pathologies of the nervous system, in general the human nervous system.
Parmi les différentes pathologies du système nerveux, l'épilepsie est une affection neurologique chronique qui se caractérise par des décharges excessives des neurones cérébraux, et dont les symptômes se traduisent par une hyperactivité cérébrale chronique intermittente qui se manifeste par exemple sous la forme de convulsions, d'éclampsies, de pertes de conscience, ou encore d'hallucinations.  Among the various pathologies of the nervous system, epilepsy is a chronic neurological condition characterized by excessive discharges of brain neurons, the symptoms of which are manifested by intermittent chronic cerebral hyperactivity, manifested for example in the form of convulsions. eclampsia, loss of consciousness, or hallucinations.
Pour diagnostiquer une telle pathologie qui touche dans le monde plus de 40 millions de personnes, les neurologues doivent mesurer l'activité électrique du cerveau pendant les crises épileptiques afin de pouvoir préconiser un traitement adapté.  To diagnose such a pathology that affects more than 40 million people worldwide, neurologists must measure the electrical activity of the brain during epileptic seizures in order to advocate appropriate treatment.
On connaît l'électroencéphalographie qui est une méthode de mesure de l'activité électrique du cerveau dont le principe consiste à amplifier les signaux électriques recueillis à la surface du cuir chevelu d'un patient par l'intermédiaire d'un ensemble d'électrodes placées à la surface du scalp. II existe d'autres technologies qui sont également intéressantes pour évaluer l'activité et la physiologie du cerveau. Electroencephalography is a method of measuring the electrical activity of the brain, the principle of which is to amplify the electrical signals collected on the surface of a patient's scalp via a set of placed electrodes. on the surface of the scalp. There are other technologies that are also interesting for assessing the activity and physiology of the brain.
On peut citer notamment les technologies liées à l'imagerie médicale telles que la méthode d'Impulsion à Résonance Magnétique plus connue sous le nom d'IRM.  These include technologies related to medical imaging such as the Magnetic Resonance Pulse method, better known as MRI.
Toutefois, l'électroencéphalographie de par son faible coût, son caractère non- invasif, son faible encombrement et sa haute résolution temporelle est souvent utilisée pour les diagnostiques de pathologies neurologiques de type épilepsie et/ou les examens préliminaires.  However, electroencephalography due to its low cost, its non-invasive nature, its small size and its high temporal resolution is often used for the diagnosis of neurological diseases such as epilepsy and / or preliminary examinations.
Par ailleurs, l'électroencéphalographie, de par ses caractéristiques techniques, est la seule technologie non invasive connue susceptible de révéler les anormalités pathologiques dues à l'épilepsie.  In addition, electroencephalography, by its technical characteristics, is the only known non-invasive technology that can reveal the pathological abnormalities due to epilepsy.
On remarque cependant qu'un électroencéphalographe standard présente de nombreux problèmes qu'il faut tenter de résoudre pour permettre au praticien une bonne analyse de l'activité électrique mesurée.  We note, however, that a standard electroencephalograph has many problems that must be resolved to allow the practitioner a good analysis of the measured electrical activity.
En effet, lorsqu'on utilise un électroencéphalographe, le nombre d'électrodes pouvant être mis à la surface du crâne est limité ; ceci implique une faible résolution spatiale pour l'étude de l'activité électrique du cerveau du patient.  Indeed, when using an electroencephalograph, the number of electrodes that can be placed on the surface of the skull is limited; this implies a low spatial resolution for the study of the electrical activity of the patient's brain.
Par ailleurs, comme évoqué ci-dessus, les électrodes sont placées en surface du crâne au niveau du cuir chevelu ; ceci implique des artefacts et la perte de certains signaux (sources profondes, hautes fréquences, signaux propres à des zones très localisées, etc.).  Moreover, as mentioned above, the electrodes are placed on the surface of the skull at the level of the scalp; this involves artifacts and the loss of certain signals (deep sources, high frequencies, signals specific to very localized areas, etc.).
Ces artefacts, qui viennent contaminer les signaux électroencéphalographiques rendent le diagnostique médical souvent très difficile pour le praticien ou le neurologue qui doit lire, analyser et interpréter ces signaux contaminés.  These artifacts, which contaminate electroencephalographic signals, make medical diagnosis often very difficult for the practitioner or neurologist who must read, analyze and interpret these contaminated signals.
Pour améliorer la qualité de ces signaux, il est possible d'utiliser des électrodes en sous-cutanée ou des électrodes intracrâniennes sur la surface corticale (électrocorticogramme) ou en profondeur (électrogramme).  To improve the quality of these signals, it is possible to use subcutaneous electrodes or intracranial electrodes on the cortical surface (electrocorticogram) or in depth (electrogram).
Néanmoins, ces méthodes invasives impliquent une intervention chirurgicale lourde ; elles sont pratiquées uniquement dans des cas exceptionnels.  Nevertheless, these invasive methods involve heavy surgery; they are practiced only in exceptional cases.
Il est donc nécessaire de perfectionner les électroencéphalographes existants en améliorant la qualité des signaux mesurés, et notamment en réduisant au maximum les différentes altérations et perturbations des signaux principaux dues aux artefacts tout en conservant ces signaux principaux. It is therefore necessary to improve the existing electroencephalographs by improving the quality of the measured signals, and in particular by reducing the maximum the different alterations and disturbances of the main signals due to artifacts while retaining these main signals.
Parmi les différents artefacts, on relève notamment des artefacts d'origine oculaire qui peuvent être dus aux clignements des yeux, ou aux mouvements des yeux : par exemple, un patient qui, lors de son hospitalisation, regarde un match de tennis et suit la balle sur l'écran sans bouger la tête.  Artifacts include ocular artifacts that may be due to blinking of the eyes or eye movements, for example, a patient who, while in hospital, watches a tennis game and follows the ball. on the screen without moving your head.
Les artefacts dus aux clignements sont attribués à des altérations de conductance provenant du contact entre la paupière et la cornée.  Blink artifacts are attributed to conductance alterations from contact between the eyelid and the cornea.
Les artefacts dus aux mouvements des yeux sont, quant à eux, provoqués par le globe oculaire qui agit comme un dipôle dont le pôle positif serait la cornée et le pôle négatif serait la rétine ; les mouvements du globe oculaire entraînant un rapprochement ou un éloignement du pôle positif par rapport aux électrodes placées sur le front et les zones temporales du patient.  The artefacts due to the movements of the eyes are, in turn, caused by the eyeball which acts as a dipole whose positive pole is the cornea and the negative pole is the retina; the movements of the eyeball causing the positive pole to move towards or away from the electrodes placed on the forehead and the temporal areas of the patient.
Ce genre d'artefacts d'origine oculaire se situe principalement dans une bande de fréquence comprise entre 0.5 et 4 Hertz, et présente une amplitude généralement comprise entre 20 et 150μV.  This kind of artefacts of ocular origin is mainly in a frequency band between 0.5 and 4 Hertz, and has an amplitude generally between 20 and 150μV.
On relève également des artefacts d'origine musculaire qui peuvent être dus, par exemple, à des serrements de mâchoires ou des plissements de fronts ou encore des artefacts d'origine électrocardiographique. Ces artefacts dits musculaires provoquent des potentiels myogéniques susceptibles de perturber la lecture des signaux de l'activité électrique cérébrale (amplitude variant de 0 à 200μV et fréquence >13 Hertz).  Artifacts of muscular origin are also found which may be due, for example, to jaw clenching or frowning, or artifacts of electrocardiographic origin. These so-called muscular artifacts cause myogenic potentials likely to disturb the reading of cerebral electrical activity signals (amplitude ranging from 0 to 200μV and frequency> 13 Hertz).
Il existe aussi des artefacts d'origine mécanique qui peuvent être provoqués lorsqu'une électrode et/ou le fil d'une électrode bougent, notamment à cause de la palpitation d'une veine, de la respiration ou encore lors de mouvements du visage, par exemple, lorsque le patient parle (amplitude variable et fréquence comprise entre There are also artifacts of mechanical origin that can be caused when an electrode and / or the wire of an electrode move, especially because of the throbbing of a vein, breathing or during movements of the face, for example, when the patient speaks (variable amplitude and frequency between
0.5 et 4 Hertz). 0.5 and 4 Hertz).
Il existe également un artefact dit de sudation galvanique qui présente les mêmes caractéristiques que ces artefacts d'origine mécanique.  There is also an artifact called galvanic sweat which has the same characteristics as these artefacts of mechanical origin.
Un autre type d'artefact est provoqué par le secteur d'alimentation de l'électroencéphalographe. En France, cet artefact correspond à une interférence à 50 Hertz. Ainsi, on comprend aisément qu'il est nécessaire, pour améliorer l'analyse clinique des signaux mesurés par l'électroencéphalographe, de procéder à une suppression, ou tout au moins une réduction, de ces différents types d'artefacts tout en conservant les signaux principaux qui sont caractéristiques de l'activité cérébrale et plus particulièrement les signaux caractéristiques de la pathologie neurologique. Another type of artifact is caused by the power supply of the electroencephalograph. In France, this artifact corresponds to interference at 50 Hertz. Thus, it is easily understood that it is necessary, in order to improve the clinical analysis of the signals measured by the electroencephalograph, to carry out a suppression, or at least a reduction, of these different types of artifacts while retaining the signals. main features that are characteristic of brain activity and more particularly the characteristic signals of neurological pathology.
Dans le cas particulier de l'épilepsie, parmi les différents signaux caractéristiques, on va chercher à conserver le rythme normal notamment le rythme alpha qui apparaît lors de la fermeture des yeux, et les rythmes pathologiques de type paroxysmes, pointes et ondes lentes, qui peuvent tous être indicateurs de l'épilepsie.  In the particular case of epilepsy, among the various characteristic signals, we will seek to maintain the normal rhythm including the alpha rhythm that occurs during the closing of the eyes, and pathological rhythms such as paroxysms, spikes and slow waves, which can all be indicators of epilepsy.
Cependant, on remarque que les artefacts présentent souvent une amplitude supérieure à celle de l'activité cérébrale. Il peut donc s'avérer très difficile de faire la distinction entre un simple artefact et un signal cérébral représentant une part de l'activité cérébrale.  However, we note that the artifacts often have an amplitude greater than that of brain activity. It can therefore be very difficult to distinguish between a simple artifact and a cerebral signal representing a part of brain activity.
De façon connue, les systèmes d'électroencéphalographe mettent en œuvre des méthodes utilisant le filtrage fréquentiel pour réduire ces artefacts.  In known manner, electroencephalograph systems implement methods using frequency filtering to reduce these artifacts.
Plus précisément, ces systèmes comportent un filtre passe-haut pour éliminer au moins partiellement les artefacts d'origine mécanique ou oculaire, et un filtre passe-bas pour éliminer au moins partiellement les artefacts d'origine musculaire.  More specifically, these systems include a high-pass filter for at least partially removing artifacts of mechanical or ocular origin, and a low-pass filter for at least partially removing artifacts of muscular origin.
Ces filtres ont pour intérêt de laisser passer une grande partie des signaux de l'activité cérébrale qui se situent généralement dans la bande passante.  These filters have the advantage of letting pass a large part of the cerebral activity signals which are generally in the bandwidth.
De plus, ces filtres fréquentiels peuvent être implémentés aisément en temps réel sur l'électroencéphalographe de sorte qu'après filtrage fréquentiel la lecture des signaux filtrés représentatifs de l'activité cérébrale peut être faite en temps réel sur écran.  In addition, these frequency filters can be implemented easily in real time on the electroencephalograph so that after frequency filtering the filtered signals representative of the brain activity can be made in real time on screen.
Cependant, ce genre de filtres passe-haut et de filtres passe-bas ne laissent pas passer les signaux représentatifs de la pathologie recherchée. En effet, certains signaux de l'activité cérébrale (le plus souvent ceux représentatifs de la pathologie) appartiennent à la même bande de fréquence que certains artefacts.  However, these types of high-pass filters and low-pass filters do not pass signals representative of the desired pathology. Indeed, some cerebral activity signals (most often those representative of the pathology) belong to the same frequency band as certain artifacts.
Prenons l'exemple de deux signaux SpI et Sp2 qui correspondent respectivement à un artefact et un signal principal, et dont les spectres sont illustrés à la figure 1 correspondant à un graphique représentant en ordonnée l'amplitude et en abscisse la fréquence. Let us take the example of two signals SpI and Sp2 which respectively correspond to an artifact and a principal signal, and whose spectra are illustrated in Figure 1 corresponding to a graph representing ordinate amplitude and abscissa frequency.
Dans cet exemple, il est impossible de distinguer par un filtrage fréquentiel le spectre du signal principal Sp2 de celui de l'artefact Sp1; ceux-ci étant compris dans les mêmes bandes fréquentielles.  In this example, it is impossible to distinguish by frequency filtering the spectrum of the main signal Sp2 from that of the artefact Sp1; these being included in the same frequency bands.
Pour les différentes raisons évoquées ci-dessus, le filtrage fréquentiel ne peut pas être utilisé en continu dans un environnement clinique pour permettre au praticien de déceler de façon précise et certaine les signaux symptomatiques de l'épilepsie ou de tous les autres types de pathologie neurologique.  For the various reasons mentioned above, frequency filtering can not be used continuously in a clinical environment to allow the practitioner to detect accurately and certain symptomatic signals of epilepsy or all other types of neurological pathology .
Alternativement, il a déjà été envisagé d'utiliser un filtrage spatial utilisant la répartition des signaux sur les différentes électrodes.  Alternatively, it has already been envisaged to use spatial filtering using the distribution of the signals on the different electrodes.
Parmi les différents types de filtrage spatial connu, on peut citer l'Analyse en Composantes Indépendantes proposée par T. Jung et al dans la publication « Removing electroencephalographic artifacts by Blind Source Séparation », publiée en 2000 dans la revue « Psychophysiology ».  Among the various types of known spatial filtering, mention may be made of the Independent Component Analysis proposed by T. Jung et al in the publication "Removing electroencephalographic artifacts by Blind Source Separation", published in 2000 in the journal "Psychophysiology".
Ce genre de traitement implique une sélection manuelle des composantes afin de déterminer pour chacune d'entre elles si elles représentent un artefact ou une activité cérébrale.  This kind of treatment involves a manual selection of the components to determine for each of them whether they represent an artefact or brain activity.
La demande brevet chinois CN 1 883 384 divulgue, quant à elle, un traitement utilisant l'Analyse en Composantes Indépendantes pour faire un filtrage.  The Chinese patent application CN 1 883 384 discloses a treatment using the Independent Component Analysis for filtering.
On peut également citer la demande de brevet internationale WO We can also mention the international patent application WO
2006/072150 proposant un électroencéphalographe qui contient un processeur mettant en œuvre un algorithme de séparation aveugle des sources de type2006/072150 proposing an electroencephalograph containing a processor implementing a blind source separation algorithm
« Canonical Corrélation Analysis » ; cet algorithme permettant de réduire les artefacts d'origine musculaire uniquement. Canonical Correlation Analysis; this algorithm allows to reduce artifacts of muscular origin only.
Ce genre de traitement statistique a pour contrainte de limiter le nombre de composantes aux nombres d'électrodes.  This kind of statistical processing has the constraint of limiting the number of components to the number of electrodes.
Ainsi, lorsque les signaux présentent beaucoup d'artefacts, les composantes qui résultent de ce traitement représentent principalement les artefacts, et le signal cérébral est fortement détérioré, voire illisible.  Thus, when the signals have a lot of artifacts, the components that result from this processing mainly represent the artifacts, and the cerebral signal is strongly deteriorated, even unreadable.
De plus, les méthodes de filtrage spatial automatisées ne permettent généralement un filtrage que pour un seul type d'artefact (oculaire ou musculaire). Seul Levan, dans la publication « A System for automatic artifact removal in ictal scalp EEG based on independent component analysis and Bayesian classification », publiée en 2006 dans la revue « Clinical neurophysiology by Elsevier », a réussi à automatiser une méthode utilisant l'Analyse des Composantes indépendantes pour réduire tous les types d'artefacts, et à conserver en grande partie les activités cérébrales normales et pathologiques. In addition, automated spatial filtering methods generally allow filtering for only one type of artifact (ocular or muscular). Only Levan, in the publication "A System for automatic artifact removal in ictal scalp EEG based on independent component analysis and Bayesian classification", published in 2006 in the journal "Clinical neurophysiology by Elsevier", managed to automate a method using the Analysis Independent Components to reduce all types of artifacts, and to maintain largely normal and pathological brain activities.
Cependant, la méthode proposée par Levan présente toujours les inconvénients et les limites de l'Analyse en Composantes Indépendantes, à savoir que, lorsque le ou les signaux présentent trop d'artefacts, cette analyse ne permet qu'une réduction partielle des artefacts et entraîne une diminution importante des signaux cérébraux.  However, the method proposed by Levan still has the drawbacks and limitations of Independent Component Analysis, which is that when the signal (s) have too many artifacts, this analysis allows only a partial reduction of the artifacts and results in a significant decrease in cerebral signals.
Les résultats et performances ainsi obtenus ne sont pas satisfaisants et suffisants pour une application clinique courante.  The results and performances thus obtained are not satisfactory and sufficient for a current clinical application.
Un autre inconvénient des filtres spatiaux par rapport aux filtres fréquentiels demeure que les résultats et performances restent inconstants. En effet, pour un même type d'onde, selon le reste du tracé traité, la source peut être ou non correctement caractérisée et conservée.  Another disadvantage of the spatial filters compared to the frequency filters remains that the results and performances remain inconstant. Indeed, for the same type of wave, depending on the rest of the traced route, the source may or may not be correctly characterized and preserved.
Il est donc difficile d'utiliser les filtres spatiaux en clinique sachant que leurs résultats et leurs performances sont aléatoires.  It is therefore difficult to use spatial filters in the clinic knowing that their results and their performances are random.
Obiet et résumé de l'invention Obiet and summary of the invention
L'objet de l'invention est donc d'apporter une solution aux problèmes précités parmi d'autres problèmes.  The object of the invention is therefore to provide a solution to the aforementioned problems among other problems.
Un des problèmes techniques que résout la présente invention consiste notamment dans la réduction, voire la suppression, de façon automatisée, de tous les artefacts, tout en conservant la majeure partie des signaux cérébraux, notamment ceux qui caractérisent la pathologie ; la présente invention étant particulièrement adaptée pour le filtrage d'enregistrement de longue durée.  One of the technical problems solved by the present invention consists in particular in the reduction, or even the automatic removal, of all the artefacts, while retaining most of the cerebral signals, particularly those which characterize the pathology; the present invention being particularly suitable for long-term recording filtering.
A cet effet, l'objet de la présente concerne un procédé de traitement d'au moins un signal multicanaux décomposé, sur une pluralité de fenêtres de temps- fréquence, en une pluralité de signaux multicanaux.  For this purpose, the subject of the present invention relates to a method of processing at least one multichannel signal decomposed over a plurality of time-frequency windows into a plurality of multichannel signals.
La décomposition du signal multicanaux, sur une pluralité de fenêtres de temps-fréquence, en une pluralité de signaux multicanaux correspond dans la présente invention à une étape préalable consistant à extraire du signal multicanaux une pluralité de fenêtres de temps-fréquence pour obtenir une pluralité de signaux multicanaux. The decomposition of the multichannel signal, over a plurality of time-frequency windows, into a plurality of multichannel signals corresponds in the the present invention at a prior stage of extracting from the multichannel signal a plurality of time-frequency windows to obtain a plurality of multichannel signals.
Ledit signal multicanaux résulte d'une combinaison linéaire entre au moins un signal principal issu de la mesure de données provenant d'une source de données principale, et au moins un signal secondaire issu de la mesure de données provenant d'une source de données secondaire correspondant à au moins un artefact.  The multichannel signal results from a linear combination of at least one primary signal from the measurement of data from a primary data source and at least one secondary signal from the measurement of data from a secondary data source. corresponding to at least one artifact.
Le procédé selon la présente invention comporte une étape d'apprentissage comprenant une analyse m ulticom posante comparative consistant notamment en une comparaison d'un indice, de préférence représentatif de la puissance, dudit signal sur deux fenêtres de temps-fréquence distinctes en sorte de séparer les composantes du signal principal des composantes d'au moins une partie du signal secondaire, ceci de préférence sur chacun des canaux, et pour les deux fenêtres de temps-fréquences.  The method according to the present invention comprises a learning step comprising a comparative m ulticomotive analysis consisting in particular of a comparison of an index, preferably representative of the power, of said signal on two distinct time-frequency windows so as to separate the components of the main signal of the components of at least a part of the secondary signal, preferably on each of the channels, and for the two time-frequency windows.
Le procédé selon la présente invention comporte en outre une étape de construction globale d'un filtre global permettant d'éliminer ou de réduire le signal secondaire.  The method according to the present invention further comprises a step of overall construction of a global filter for eliminating or reducing the secondary signal.
Cette étape de construction globale d'un filtre global comprend une première étape de construction d'au moins un premier filtre permettant de conserver dans ledit signal multicanaux, et sur une troisième fenêtre de temps-fréquence, le signal principal et d'éliminer au moins une partie du signal secondaire.  This global construction step of a global filter comprises a first step of constructing at least a first filter making it possible to preserve in said multichannel signal, and on a third time-frequency window, the main signal and to eliminate at least one part of the secondary signal.
Plus précisément, cette première étape de construction consiste notamment en une régression linéaire des composantes du signal principal ou desdites composantes de ladite au moins une partie du signal secondaire, éventuellement sur lesdites deux fenêtres de temps-fréquence.  More precisely, this first construction step consists in particular of a linear regression of the components of the main signal or of said components of said at least part of the secondary signal, possibly on said two time-frequency windows.
De préférence, la comparaison dans une première variante est réalisée, pour au moins une fenêtre de fréquence, sur une fenêtre de temps au repos et sur une fenêtre de temps artéfactée. Dans une deuxième variante, la comparaison est réalisée, pour une même fenêtre de temps, sur deux fenêtres de fréquences distinctes. De préférence, la fenêtre de temps au repos et la fenêtre de temps artéfactée sont obtenues manuellement ou de façon automatisée à partir d'une base de données de patient préétablie. Preferably, the comparison in a first variant is performed, for at least one frequency window, on a window of time at rest and on an artefacted time window. In a second variant, the comparison is made, for the same time window, on two windows of different frequencies. Preferably, the idle time window and the artifact time window are obtained manually or automatically from a pre-established patient database.
Selon une variante de réalisation préférée, l'analyse multicomposante comparative des signaux multicanaux comprend les étapes consistant à :  According to a preferred variant embodiment, the multicomponent comparative analysis of the multichannel signals comprises the steps of:
- calculer les matrices de covariance des signaux multicanaux sur les deux fenêtres de temps-fréquence ;  calculating the covariance matrices of the multichannel signals on the two time-frequency windows;
- diagonaliser simultanément les deux matrices de covariances ; et  - diagonalize simultaneously the two matrices of covariances; and
- obtenir le vecteur représentant le rapport de puissance de chaque composante entre les deux fenêtres de temps-fréquence.  obtain the vector representing the power ratio of each component between the two time-frequency windows.
De préférence, l'analyse multicomposante comparative comprend en outre une étape consistant à éliminer les composantes qui ont les plus grandes valeurs propres, par exemple soit en prédéterminant une valeur seuil à ne pas dépasser, soit en prédéterminant un nombre de composantes à éliminer.  Preferably, the comparative multicomponent analysis further comprises a step of eliminating the components that have the largest eigenvalues, for example either by predetermining a threshold value not to be exceeded, or by predetermining a number of components to be eliminated.
Dans une variante de réalisation dans laquelle la première étape de construction permet de déterminer un premier et d'un deuxième filtre, le filtre global est obtenu par une étape de convolution desdits premier et deuxième filtres.  In a variant embodiment in which the first construction step makes it possible to determine a first and a second filter, the overall filter is obtained by a convolution step of said first and second filters.
De préférence, le procédé selon la présente invention comporte une étape de filtrage consistant en l'application d'un desdits filtres précédemment obtenus sur les composantes du signal multicanaux pour une pluralité de fenêtres de temps- fréquence, ceci en vue d'obtenir des signaux filtrés pour chaque fenêtre de temps- fréquence.  Preferably, the method according to the present invention comprises a filtering step consisting in the application of one of the aforementioned filters to the components of the multichannel signal for a plurality of time-frequency windows, in order to obtain signals filtered for each time-frequency window.
Le procédé selon la présente invention comporte en outre une étape de reconstruction d'au moins un signal sur l'ensemble de la période de temps par soustraction des signaux multicanaux pour chaque fenêtre de temps-fréquence, et en ajoutant les signaux filtrés pour chaque fenêtre de temps-fréquence.  The method according to the present invention further comprises a step of reconstructing at least one signal over the entire time period by subtracting the multichannel signals for each time-frequency window, and adding the filtered signals for each window time-frequency.
Avantageusement, l'étape de construction globale selon la présente invention comporte une étape de stabilisation consistant notamment en une projection orthogonale des composantes d'un desdits filtres précédemment obtenus sur la troisième fenêtre de temps-fréquence de sorte à augmenter l'écart entre la répartition des composantes du signal secondaire et des composantes du signal principal. De préférence, le signal multicanaux est un signal qui contient des informations électro-physiologiques. Advantageously, the overall construction step according to the present invention comprises a stabilization step consisting in particular of an orthogonal projection of the components of one of said filters previously obtained on the third time-frequency window so as to increase the difference between the distribution components of the secondary signal and components of the main signal. Preferably, the multichannel signal is a signal that contains electrophysiological information.
Plus particulièrement, le signal multicanaux est le signal d'un électroencéphalographe ; ce signal résultant d'une combinaison linéaire d'au moins un signal principal issu de la mesure provenant de l'activité cérébrale, notamment l'activité cérébrale normale et l'activité cérébrale d'origine pathologique, et au moins un signal secondaire issu de la mesure provenant d'au moins un artefact de type artefacts mécaniques, oculaires, musculaires.  More particularly, the multichannel signal is the signal of an electroencephalograph; this signal resulting from a linear combination of at least one main signal derived from measurement derived from brain activity, including normal brain activity and pathological brain activity, and at least one secondary signal from the measurement coming from at least one artefact of the mechanical, ocular, muscular artifact type.
L'utilisation du procédé selon la présente invention permet ainsi d'améliorer la lecture des voies d'un électroencéphalographe, et d'améliorer la détection de pathologie neurologique de type épilepsie.  The use of the method according to the present invention thus makes it possible to improve the reading of the channels of an electroencephalograph, and to improve the detection of neurological pathology of the epilepsy type.
Corrélativement, l'objet de la présente invention concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions adaptées pour l'exécution des étapes du procédé de traitement tel que décrit ci-dessus, et ce lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.  Correlatively, the object of the present invention relates to a computer program comprising instructions adapted to the execution of the steps of the processing method as described above, and when said program is executed by a computer.
L'objet de la présente invention concerne également un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de traitement tel que décrit ci-dessus.  The object of the present invention also relates to a computer-readable recording medium on which is recorded a computer program comprising instructions for executing the steps of the processing method as described above.
L'objet de la présente invention porte en outre sur un dispositif médical comportant des moyens adaptés pour la mise en œuvre du procédé de traitement tel que décrit ci-dessus ; ledit dispositif médical pouvant consister en un électroencéphalographe ou un électrocardiographe.  The object of the present invention further relates to a medical device comprising means adapted for implementing the treatment method as described above; said medical device may consist of an electroencephalograph or an electrocardiograph.
Ainsi, outre l'électroencéphalographie, la présente invention trouve d'autres applications avantageuses telles que des applications pour l'électrocardiographie avec, par exemple, la suppression des artefacts pour une meilleure analyse de l'activité électrique du cœur et un meilleur diagnostic des troubles cardiaques tels que l'arythmie.  Thus, besides electroencephalography, the present invention finds other advantageous applications such as applications for electrocardiography with, for example, the removal of artifacts for a better analysis of the electrical activity of the heart and a better diagnosis of disorders. cardiacs such as arrhythmia.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures 2 à 5 annexées qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquelles : - La figure 2 représente un dispositif conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation. Other features and advantages of the present invention will emerge from the description below, with reference to FIGS. 2 to 5, which illustrate an example of embodiment that is devoid of any limiting character and on which: - Figure 2 shows a device according to the invention, in a particular embodiment.
- La figure 3 représente schématiquement le positionnement en vue de dessus des électrodes du dispositif à la surface du crâne d'un patient.  - Figure 3 shows schematically the positioning in top view of the device electrodes on the surface of the skull of a patient.
- La figure 4 représente, sous forme d'organigramme, les principales étapes du procédé de traitement conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention.FIG. 4 represents, in flowchart form, the main steps of the processing method according to a particular embodiment of the invention.
- Les figures 5a à 5d représentent des exemples de résultats obtenus en clinique utilisant le procédé selon la présente invention. FIGS. 5a to 5d show examples of results obtained clinically using the method according to the present invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation  Detailed description of an embodiment
Un dispositif médical de type électroencéphalographe et un procédé de traitement conformes à un mode particulier de l'invention vont maintenant être décrits en référence aux figures 2 à 5.  An electroencephalograph-type medical device and a treatment method according to a particular embodiment of the invention will now be described with reference to FIGS. 2 to 5.
L'invention est décrite ici dans le contexte particulier du traitement des signaux d'un électroencéphalographe pour améliorer et faciliter l'analyse et l'interprétation par un praticien de l'activité cérébrale d'un patient qui souffre d'une pathologie neurologique de type épilepsie ; cet électroencéphalographe pouvant être un simple appareil de lecture des signaux et/ou un simple appareil de traitement des signaux.  The invention is described herein in the particular context of the signal processing of an electroencephalograph to improve and facilitate the analysis and interpretation by a practitioner of the brain activity of a patient who suffers from a neurological pathology such as epilepsy; this electroencephalograph can be a simple signal reading device and / or a simple signal processing device.
L'électroencéphaloαraphe EEG  The electroencephaloalogram EEG
De façon connue et comme illustré aux figures 2 et 3, l'électroencéphalographe, dénommé ici EEG, comporte une pluralité de capteurs de mesure E adaptés pour être positionnés à la surface du crâne d'un patient en sorte de mesurer l'activité électrique de son cerveau.  In known manner and as illustrated in FIGS. 2 and 3, the electroencephalograph, referred to herein as EEG, comprises a plurality of measurement sensors E adapted to be positioned on the surface of the skull of a patient in order to measure the electrical activity of the patient. his brain.
Dans le mode de réalisation décrit ici, les capteurs de mesure E consistent notamment en des électrodes.  In the embodiment described here, the measurement sensors E consist in particular of electrodes.
De préférence, et comme illustré sur la figure 3, un système « 10/20 » à 21 électrodes est utilisé dans Ie mode de réalisation de la présente invention, ceci pour un positionnement précis de chacune des électrodes à la surface du crâne du patient en sorte d'obtenir une mesure précise de l'activité cérébrale du cerveau.  Preferably, and as illustrated in FIG. 3, a 21-electrode "10/20" system is used in the embodiment of the present invention, for precise positioning of each of the electrodes to the patient's skull surface. kind of getting a precise measure of the cerebral activity of the brain.
Dans ce système bien connu, les lettres de chacune des électrodes indiquent respectivement le lobe cérébral sur lequel chacune des électrodes est positionnée : FP pour Front Polaire, F pour Frontal, P pour Pariétal, C pour Central, T pour Temporal, et O pour Occipital. In this well-known system, the letters of each of the electrodes respectively indicate the brain lobe on which each of the electrodes is positioned: FP for Polar Front, F for Frontal, P for Parietal, C for Central, T for Temporal, and O for Occipital.
Ensuite, un chiffre pair est ajouté derrière cette lettre pour chacune des électrodes positionnées sur la partie droite, et un chiffre impair est ajouté derrière cette lettre pour chacune des électrodes positionnées sur la partie gauche.  Then, an even number is added behind this letter for each of the electrodes positioned on the right side, and an odd number is added behind this letter for each of the electrodes positioned on the left side.
Un suffixe z est ajouté derrière chacune des lettres pour les électrodes positionnées sur la ligne médiane.  A z suffix is added behind each of the letters for the electrodes positioned on the center line.
L'électroencéphalographe EEG comporte en outre un module Ml adapté pour acquérir les signaux multicanaux représentatifs de la mesure de l'activité électrique du cerveau.  The electroencephalograph EEG further comprises a module Ml adapted to acquire the multichannel signals representative of the measurement of the electrical activity of the brain.
Ces signaux multicanaux sont matérialisés par une matrice X de dimensions (m,n) où les m lignes représentent les voies de I' électroencéphalographe EEG et les n colonnes représentent les échantillons temporels.  These multichannel signals are materialized by an X matrix of dimensions (m, n) where the m lines represent the EEG electroencephalograph tracks and the n columns represent the temporal samples.
De façon générale, on peut considérer que le ou les signaux multicanaux X d'un électroencéphalographe EEG résultent d'une combinaison linéaire entre au moins un signal principal sp issu de la mesure de données provenant d'une source de données principale S correspondant ici à l'activité cérébrale (activité cérébrale normale et éventuellement anormalités pathologiques), et au moins un signal secondaire ss issu de la mesure de données provenant d'une source de données secondaire B correspondant à au moins un artefact.  In general, it can be considered that the one or more multichannel signals X of an EEG electroencephalograph result from a linear combination between at least one main signal sp resulting from the measurement of data coming from a main data source S corresponding here to brain activity (normal brain activity and possibly pathological abnormalities), and at least one secondary signal ss derived from the measurement of data from a secondary data source B corresponding to at least one artifact.
Plus particulièrement, il est possible de supposer que ces signaux multicanaux X résultent d'une simple somme entre les signaux de ces différents types de sources principales S et secondaires B.  More particularly, it is possible to assume that these multichannel signals X result from a simple sum between the signals of these different types of main sources S and secondary B.
L'électroencéphalographe EEG peut également comporter un module d'affichage M3 permettant l'affichage d'une représentation graphique de cette activité cérébrale.  The electroencephalograph EEG may also include an M3 display module for displaying a graphical representation of this brain activity.
Ainsi, le ou les signaux qui seront traités selon le procédé de la présente invention, puis affichés par l'intermédiaire du module M3 sur l'électroencéphalographe EEG, pourront être analysés, par exemple visuellement par le praticien ou automatiquement, de sorte à permettre la détection des pointes pathologique de l'épilepsie, la détection anticipée ou précoce des crises d'épilepsie, la caractérisation des phases de sommeil, l'analyse bi-spectral (anesthésie), ou encore la détection de douleur pour les patients inconscients. Thus, the signal or signals that will be processed according to the method of the present invention, then displayed via the module M3 on the EEG electroencephalograph, may be analyzed, for example visually by the practitioner or automatically, so as to allow the pathological detection of epilepsy, early or early detection of epileptic seizures, characterization of sleep phases, bi-spectral analysis (anesthesia), or even pain detection for unconscious patients.
Ce module d'affichage M3 permet également le « biofeedback » qui peut notamment aider le patient à se relaxer.  This M3 display module also allows the "biofeedback" which can especially help the patient to relax.
Bien évidemment, l'affichage peut être effectué sur un autre dispositif que l'électroencéphalographe EEG, un ordinateur connecté à l'électroencéphalographe par exemple.  Obviously, the display can be performed on a device other than the EEG electroencephalograph, a computer connected to the electroencephalograph, for example.
Cette analyse visuelle permet donc de détecter et de caractériser les troubles neurologiques dans le cadre de l'épilepsie, ou encore dans le cadre de démence, de sclérose en plaques, ou de tous autres types de pathologie neurologique.  This visual analysis can detect and characterize neurological disorders in the context of epilepsy, or in the context of dementia, multiple sclerosis, or any other type of neurological pathology.
Un tel électroencéphalographe EEG peut également permettre de déceler la mort cérébrale chez des patients comateux.  Such EEG electroencephalograph can also detect brain death in comatose patients.
De façon avantageuse, l'électroencéphalographe EEG selon la présente invention comporte en outre un module de traitement M2 numérique qui coopère avec un microprocesseur μP, ou éventuellement un microcontrôleur, comprenant un programme d'ordinateur PG.  Advantageously, the electroencephalograph EEG according to the present invention further comprises a digital processing module M2 which cooperates with a microprocessor μP, or possibly a microcontroller, comprising a computer program PG.
Ce programme d'ordinateur PG comporte des instructions adaptées pour l'exécution des étapes d'un procédé de traitement permettant d'obtenir un filtre apte à filtrer les signaux multicanaux X en sorte de conserver les signaux principaux sp représentatifs de l'activité cérébrale S tout en supprimant partiellement, voire totalement, les signaux secondaires ss caractéristiques des artefacts B.  This computer program PG includes instructions adapted for the execution of the steps of a processing method for obtaining a filter capable of filtering the multichannel signals X so as to retain the main signals sp representative of the brain activity S while partially or totally eliminating secondary signals characteristic of B artifacts.
L'objet de la présente invention consiste donc à implanter sur un électroencéphalographe EEG classique un tel microprocesseur μP.  The object of the present invention is therefore to implant on a conventional EEG electroencephalograph such a microprocessor μP.
De préférence, le microprocesseur μP est en outre agencé pour commander les modules Ml et M3.  Preferably, the microprocessor μP is further arranged to control the modules M1 and M3.
Dans d'autres variantes de réalisation, une partie des traitements peut également s'effectuer de façon analogique.  In other embodiments, part of the treatments can also be performed analogically.
Procédé selon la présente invention Process according to the present invention
Les différentes étapes du procédé de traitement selon la présente invention vont maintenant être décrites dans ce qui suit en référence directement à la figure 4. Le principe généra! de la présente invention repose sur une dualité entre ie temps et ia fréquence ; cette dualité permettant de fiftrer les différents types de signaux secondaires ss correspondant aux artefacts B. The various steps of the treatment method according to the present invention will now be described in the following with reference directly to FIG. 4. The general principle! of the present invention is based on a duality between time and frequency; this duality makes it possible to fifter the different types of secondary signals ss corresponding to the artifacts B.
Ainsi, de façon caractéristique, grâce à cette dualité entre le temps et la fréquence, ii est possible de procéder aux différentes étapes du procédé en remplaçant le temps par la fréquence et inversement, et obtenir un filtre permettant de filtrer la plupart des artefacts tout en conservant les signaux principaux caractéristiques de l'activité principale.  Thus, in a characteristic way, thanks to this duality between the time and the frequency, it is possible to proceed to the different stages of the process by replacing the time by the frequency and vice versa, and to obtain a filter making it possible to filter most of the artifacts while retaining the main signals characteristic of the main activity.
Plus précisément, l'invention consiste à décomposer les signaux multicanaux X en un ou plusieurs signaux multicanaux sur une ou plusieurs fenêtres de temps- fréquence puis à construire un ensemble de filtres spatiauxMore specifically, the invention consists in breaking down the multichannel signals X into one or more multichannel signals. on one or more time-frequency windows and then build a set of spatial filters
(matrices m x m). (matrices mxm).
La construction de tels filtres nécessite notamment une étape SO consistant en l'utilisation d'une méthode dite d'analyse multicomposante comparative AMC et d'une étape de construction globale Sl, S2, S3 consistant notamment en une régression linéaire ; ces différentes étapes seront décrites plus en détails ci-dessous. The construction of such filters requires in particular a step SO consisting in the use of a method called multicomponent comparative analysis AMC and a global construction step S1, S2, S3 consisting in particular of a linear regression; these different steps will be described in more detail below.
Chaque filtre obtenu est ensuite appliqué lors d'une étape de filtrage S4 sur la fenêtre de temps-fréquence du signal multicanaux ; l'application d'un tel filtre sur un signai multicanaux consistant à effectuer l'opération Each filter obtained is then applied during a filtering step S4 on the time-frequency window multichannel signal ; the application of such a filter on a multichannel signal to perform the operation
La méthode comporte ensuite une étape de reconstruction SS ; une telle reconstruction pouvant être considérée comme un filtrage d'une fenêtre de temps- fréquence Α consistant à extraire ie signal multicanaux de cette fenêtre je filtrer spatialement selon la formule , puis le réintroduire dans Ie signal d'origine de sorte à obtenir un signai X' égal à : The method then comprises a SS reconstruction step; such a reconstruction can be considered as a filtering of a time-frequency window Α consisting in extracting the multichannel signal from this window I filter spatially according to the formula , then reintroduce it into the original signal so as to obtain a signal X 'equal to:
De façon générale, l'étape de reconstruction S5 peut être considérée comme une fonction de recomposition Fr définie telle que ; cette In general, the reconstruction step S5 can be considered as a function of recomposition Fr defined such that; this
fonction étant appliquée pour recomposer au moins partiellement le ou les signaux principaux sp sans artefact function being applied to recompose at least partially the main sp signal (s) without artifact
Le fenêtrage temps/fréquence Time / frequency windowing
Comme évoqué ci-dessus, le procédé implanté sur le microprocesseur μP de l'électroencéphalographe EEG permet un traitement du ou des signaux multicanaux X sur une période de temps T ; cette période de temps T étant décomposée en une pluralité de fenêtres de temps-fréquence As mentioned above, the method implanted on the microprocessor μP EEG electroencephalograph allows treatment of the multichannel signal or signals X over a period of time T; this time period T being decomposed into a plurality of time-frequency windows
Par fenêtre de temps-fréquence d'un signal, on entend dans toute la présente description une fonction linéaire d'un signal vers un autre signal ; ce signal n'ayant pas forcément la même durée, ni la même fréquence d'échantillonnage, ni la même base (par exemple base fréquentielle).  By time-frequency window of a signal is meant throughout the present description a linear function of a signal to another signal; this signal does not necessarily have the same duration, nor the same sampling frequency, nor the same base (for example frequency base).
De manière préférentielle, une fenêtre de temps-fréquence correspond à la résultante de l'extraction d'un signal sur une fenêtre (ou période) de temps, puis d'un filtrage fréquentiel.  Preferably, a time-frequency window corresponds to the resultant of the extraction of a signal on a window (or period) of time, and then of a frequency filtering.
Selon la présente invention, l'application d'une fenêtre de temps-fréquence pour un signal multicanaux consiste alors à appliquer la même fenêtre temps- fréquence pour chacun des canaux.  According to the present invention, the application of a time-frequency window for a multichannel signal then consists in applying the same time-frequency window for each of the channels.
Dans ce cas, on note donc le signal multicanaux résultant de l'application de la fenêtre de temps-fréquence sur le signal multicanaux X. In this case, we therefore note the multichannel signal resulting from the application of the time-frequency window on the multichannel signal X.
Une décomposition d'un signal X en fenêtres de temps-fréquence consiste ainsi à extraire une pluralité de fenêtres temps-fréquence de ce signal.  A decomposition of a signal X into time-frequency windows thus consists in extracting a plurality of time-frequency windows from this signal.
On peut noter que ces fenêtres de temps-fréquence sont définies de telles sortes qu'il existe une fonction permettant de reconstruire au moins partiellement le signal d'origine à partir uniquement des signaux des fenêtres de temps-fréquence. Il existe donc une fonction de recomposition Fr qui permet de définir le signal final X à partir de la décomposition en signaux multicanaux It may be noted that these time-frequency windows are defined such that there is a function for at least partially reconstructing the original signal from only time-frequency window signals. There is therefore a function of recomposition Fr which makes it possible to define the final signal X from the decomposition into multichannel signals
De manière préférentielle, la décomposition en fenêtres de temps-fréquence selon la présente invention consiste à décomposer le signal en différentes fenêtres temporelles disjointes, puis à le filtrer dans différentes fenêtres fréquentielles disjointes par des filtres à déphasage nul (par exemple des filtres de type FIR symétrique ou HR, appliqués dans un sens puis dans l'autre).  Preferably, the time-frequency window decomposition according to the present invention consists of breaking down the signal into different disjoint time windows and then filtering it in different frequency windows disjoined by zero-phase filters (for example FIR type filters). symmetrical or HR, applied in one direction then in the other).
De préférence, la fonction de recomposition est une somme. Définition d'un filtre spatial Preferably, the redial function is a sum. Definition of a spatial filter
Un filtre spatial F selon ia présente peut être représenté par une matrice (m,m) idempotente ; c'est-à-dire une matrice dont ie produit donne le résultat suivant -^ = F ,  A spatial filter F according to ia present may be represented by an idempotent matrix (m, m); that is to say a matrix whose product gives the following result - ^ = F,
Par ailleurs, une matrice idempotente se caractérise dυ fait qu'elle est diagonaiisable, et que ces valeurs propres ne peuvent être que 1 et 0.  On the other hand, a idempotent matrix is characterized by the fact that it is diagonalizable, and that these eigenvalues can only be 1 and 0.
Par conséquent, une telle matrice peut s'obtenir en recherchant ses deux sous-espaces propres à droite correspondant respectivement aux vaieurs propres 1 et 0, ou par ses deux sous-espaces propres à gauche Therefore, such a matrix can be obtained by looking for its two proper subspaces on the right respectively corresponding to the own values 1 and 0, or by its two subspaces proper on the left
Or, de façon caractéristique, les sous-espaces propres à droite et à gauche sont tels que désignant l'unique espace orthogonal à E,But typically, the right and left specific subspaces are such that designating the unique orthogonal space at E,
La diagonalisation peut donc s'écrire sous la forme FSIDW avec M = W* matrice de passage : The diagonalization can thus be written in the form F SIDW with M = W * matrix of passage:
où (α=0 ou 1) est une matrice de dimension dont les vecteurs colonnes forment une base de un sous espace vectoriel de dimension , et est une matrice de dimension matrice dont les vecteurs colonnes where (α = 0 or 1) is a dimension matrix whose column vectors form a basis for a subspace vector dimension , and is a matrix dimension matrix whose column vectors
forment une base de t un sous espace vectoriel de dimension form a basis for t a vector subspace of dimension
Il faut noter que n'importe quelle base de et donne la même matrice de filtrage, de même pour n'importe quelle base de It should be noted that any database of and gives the same filtering matrix, likewise for any database of
Plus précisément, dans Ie mode de réalisation décrit ici, représente le sous- espace vectoriel de mélange (ou de répartition) des artefacts ; et, représente ie sous-espace vectoriel de mélange (ou Ia répartition) des sources principales.More specifically, in the embodiment described here, represents the vector subspace of mixing (or distribution) of artifacts; and, represents the vector subspace of mixing (or distribution) of the main sources.
représente le sous-espace vectoriel de séparation des artefacts ; et, représente, quant à lui, le sous-espace vectoriel de séparation des sources principales. represents the subspace vector of separation of artifacts; and, represents, for its part, the vector subspace of separation of the main sources.
Sur le pian lexical, il est déterminant de bien distinguer la répartition des sources qui correspond à Ia répartition des sources sur les différentes voies de reiectroencéphaiographe, et ia séparation des sources qui correspond à ia manière dont on obtient ces sources à partir des différentes voies. On lexical yaws, it is decisive to distinguish the distribution of sources which corresponds to the distribution of the sources on the different pathways. and the source separation which corresponds to the manner in which these sources are obtained from the different channels.
Le procédé selon la présente invention consiste donc à rechercher, pour chaque fenêtre de temps-fréquence, les bases des sous-espaces vectoriels ; ceci afin de définir le filtre h . The method according to the present invention therefore consists of searching, for each time-frequency window, the bases of the vector subspaces. ; this is to define the filter h.
Plus précisément, Pinventîon consiste à définir par une étape d'apprentissage SQ, puis par une première étape de construction Sl, en sorte de construire un filtre désignant More specifically, the idea is to define by a SQ learning step, and then by a first step of construction S1, so as to construct a filter designating
la matrice identité de dimension (m x m), Etape SO : Détermination de Dimension identity matrix (mxm), Step SO: Determination of
L'étape SO selon la présente invention consiste à rechercher un ensemble de composantes représentant le ou les signaux principaux sp issus de Ia mesure de l'activité cérébrale S (ou le ou les signaux secondaires ss représentant les artefacts  The step SO according to the present invention consists in searching for a set of components representing the main signal (s) stemming from the measurement of the cerebral activity S (or the ss secondary signal or signals representing the artefacts).
B) ; ces composantes formant une base d'un sous-espace vectoriel B); these components forming a base of a vector subspace
Par composante, i! faut entendre dans toute Ia présente description une combinaison linéaire qui se représente par un vecteur w de dimension m ; la source étant un signal qui est le résultat de Ia combinaison linéaire w d'un signal multicanaux : By component, i! is meant throughout the present description a linear combination which is represented by a vector w of dimension m; the source being a signal which is the result of the linear combination w of a multichannel signal:
A cet effet, une méthode d'analyse multicomposante comparative AMC est appliquée sur les signaux de deux fenêtres de temps-fréquences For this purpose, a comparative multicomponent analysis method AMC is applied to the signals of two time-frequency windows.
préalablement définies. previously defined.
De façon générale, une telle méthode AMC entre deux signaux multicanaux consiste ainsi à rechercher les composantes dont l'écart d'indice entre les In general, such an AMC method between two multichannel signals thus consists in finding the components whose index difference between
deux signaux multicanaux est maximal (ou minimal) ; cet indice étant two multichannel signals is maximal (or minimal); this index being
représentatif de la puissance par exemple. Analyse Muiticomposante Comparative representative of the power for example. Comparative Muitic Component Analysis
De façon générale, i'anaiyse multicomposante comparative AMC consiste à définir deux signaux muiticanaux sur deux fenêtres de temps-fréquence In general, the AMC multicomponent comparative analysis consists in defining two multi-channel signals on two time-frequency windows.
, et à chercher les composantes de ceux-cï. , and to look for the components of these.
A cet effeζ on détermine un indice du signal que nous calculons pour et ; cet indice pouvant être la puissance, la variance, fa matrice de covariance, l'auto-corrélation, l'espérance, un moment d'ordre quelconque, le kurtosls, ou tous autres types d'indice représentatif d'un signal. At this effeζ one determines a subscript of the signal that we compute for and ; this index can be the power, the variance, the covariance matrix, the autocorrelation, the expectation, any order moment, the kurtosls, or any other type of index representative of a signal.
Les composantes doivent avoir un écart d'indice maximum ou minimum entre les deux signaux multîcanaux , ceci en fonction de l'objectif visé et de The components must have a maximum or minimum index difference between the two multi-channel signals, depending on the intended purpose and
l'écart choisi. the chosen gap.
Par écart, on entend ici une différence, un rapport, ou une autre fonction entre ies deux indices.  By difference, here means a difference, a ratio, or another function between the two indices.
Selon une première variante de réalisation, l'analyse multicomposante comparative AMC de deux signaux muiticanaux correspond à la méthode According to a first variant embodiment, the AMC multicomponent comparative analysis of two multi-channel signals corresponds to the method
dite « CSP » pour « Common Spatial Pattern » dont le but est de trouver des composantes maximisant (ou minimisant) un rapport de variance sur les composantes entre les signaux muiticanauxso-called "CSP" for "Common Spatial Pattern" whose purpose is to find components maximizing (or minimizing) a variance ratio on the components between multi-channel signals
Cette première variante de réalisation consiste notamment à :  This first embodiment variant consists in particular of:
- calculer les matrices de covariance des signaux muiticanaux et sur deux fenêtres de temps-fréquence - calculate the covariance matrices of the multi-channel signals and on two time-frequency windows
- diagonaiiser simultanément les deux matrices de covariances - diagonize simultaneously the two matrices of covariances
où P est la matrice de passage et D est la matrice diagonale des valeurs propres triées dans l'ordre croissant ; et where P is the transition matrix and D is the diagonal matrix of the eigenvalues sorted in ascending order; and
- obtenir le vecteur v représentant le rapport de puissance de chaque composants entre Ses signaux ce vecteur v correspondant à la diagonale obtain the vector v representing the power ratio of each component between its signals, this vector v corresponding to the diagonal
de la matrice D ; et enfin - obtenir tes composantes de par les vecteurs∞ionnes de P qui ont ies pius grandes valeurs propres (ou plus petites), par exemple soit en prédéterminant une valeur seuii sur v à ne pas dépasser, sort en prédéterminant un nombre de composantes à éliminer. matrix D; and finally - get your components from by the vectors of P which have the largest (or smaller) eigenvalues, for example either by predetermining a threshold value on v not to be exceeded, outputs by predetermining a number of components to be eliminated.
Selon une deuxième variante de réalisation, l'analyse muîticomposante comparative AMC des deux signaux muiticanaux correspond à une According to a second variant embodiment, the AMC comparative multi-component analysis of the two multi-channel signals corresponds to a
méthode dite « ACP » pour Analyse en Composantes Principales qui consiste notamment à calculer la différence des matrices de covarîance de la façon suivante ; a method called "ACP" for Principal Component Analysis which consists in particular in calculating the difference of the covariance matrices in the following manner;
Selon une troisième variante de réalisation, l'analyse muîticomposante comparative AMC des deux signaux muiticanaux consiste notamment à According to a third variant embodiment, the AMC comparative multi-component analysis of the two multi-channel signals consists in particular in
effectuer la méthode dite « AQ » pour Analyse en Composantes Indépendantes, puis à comparer l'indice calcule sur les composantes entre perform the method called "QA" for Independent Component Analysis, then compare the index computes on the components between
Etape Sl : Détermination de Step S1: Determination of
Une fois la base déterminée par cette analyse multicompσsante comparative AMQ une nouvelle fenêtre de temps-fréquence est considérée, et une première étape de construction Sl consistant notamment en une régression linéaire des sources est appliquée sur les différents canaux pour cette fenêtre de temps-fréquence P* afin de reconstruire une portion du signal. Once the base determined by this multicompassing comparative analysis AMQ a new window of time-frequency is considered, and a first construction step Sl consisting in particular of a linear regression of the sources is applied to the different channels for this time-frequency window P * in order to reconstruct a portion of the signal.
Plus précisément, la régression linéaire consiste à calculer : More specifically, linear regression consists of calculating:
est la matrice de covariance du signai muiticanaux sur la fenêtre .is the covariance matrix of the multi-channel signal on the window .
La matrice permettant cette régression linéaire contient des vecteurs colonnes qui sont une base de The matrix allowing this linear regression contains column vectors which are a base of
peut alors être considéré comme le sous-espace vectoriel qui est -orthogonal à (ou , le sous-espace vectoriel -orthogonal à .can then be considered as the vector subspace that is -orthogonal to (or , the vector-orthogonal subspace to .
Choix des fenêtres temps-fréquence Choice of time-frequency windows
La dualité temps-fréquence évoquée ci-dessus est déterminante dans le choix des fenêtres de temps-fréquence ; ce choix étant spécifique aux signaux électrσ- physiologiques dans le mode de réalisation relatif à i'éiectroencéphalographe I1EEG Deux modes de réalisation différents permettent alors de filtrer des artefacts différents : le mode temporel et le mode fréquentiel. The time-frequency duality mentioned above is decisive in the choice of time-frequency windows; this choice being specific to the electrophysiological signals in the embodiment relating to the electroencephalograph I 1 EEG Two different embodiments then make it possible to filter different artifacts: the time mode and the frequency mode.
Dans ces deux modes, tes fenêtres de temps-fréquence sont identiques ; pouvant éventuellement tenir compte des effets de bord. In these two modes, your time-frequency windows are the same ; possibly taking into account edge effects.
Mode temporel  Time mode
Dans ce mode, les fenêtres fréquentielies des fenêtres de temps-fréquence sont identiques ; par contre, leurs fenêtres temporelles sont différentes. In this mode, the frequency windows of the time-frequency windows are the same ; however, their time windows are different.
En d'autres termes, pour au moins une fenêtre fréquentielle déterminée (par exemple Δ (0-4Hz), θ (4-8Hz), α (8-13Hz) ou β (>13Hz)), on va considérer une fenêtre sur une fenêtre temporelle correspondant à une période de repos In other words, for at least one determined frequency window (for example Δ (0-4Hz), θ (4-8Hz), α (8-13Hz) or β (> 13Hz)), we will consider a window on a time window corresponding to a rest period
(dénommée ici fenêtre de temps au repos) ; cette fenêtre présentant un minimum de signaux secondaires ss, mais durant laquelle les signaux principaux sp sont actifs. (here called window of rest time); this window having a minimum of secondary signals ss, but during which the main signals sp are active.
Pour chacune des fenêtres fréquentielies ci-dessus, on va ensuite considérer une fenêtre de temps-fréquence sur une fenêtre temporelle correspondant à une période artéfactée (dénommée ici fenêtre de temps artéfactée) durant laquelle les signaux secondaires ss sont actifs. For each of the frequency windows above, we will then consider a time-frequency window. on a time window corresponding to an artefacted period (here called artefacted time window) during which the secondary signals ss are active.
Le présent mode repose sur l'hypothèse selon laquelle ia répartition des artefacts (ou mélange des signaux secondaires) est la même sur les fenêtres et , et sur toutes tes fenêtres de cette même fenêtre fréquentielle ; ceci même si les artefacts sont inactifs. The present mode is based on the assumption that the distribution of artifacts (or mixture of secondary signals) is the same on windows and, and on all your windows this same frequency window; this even if the artifacts are inactive.
Afin de définir cette fenêtre dite artéfactée , le procédé de traitement selon une première variants de réalisation prévoit un protocole opératoire que le patient doit effectuer. In order to define this so-called artefact window , the treatment method according to a first embodiment variant provides an operating protocol that the patient must perform.
Plus précisément, avant chaque enregistrement, ce dernier doit effectuer une série de mouvements (ex. pour TEEG : clignements d'yeux, mouvements de la mâchoire, étirement du front, sourires, etc.) pour simuler des artefacts, de préférence pendant deux minutes, de sorte à pouvoir déterminer la fenêtre de temps artéfactée pour tout i. More precisely, before each recording, the latter must perform a series of movements (eg for TEEG: blinking, jaw movements, forehead stretching, smiles, etc.) to simulate artifacts, preferably for two minutes, so that you can determine the time window artificially for all i.
Dans cette première variante, le patient devra également simuler une période de repos afin de déterminer la fenêtre de temps au repos . In this first variant, the patient will also have to simulate a rest period in order to determine the window of rest time. .
Selon une deuxième variante de réalisation, il est possible d'éviter ce protocole et de sélectionner, manuellement ou automatiquement, des fenêtres artéfactées et/ou au repos directement sur l'enregistrement ou à partir d'un ensemble d'enregistrements, et d'utiliser une base de données d'artefacts préétablie.  According to a second variant embodiment, it is possible to avoid this protocol and to select, manually or automatically, artefacted windows and / or at rest directly on the recording or from a set of recordings, and use a pre-established artifact database.
Initier le procédé par une étape d'apprentissage afin de déterminer la répartition spatiale des artefacts pour laquelle la répartition est constante dans le temps est caractéristique de la présente invention.  Initiating the method with a learning step to determine the spatial distribution of the artifacts for which the distribution is constant over time is characteristic of the present invention.
Ainsi, une fois la fenêtre de temps au repos et la fenêtre de temps artéfactée déterminées par l'une de ces deux variantes, le procédé de traitement comporte une étape d'apprentissage SO comprenant une analyse multicomposante comparative AMC qui compare, pour chacune des fenêtres fréquentielles, notamment les fenêtres fréquentielles Δ (0-4Hz), θ (4-8Hz), α (8-13Hz) et β (>13Hz), un indice, représentatif de la puissance par exemple, du signal multicanaux pour les deux fenêtres temporelles ; ces deux fenêtres temporelles correspondant respectivement à une période de temps au repos et à une période de temps artéfactée.  Thus, once the idle time window and the artefacted time window determined by one of these two variants, the processing method comprises a learning step SO comprising a comparative multicomponent analysis AMC which compares for each of the windows frequency, particularly the frequency windows Δ (0-4Hz), θ (4-8Hz), α (8-13Hz) and β (> 13Hz), an index, representative of the power for example, of the multichannel signal for the two windows temporal; these two time windows respectively corresponding to a period of time at rest and an artefacted time period.
Plus précisément, cette étape d'apprentissage SO consiste notamment à : More specifically, this learning step SO consists in particular of:
- calculer un indice, de préférence représentatif de la puissance, pour les composantes sur les signaux multicanaux respectivement sur les calculating an index, preferably representative of the power, for the components on the multichannel signals respectively on the
fenêtre de temps-fréquence par exemple le calcul des matrices de covariance ; puistime-frequency window for example the calculation of covariance matrices; then
- à maximiser ou minimiser un écart entre les indices, de préférence le rapport entre ces indices.  to maximize or minimize a difference between the indices, preferably the ratio between these indices.
Grâce à cette analyse multicomposante comparative AMC, il est possible de déterminer les composantes des signaux multicanaux X qui ont un écart (de puissance) à peu près constant entre les deux fenêtres de temps-fréquence et En d'autres termes, les composantes correspondant à la séparation des sources principales sont celles dont l'indice augmente le moins entre les deux fenêtres temporelles étudiées. Using this multicomponent comparative analysis AMC, it is possible to determine the components of multichannel signals X which have a deviation (power) approximately constant between the two windows of time-frequency and In other words, the components corresponding to the separation of the main sources are those whose index increases the least between the two time windows studied.
Il est à noter que déterminer la répartition spatiale de la ou des sources secondaires est équivalent à déterminer la séparation de la ou des sources principales.  It should be noted that determining the spatial distribution of the secondary source (s) is equivalent to determining the separation of the main source (s).
De préférence, pour l'ensemble des fenêtres de temps correspondant à une même fenêtre fréquentielle, les fenêtres sont identiques et par conséquent les bases des sous-espaces vectoriels sont identiques. Preferably, for all time windows corresponding to the same frequency window, the windows are identical and therefore the bases of vector subspaces are the same.
Une fois cette étape d'apprentissage SO réalisée sur chaque fenêtre de temps il est possible de reconstruire l'ensemble du signal sur la fenêtre de temps- fréquence.  Once this learning step SO is performed on each time window, it is possible to reconstruct the entire signal on the time-frequency window.
A cet effet, le procédé selon la présente invention comporte une première étape de construction Sl consistant notamment en une régression linéaire avec correspondant à avec éventuellement une fenêtre temporelle un peu plus large pour éviter des effets de bords. For this purpose, the method according to the present invention comprises a first construction step Sl consisting in particular of a linear regression with corresponding to possibly with a slightly larger time window to avoid edge effects.
Ainsi, il est possible de déterminer la répartition des sources principales en fonction de l'instant courant.  Thus, it is possible to determine the distribution of the main sources according to the current time.
Plus particulièrement, cette première étape de construction Sl permet de déterminer un premier filtre permettant de filtrer les artefacts dont la répartition More particularly, this first construction step S1 makes it possible to determine a first filter making it possible to filter the artifacts whose distribution
est constante dans le temps ; à savoir principalement les artefacts oculaires et certains artefacts musculaires. is constant in time; namely mainly eye artifacts and certain muscular artifacts.
Toutefois, on constate que les artefacts mécaniques ne sont pas filtrés ; ces artefacts mécaniques se caractérisant par leur répartition aléatoire sur les électrodes. Mode fréquentiel  However, it is found that the mechanical artifacts are not filtered; these mechanical artefacts are characterized by their random distribution on the electrodes. Frequency mode
Comme évoqué ci-dessus, les artefacts mécaniques sont non-constants dans le temps ; toutefois, ces derniers se caractérisent par une très faible fréquence comparée à celle des sources principales.  As mentioned above, the mechanical artifacts are non-constant in time; however, these are characterized by a very low frequency compared to that of the main sources.
Ainsi, afin d'obtenir un filtre spatial pour les éliminer, il est possible de déterminer les composantes dont la majeure partie du signal se situe dans les très faibles fréquences. Ce mode peut également être utilisé pour filtrer !es artefacts musculaires qui ont pour caractéristique de porter une grande partie de ieur puissance dans ies hautes fréquences. Thus, in order to obtain a spatial filter to eliminate them, it is possible to determine the components of which most of the signal is located in the very low frequencies. This mode can also be used to filter out muscular artifacts that have the characteristic of carrying much of their power in high frequencies.
Dans ce mode fréquentiei, ies fenêtres temporelles des fenêtres temps- fréquence sont identiques (sauf effets de bord pour ; par contre, teurs fenêtres fréquentielles sont différentes. In this frequent mode, the time windows of the time-frequency windows are identical (except edge effects for; Again, the frequency windows are different.
La construction du filtre selon ia présente comporte donc une étape d'apprentissage SO consistant à appliquer une analyse multicomposante comparative AMC comparant un indice des signaux multicanaux sur deux fenêtres The construction of the filter according to ia here therefore comprises a learning step SO of applying a multicomponent comparative analysis AMC comparing an index of multichannel signals on two windows
fréquentielles différentes pour une même fenêtre de temps ; de préférence entre 0 et 2Hz et entre 4 et 8Hz pour le filtrage des artefacts mécaniques. different frequencies for the same window of time; preferably between 0 and 2Hz and between 4 and 8Hz for the filtering of mechanical artifacts.
Plus précisément, les composantes d'artefacts mécaniques peuvent être considérées comme celles dont ia puissance dans ia bande 0-2Hz est supérieure à la puissance dans Ia bande 4-8Hz.  More precisely, the components of mechanical artifacts can be considered as those whose power in the 0-2 Hz band is greater than the power in the 4-8 Hz band.
Préalablement, l'extraction d'une fenêtre de fréquence d'au moins un signal muiticanaux nécessite l'application de filtres fréquentiels de type passe-haut, passe- bas, et/ou passe-bande ou tous autres types de filtres fréquentiels, et notamment ceux résultant d'une optimisation ayant pour but de séparer au maximum les signaux principaux des signaux secondaires.  Previously, the extraction of a frequency window of at least one multi-channel signal requires the application of high-pass, low-pass, and / or band-pass or other type of frequency filter frequency filters, and in particular those resulting from an optimization for the purpose of separating as much as possible the main signals from the secondary signals.
Le procédé comporte en outre une étape Sl consistant notamment à reconstruire le signal par régression linéaire sur la fenêtre de temps-fréquence P* (correspondant à ) avec éventuellement une fenêtre temporelle un peu plus large pour éviter des effets de bords. . The method further comprises a step Sl consisting in particular of reconstructing the signal by linear regression on the time-frequency window P * (corresponding to ) possibly with a slightly larger time window to avoid edge effects. .
On remarque que le nombre de composantes de ia bases peut We note that the number of components of the bases can
varier en fonction des composantes à filtrer sur la fenêtre fréquentïelle. vary according to the components to be filtered on the frequent window.
Cette première étape de construction Sl permet ainsi de déterminer un deuxième filtre permettant une caractérisatioπ spatiale des sources à éliminer qui correspondent à des artefacts mécaniques et/ou musculaires. This first construction step S 1 thus makes it possible to determine a second filter allowing a spatial characterisatioπ of the sources to eliminate which correspond to mechanical and / or muscular artefacts.
Combinaison de filtres  Combination of filters
Ensuite, dans le mode de réalisation décrit ici, il est possible de combiner les caractéristiques des premier et deuxième filtres précédemment obtenus de sorte à obtenir un filtre global capable de filtrer simultanément les différents types d'artefacts : mécaniques, musculaires, oculaires, etc. Then, in the embodiment described here, it is possible to combine the characteristics of the first and second filters previously obtained from so as to obtain a global filter capable of simultaneously filtering different types of artifacts: mechanical, muscular, ocular, etc.
Dans une première variante de réalisation, l'obtention d'un tel filtre F1" consiste notamment à combiner le premier filtre du mode temporel et le In a first variant embodiment, obtaining such a filter F 1 "consists in particular in combining the first filter of the time mode and the
deuxième filtre du mode fréquentiel, précédemment décrits. second filter frequency mode, previously described.
Pour ce faire, on considère deux fenêtres permettant d'apprendre la répartition d'un premier type d'artefacts, et deux fenêtres permettant d'apprendre Ia répartition d'un deuxième type d'artefact. To do this, we consider two windows to learn the distribution of a first type of artifacts, and two windows to learn the distribution of a second type of artifact.
On considère en outre les fenêtres utilisées pour apprendre la We also consider the windows used to learn the
répartition des signaux principaux. De manière préférentielle, , et correspond distribution of the main signals. Preferably, and corresponds
à mais avec des bords en plus.  to but with more edges.
Dans le mode de réalisation décrit ici, pour une fenêtre de temps-fréquence on calcule un premier filtre en appliquant les étapes d'analyse multicomposante comparative SO et de régression linéaire Sl sur ; puis on calcule un deuxième filtre en appliquant les étapes d'analyse multicomposante comparativeIn the embodiment described here, for a time-frequency window a first filter is calculated by applying the steps of comparative multicomponent analysis SO and linear regression Sl on ; then we calculate a second filter by applying comparative multicomponent analysis steps
SO et de régression linéaire Sl surSO and linear regression Sl on
On calcule ensuite Je filtre globale F * par une étape de convoiution S3 des premier et deuxième filtres selon la formule The global filter F * is then calculated by a convolution step S3 of the first and second filters according to the formula
Dans cette première variante, l'étape de combinaison inclut l'étape d'apprentissage SQ et l'étape de régression linéaire Sl.  In this first variant, the combining step includes the learning step SQ and the linear regression step S1.
Dans une deuxième variante de réalisation, la construction du premier filtre F, comporte une étape de combinaison consistant à rechercher à partir In a second variant embodiment, the construction of the first filter F comprises a combination step of searching from
des fenêtres de temps-fréquence (deux fenêtres permettant d'apprendre la repartions d'un premier type d'artefact) et (deux fenêtres permettant time-frequency windows (two windows to learn the repartions of a first type of artifact) and (two windows allowing
d'apprendre la répartition d'un deuxième type d'artefact).  to learn the distribution of a second type of artifact).
Cette variante de réalisation consiste notamment à :  This variant embodiment consists in particular of:
- effectuer l'analyse multicomposante comparative de X sur afin d'obtenir de sorte à déterminer les composantes ne comportant pas d'artefact d'un - perform comparative multicomponent analysis of X on in order to get to determine the components with no artifact of a
premier type mais éventuellement des artefacts d'un deuxième type ;  first type but possibly artifacts of a second type;
- définir un nouveau signal multicanaux correspondant aux sources de - define a new multichannel signal corresponding to the sources of
ces composantes ; - effectuer i'anaiyse multicomposante comparative AMC de afin these components; - perform the AMC multicomponent comparative analysis of
d'obtenir afin d'extraire ies composantes ne comportant pas d'artefact du to obtain in order to extract the components without artifact from the
deuxième type ; puis second type; then
- définir - to define
Dans cette deuxième variante, l'étape de combinaison inciut l'étape d'apprentissage SO. L'étape Sl est ensuite appliquée normalement sur afin de construire In this second variant, the combination step incurs the learning step SO. Step S1 is then applied normally to in order to build
Bien évidemment, tous autres types de méthode permettant la combinaison des premier et deuxième filtres pour obtenir un filtre giobal P1* pourront Of course, all other types of method allowing the combination of the first and second filters to obtain a general filter P 1 * will be possible.
être utilisés dans la présente Invention. be used in the present invention.
De façon générale, on remarque que, de façon caractéristique, il est possible de calculer !e filtre inverse afin d'inverser les hypothèses en remplaçant ce filtre Fx par I-Fx ; ceci est équivalent à remplacer , et In general, we note that, in a typical way, it is possible to calculate the inverse filter in order to reverse the hypotheses by replacing this filter Fx by I-Fx; this is equivalent to replacing , and
On obtient ainsi un filtre qui conserve les signaux dont la répartition est constante dans le temps et qui éliminerait les signaux dont la répartition varie.  A filter is thus obtained which retains the signals whose distribution is constant over time and which eliminates the signals whose distribution varies.
Stabilisation Stabilization
Le filtre global ainsi obtenu n'est cependant pas optimal. The global filter thus obtained is not optimal.
En effet, la répartition réelle des artefacts sur une fenêtre courante peut être légèrement différente de la répartition des artefacts sur les fenêtres d'apprentissage Indeed, the actual distribution of artifacts on a current window can be slightly different from the distribution of artifacts on learning windows
Si tel est le cas, la méthode risque de chercher à reconstruire le ou ies signaux secondaires ss (artefacts) au lieu de reconstruire le ou les signaux principaux sp (sources cérébrales) ; ies signaux secondaires pouvant être beaucoup plus importants que les signaux principaux.  If this is the case, the method may seek to reconstruct the secondary signal (s) (artifacts) instead of reconstructing the sp (brain source) main signal (s); the secondary signals may be much larger than the main signals.
Cette instabilité se matérialise par un écart entre le sous-espace vectoriel espace de répartition des artefacts, et le sous-espace vectoriel espace de répartition des sources cérébrales. This instability is materialized by a gap between the vector subspace space of distribution of artifacts, and the vector subspace space of distribution of brain sources.
De préférence, la mesure de l'écart entre peut être considérée comme un angle minimal. Preferably, the measurement of the difference between can be considered as a minimal angle.
Pour éviter cette instabilité, l'étape de construction globale Sl, S2, 53 selon une première variante de réalisation comporte avantageusement une étape supplémentaire de stabilisation S2 consistant en une orthogonalisatàon, éventuellement progressive, de la matrice de filtrage par projection de composantes sur l'espace des composantes principales. To avoid this instability, the overall construction step S1, S2, 53 according to a first embodiment advantageously comprises a step additional stabilization S2 consisting of orthogonalisatonon, possibly progressive, the filtering matrix by projection of components on the space of principal components.
Cette étape de stabilisation 52 s'effectue sur le principe de la méthode d'Analyse des Composantes Principales dite ACP.  This stabilization step 52 is performed on the principle of the principal component analysis method called ACP.
Plus précisément, cette étape de stabilisation S2 consiste à augmenter l'écart (de préférence l'angle minimal) entre l'espace de répartition des artefacts et l'espace de répartition des sources cérébrales, ceci jusqu'à ce que ce dernier soit supérieur à un seuil. More precisely, this stabilization step S2 consists of increasing the difference (preferably the minimum angle) between the space of distribution of the artifacts and the space of distribution of the brain sources, until the latter is above a threshold.
Pour ce faire, cette étape de stabilisation S2 consiste en une projection orthogonale du sous-espace vectoriel sur les composantes principales de de sorte à réduire l'écart entre Ea véritable répartition spatiale des sources secondaires ss et son estimation pour la majeure partie du signai. To do this, this stabilization step S2 consists of an orthogonal projection of the vector subspace on the main components of so to reduce the gap between the true spatial distribution of secondary sources and its estimate for most of the signal.
Ainsi, afin d'obtenir la matrice de filtrage après avoir déterminé par l'étape SO, on effectue l'Analyse des composantes principales ACP sur la fenêtre de X. So, in order to get the filter matrix after having determined by step SO, we perform the analysis of the principal components ACP on the window of X.
Plus précisément, on calcule la matrice de covariance de cette fenêtre, More precisely, we calculate the covariance matrix of this window,
puis on la diagonalise est la matπce diagonale des valeurs then we diagonalize it is the diagonal material of the values
propres triées dans l'ordre décroissant et Pt la matrice de passage. clean sorted in descending order and P t the passage matrix.
On désigne la matrice formée par les k premières colonnes de la matrice We denote the matrix formed by the first k columns of the matrix
de passage of passage
Pour effectuer cette projection, il est nécessaire de définir une base de nommée et de la projeter orthogonalementsurTo make this projection, it is necessary to define a base of named and project it orthogonally
Une fois cette étape effectuée, on calcule à nouveau une base de l'espace orthogonal et on effectue l'étape de régression linéaire Sl avec cette nouvelle Once this step has been performed, a base of the orthogonal space is again computed and the linear regression step Sl is carried out with this new one.
base afin de construire Ia matrice de filtrage du premier filtre selon ia formule : base in order to construct the filter matrix of the first filter according to the formula:
De façon avantageuse, rétape de stabilisation S2 est répétée en faisant décroître k jusqu'à ce qu'un écart (de préférence i'angie minimal) entre les deux sous-espaœs vectorieis soit supérieur à un seuil, par exemple un angle Advantageously, stabilization step S2 is repeated by decreasing k until a difference (preferably minimum angi) between the two is reached. subspaces vectorieis is greater than a threshold, for example an angle
supérieure à 16°, greater than 16 °,
Cette stabilisation est particulièrement utile pour le filtrage des artefacts oculaires, car les signaux dans les basses fréquences rendent difficile l'estimation de la matrice de covariance.  This stabilization is particularly useful for filtering ocular artifacts, since low frequency signals make it difficult to estimate the covariance matrix.
Dans une deuxième variante de réalisation sensiblement équivalente, afin d'obtenir la matrice de filtrage Fir et après avoir déterminé , on effectue l'analyse In a second substantially equivalent embodiment, in order to obtain the filter matrix F ir and after having determined, the analysis is carried out
en composantes principales ACP sur la fenêtre Pf de X. in principal components ACP on the window Pf of X.
A cet effet, on calcule la matrice de covariance de cette fenêtre 1 puis on la diagonalise OÙ ùt est la matrice diagonale des valeurs propres For this purpose, we calculate the covariance matrix of this window 1 then we diagonalize it where t is the diagonal matrix of the eigenvalues
triées dans l'ordre décroissant et Pt la matrice de passage. sorted in descending order and P t the passage matrix.
Ensuite, on effectue une étape consistant en projeter orthogonalement sur les k premières composantes de l'analyse en composantes principales ACP (De manière préférentiel k est initialement fixé à m et décroit progressivement). Then, a step of projecting orthogonally on the k first components of the principal components analysis ACP (Preferentially k is initially set at m and gradually decreases).
On désigne ensuite? la matrice formée par les k premières colonnes de P1 et la matrice formée par les n-k dernières. What is next? the matrix formed by the first k columns of P 1 and the matrix formed by the last nk.
Pour effectuer cette projection, il est également nécessaire de définir une base de nommé et de la mettre dans une autre base formée par la matrice de To make this projection, it is also necessary to define a base of named and put it in another base formed by the matrix of
passage P, . passage P,.
Les n-k dernières composantes sont conservées telles quelles, et les k The last nk components are kept as they are, and the k
premières forment un nouvel espace de travail dans lequel on effectue la régression linéaire. first form a new workspace in which linear regression is performed.
On calcule donc correspondant à une base de dans la base So we calculate corresponding to a base of in the base
des k premières composantes de Paralyse en composantes principales ACP, the first k components of PCA Principal Component Paralysis,
On calcule ensuite une base de l'orthogonal de ; la régression A base of the orthogonal of; the regression
linéaire étant alors effectuée sur les signaux muiticanaux (de matrice de Linear is then performed on the muitican signals (matrix of
covariance et a partir des composantes afin d'obtenir la matrice *covariance and from the components to get the matrix *
Enfin, la matrice de filtrage dans la base d'origine est donnée par (les composantes sont conservées telles quelles et l'étape de régression linéaire Sl est appliquée sur les composantes Finally, the filter matrix in the original database is given by (the components are kept as they are and the linear regression step Sl is applied to the components
Bien évidemment, tous autres types de méthode permettant la stabilisation pourront être utilisés dans la présente invention.  Of course, any other type of stabilization method may be used in the present invention.
En ce qui concerne le filtrage de l'EEG cette stabilisation est particulièrement utile pour le filtrage des artefacts oculaires. En effet, les signaux de basses fréquences rendent difficile l'estimation de la matrice de covariance.  As far as EEG filtering is concerned, this stabilization is particularly useful for filtering ocular artifacts. Indeed, the low frequency signals make it difficult to estimate the covariance matrix.
Résultats Results
Les figures 5a et 5c représentent différents enregistrements de signaux multicanaux pour un patient pendant une crise épileptique.  Figures 5a and 5c show different multichannel signal recordings for a patient during an epileptic seizure.
La lecture de ces enregistrements et le diagnostique de l'épilepsie est manifestement difficile pour un neurologue dans ces deux cas ; ces enregistrements étant particulièrement artéfactés.  Reading these recordings and diagnosing epilepsy is clearly difficult for a neurologist in both cases; these recordings being particularly artefacted.
L'utilisation du filtre obtenu par le procédé selon la présente invention permet d'obtenir des signaux filtrés qui présentent de bons résultats ; ces résultats étant affichés sur les moyens d'affichage M3.  The use of the filter obtained by the process according to the present invention makes it possible to obtain filtered signals which have good results; these results being displayed on the M3 display means.
Sur ces signaux filtrés, la majeure partie des artefacts est supprimée tandis que le rythme Δ est conservé relevant la position du foyer. On peut également discerner la propagation de la crise.  On these filtered signals, most of the artifacts are removed while the rhythm Δ is kept up to the position of the focus. We can also discern the spread of the crisis.
Les résultats obtenus avec un tel procédé sont particulièrement avantageux : The results obtained with such a method are particularly advantageous:
On remarque une baisse de 80% de l'amplitude des artefacts oculaires et musculaires ; tandis les amplitudes des signaux cérébraux sont correctement conservées (95% des rythmes α, 80% des rythmes θ, 70% des rythmes Δ, 90% des pointes, et 75% des pointes-ondes sont conservés). There is an 80% decrease in the amplitude of ocular and muscular artifacts; while the amplitudes of the cerebral signals are correctly conserved (95% of the rhythms α, 80% of the rhythms θ, 70% of the rhythms Δ, 90% of the points, and 75% of the spikes are preserved).
Les résultats obtenus permettent ainsi une utilisation fiable dans un environnement clinique et facilitent pour le neurologue la lecture des voies de l'électroencéphalographe EEG.  The results obtained thus allow a reliable use in a clinical environment and facilitate for the neurologist the reading of the EEG electroencephalograph tracks.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'au moins un signal multicanaux (X) décomposé, sur une pluralité de fenêtres de temps-fréquence en une pluralité de signaux A method of processing at least one decomposed multichannel signal (X) over a plurality of time-frequency windows into a plurality of signals
multicanaux ledit signal multicanaux (X) résultant d'une combinaison linéaire multichannel said multichannel signal (X) resulting from a linear combination
entre au moins un signal principal (sp) issu de la mesure de données provenant d'une source de données principale (S) et au moins un signal secondaire (ss) issu de la mesure de données provenant d'une source de données secondaire (B) correspondant à au moins un artefact, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte : between at least one main signal (sp) from the measurement of data from a main data source (S) and at least one secondary signal (ss) from the measurement of data from a secondary data source ( B) corresponding to at least one artifact, said method being characterized in that it comprises:
- une étape d'apprentissage (SO) comprenant une analyse multicomposante comparative (AMC) consistant notamment en une comparaison d'un indice, de préférence représentatif de la puissance, dudit signal (X) sur deux fenêtres de temps-fréquence distinctes en sorte de séparer les composantes du signal principal (sp) des composantes d'au moins une partie du signal secondaire (ss) sur chacun des canaux et pour lesdites deux fenêtres de temps-fréquence distinctes et ; a learning step (SO) comprising a comparative multicomponent analysis (AMC) consisting in particular in a comparison of an index, preferably representative of the power, of said signal (X) on two distinct time-frequency windows; so as to separate the components of the main signal (sp) from the components of at least a part of the secondary signal (ss) on each of the channels and for said two distinct time-frequency windows and;
- une étape de construction globale (Sl, S2, S3) d'un filtre global permettant d'éliminer ou de réduire le signal secondaire (ss), comprenant une première étape de construction (Sl) d'au moins un premier filtre permettant de a step of global construction (S1, S2, S3) of a global filter for eliminating or reducing the secondary signal (ss), comprising a first step of construction (Sl) of at least a first filter allowing
conserver dans ledit signal multicanaux (X), et sur une troisième fenêtre de temps- fréquence le signal principal (sp) et d'éliminer au moins une partie du signal secondaire (ss), ladite première étape de construction (Sl) consistant notamment en une régression linéaire desdites composantes dudit signal principal (sp) ou desdites composantes de ladite au moins une partie du signal secondaire (ss). retain in said multichannel signal (X), and on a third time-frequency window the main signal (sp) and eliminating at least a portion of the secondary signal (ss), said first building step (Sl) consisting in particular of a linear regression of said components of said main signal (sp) or said components of said at least one part of the secondary signal (ss).
2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la comparaison est réalisée, pour au moins une fenêtre de fréquence, sur une fenêtre de temps au repos et sur une fenêtre de temps artéfactée, ou est réalisée, pour une même fenêtre de temps, sur deux fenêtres de fréquences distinctes, en sorte d'obtenir le premier filtre 2. Treatment method according to claim 1, characterized in that the comparison is carried out, for at least one frequency window, on a window of time at rest and on an artefacted time window, or is performed for the same window of time, on two windows of different frequencies, so as to get the first filter
3. Procédé de traitement selon ia revendication 2, caractérisé en ce que la fenêtre de temps au repos et la fenêtre de temps artéfactέe sont obtenues manuellement ou de façon automatisée à partir d'une base de données de patient préétablie. The treatment method according to claim 2, characterized in that the idle time window and the artefact time window are obtained manually or automatically from a pre-established patient database.
4. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendÈcattons précédentes, caractérisé en ce que l'analyse muîticomposante comparative (AMC) des signaux muiticaπaux (X) comprend les étapes consistant à :  4. Processing method according to any one of the preceding revendeccattons, characterized in that the multicomponent comparative analysis (AMC) of the muiticaπaux signals (X) comprises the steps of:
- calculer les matrices de covariance des signaux multicanaux et sur les deux fenêtres de temps-fréquence - calculate the covariance matrices of the multichannel signals and on both time-frequency windows
- diagonaHser simultanément les deux matrices de covariances : - diagonaHser simultaneously the two matrices of covariances:
où P est la matrice de passage et D est la matrice diagonale des valeurs propres triées dans l'ordre croissant ; et where P is the transition matrix and D is the diagonal matrix of the eigenvalues sorted in ascending order; and
- obtenir le vecteur (v) représentant le rapport de puissance de chaque composante entre les deux fenêtres de temps-fréquence ce vecteur (v) correspondant à la diagonale de Ia matrice D. obtain the vector (v) representing the power ratio of each component between the two time-frequency windows this vector (v) corresponding to the diagonal of the matrix D.
5. Procédé de traitement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'analyse muîticomposante comparative (AMC) comprend en outre une étape consistant à éliminer de la matrice diagonale D les composantes qui ont les plus grandes valeurs propres, par exemple soit en prédéterminant une valeur seuil à ne pas dépasser, soit en prédéterminant un nombre de composantes à éliminer.  5. Treatment process according to claim 4, characterized in that the comparative multi-component analysis (AMC) further comprises a step of eliminating from the diagonal matrix D the components which have the largest eigenvalues, for example either by predetermining a threshold value not to be exceeded, ie by predetermining a number of components to be eliminated.
6. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, la première étape de construction (Sl) étant une étape de construction d'un premier et d'un deuxième filtre caractérisé en ce que le filtre global est obtenu par une étape de convolution (S3) desdits premier et deuxième filtres 6. Treatment method according to any one of claims 1 to 5, the first step of construction (Sl) being a step of constructing a first and a second filter characterized in that the global filter is obtained by a convolution step (S3) of said first and second filters
7. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qui! comporte en outre une étape de filtrage (S4) par application d'un desdites premier et deuxième filtres, ou dudit filtre global f sur les signaux multicanaux au signal multicanaux (X) pour une pluralité de fenêtres de temps-fréquence en vue d'obtenir des signaux filtrés pour chaque fenêtre de temps-fréquence 7. Treatment method according to any one of the preceding claims, characterized in that! further comprises a filtering step (S4) by applying one of said first and second filters, or said global filter f on multichannel signals to multichannel signal (X) for a plurality of windows time-frequency to obtain filtered signals for each time-frequency window
8. Procédé de traitement seiorr la revendication 1, caractérisé en ce qui! comporte en outre une étape de reconstruction (S5) d'au moins un signal (XO sur l'ensemble de ia période de temps (T) par soustraction des signaux muiticanaux pour chaque fenêtre de temps-fréquence du signal muiticanaux (X), et en ajoutant les signaux filtrés pour chaque fenêtre de temps-fréquence ; en sorte d'obtenir : 8. The treatment method according to claim 1, characterized in that! further comprises a step of reconstructing (S5) at least one signal (XO over the entire period of time (T) by subtracting the multi-channel signals for each time-frequency window multi-channel signal (X), and adding the filtered signals for each time-frequency window ; in order to obtain:
9. Procédé de traitement selon i'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de construction globale (Sl, S2, S3) comporte en outre une étape de stabilisation (52) consistant notamment en une projection orthogonale des composantes d'un desdits premier et deuxième filtres sur ia 9. A method of treatment according to any one of the preceding claims, characterized in that the overall construction step (S1, S2, S3) further comprises a stabilization step (52) consisting in particular of an orthogonal projection of the components d one of said first and second filters on ia
troisième fenêtre de temps-fréquence de sorte à augmenter l'écart entre Ea répartition des composantes du signal secondaire (ss) et des composantes du signai principale (sp). third time-frequency window so as to increase the difference between the distribution of the components of the secondary signal (ss) and the components of the main signal (sp).
10. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signai muiticanaux (X) est un signal qui contient des informations électro-physiologiques,  10. Treatment method according to any one of the preceding claims, characterized in that the multi-channel signal (X) is a signal which contains electro-physiological information,
11. Procédé de traitement selon i'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signai muiticanaux (X) est le signal d'un èîectroencéphaiographe (EEG) qui résultent d'une combinaison linéaire d'au moins un signal principal (sp) issu de ia mesure provenant de l'activité cérébrale, notamment l'activité cérébrale normale et l'activité cérébrale d'origine pathologique, et au moins un signal secondaire (ss) issu de la mesure provenant d'au moins un artefact de type artefacts mécaniques, oculaires, musculaires.  11. A method of treatment according to any one of the preceding claims, characterized in that the multi-channel signal (X) is the signal of an electroencephaiograph (EEG) which results from a linear combination of at least one main signal (sp). ) derived from the measurement of brain activity, including normal brain activity and pathological brain activity, and at least one secondary signal (ss) from the measurement from at least one artifact of the type mechanical, ocular, muscular artifacts.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour améliorer ia lecture des voies d'un éiectroencéphaiographe (EEG), et permettre notamment ia détection de pathologie neurologique de type épiiepsie.  12. The method as claimed in claim 1, for improving the reading of the electroencephalograph (EEG) pathways, and in particular for detecting neurological pathology of the epilepsy type.
13. Programme d'ordinateur (PG) comportant des instructions adaptées pour l'exécution des étapes du procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 13. Computer program (PG) comprising instructions adapted for performing the steps of the method of treatment according to any one of claims 1 to 12 when said program is executed by a computer.
14. Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur (PG) comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.A computer-readable recording medium on which a computer program (PG) is recorded including instructions for performing the steps of the processing method according to any one of claims 1 to 12.
15. Dispositif médical comportant des moyens adaptés pour la mise en œuvre du procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 15. Medical device comprising means adapted for implementing the treatment method according to any one of claims 1 to 12.
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