Conception et développement d'un système ambulatoire pour la mesure de l'activité du Système Nerveux Autonome pour la surveillance de personnes âgées à domicile
Résumé
Studies show that the proportion of elderly will reach 30%of the total population by 2050 in developed countries, such as France, and the number of nursing home will not be enough for all. Therefore, one possible solution is to survey these people at home. In order to detect the loss of autonomy of the elderly, the AFIRM Team at TIMC-IMAG Laboratory has developed an apartment based on the concept of the Smart Home. However, in most of cases, in order to monitor the health state and the activity of the person, it is necessary to wear different kind of devices. Thus, the objective of this PhD work is to develop a wearable device for the measure of the autonomic nervous system activity in order to detect the possible risk situations during the daily living activities. In the second part of this document are presented the wearable device developed for the ANS activity quantification, the main signal processing algorithms for the feature extraction using the signals measured by the device and the two main classification methods (Neural Network and Support VectorMachine) used for the detection of the risk situations. In the third part we present the two experimentations carried on in order to improve the fall detection using the quantification of the ANS activity and to the study the autonomic nervous systemin subjects impaired with orthostatic hypotension.
La population des personnes âgées en France est en train d'augmenter et pour 2050 plus de 30% de la population totale aura plus de 65 ans. Le nombre d'infrastructures dédiées pour la surveillance des personnes âgées ne sera donc pas suffisant et une de solutions qui permettra de soulager ces institutions est celle de surveiller ces personnes dans leur domicile. Dans un premier temps, afin de détecter de façon précoce une perte d'autonomie l'équipe AFIRM a équipé un appartement avec des exocapteurs. Cependant, pour assurer un suivi plus approfondi de l'état de la personne (suivi de l'activité et de l'état de santé) il est indispensable de réaliser ce suivi avec des dispositifs portables sur la personne. Les travaux de cette thèse consistent au développement d'un dispositif portable pour le suivi de l'activité du système nerveux autonome de façon ambulatoire. Dans la deuxième partie de ce manuscrit nous avons décrit le développement du dispositif portable à partir des principales contraintes d'ergonomie pour un suivi à long terme. De la même manière, dans cette partie nous avons présenté les algorithmes utilisés pour l'extraction des principales caractéristiques sur les signaux mesurés par l'instrumentation ambulatoire. Finalement, les bases théoriques de deux principales méthodes de classification sont présentées afin de détecter des possibles situations à risque (la chute) à partir des caractéristiques extraites. La troisième partie présente les expérimentations réalisées pour améliorer la détection de chute à partir de la mesure du SNA , dans un premier temps, et ensuite