DonNTU > Masters de DonNTU
Master DonNTU Boutiti Aymen
Boutiti Aymen

Faculté: Technologies informatiques et automatiques  (TIA)
Specialité: Système informatique de diagnostique médicale et technique  (SIDMT)
Theme: «Modèles et algorithmes pour le traitement du signal electrogastroenterographique»
Encadreur: Professeur associé Omelchenko Andriy Anatolievich
Sommaire

1. Introduction.
2. Actualité.
3. Buts et objectifs.
4. Le problème au niveau du domaine.

5. Resolution mathematique du problème.
6. Visualisation et analyse du signal elektrogastroenterographique.
7. Synthèse de la recherche scientifique et l'analyse.
8. Conclusion.
9. Littérature.

1. Introduction

Des recherches récentes ont identifié une nette tendance à la hausse de l'incidence du systeme digestif. En raison de cela, il y avait un besoin urgent pour l'amélioration continue des méthodes de diagnostique, ainsi que la création et le développement de nouvelles pas encore utilisées pour détecter la maladie à ses débuts, d'évaluer l'étendue des lésions, de suivre les résultats de la thérapie.
Electrogastroenterographie: méthode d'étude de la fonction gastro-intestinale du l’appareil digestif à l'aide de l'enregistrement simultané des biopotentiels de ses différentes divisions.[12]


2. Actualité

L’electrogastroenterographie n'a pas de contre-indications et est bien toléré par tous les patients. Cela permet d'examiner les patients, même très lourd, à la fois avant l'opération et dans les premières heures de la période postopératoire. En prenant en considération la simplicité et l'accessibilité de la méthode, on peut passer les études multiples réitérées pour évaluer la dynamique du processus de traitement. Les données obtenues avec l’electrogastroenterographie ne sont pas en contradiction et sont souvent en avance sur les résultats des rayons X et les études endoscopiques, qui ont montré une grande sensibilité de la méthode de diagnostique du canal alimentaire.


3. Buts et objectifs

L'objectif de ce travail est d'améliorer la rapidité et la précision du diagnostique des maladies du tractus gastro-intestinal par la mise en place des modernes algorithmes pour le traitement du signal electrogastroenterographique.

Pour atteindre l'objectif, il est nécessaire de résoudre ces problèmes:

    1.  Développer les moyens techniques d'enregistrement du signal electrogastroenterographique;
    2.  Mettre au point un modèle pour chaque signal electrogastroenterographique du système digestif;
    3.  Développer des algorithmes pour déterminer les maladies du du système digestif ;
    4.  Développer des logiciels d'application mis en place des modèles et des algorithmes.

4. Le problème au niveau du domaine

4.1. Objet de l'étude

Pour mieux comprendre comment et pourquoi le développement de diverses maladies du système digestif, vous devez d'abord comprendre sa structure.
Description simplifiée du système digestif [11]:

    1. Œsophage: - il s'agit d'un long tube de tissu musculaire dans lesquelles la nourriture passe de bouche à l'estomac.
    2. Cavité abdominale au-dessous du diaphragme. S'installent Ici tous les organismes abdominaux.
    3. L'Estomac se trouve dans la partie supérieure du ventre. Ici la nourriture subit l'action du suc gastrique et les ferments élaborés muqueux de l’estomac. Les éléments de la nourriture sont concassés de plus jusqu'aux composantes plus menues.
    4. Sphincter oesophagien: la soupape de retenue qui empêche la libération de la nourriture mélangée avec de l'acide dans l'œsophage.
    5. Pylore: - un petit muscle circulaire, à la sortie de l'estomac. Contrôle le débit de l'alimentation dans la masse de l'estomac, l'intestin grêle (duodénum).
    6. Intestin grêle: le plus important organe digestif. La longueur totale de l'intestin grêle adulte 4.5-6 mètres. Dans l'intestin grêle sont absorbés protéines, matières grasses, glucides, vitamines, minéraux
    7. Dans le duodénumles elements alimentaires livrées à partir de l'estomac, mélangé à la bile et les enzymes pancréatiques. Ici absorbé le fer et le calcium.
    8. En anatomie du système digestif, le jéjunum (de l'adjectif latin jejune, qui signifie "jeûne" ou "affamé") est la partie centrale des trois divisions de l'intestin grêle, en aval du duodénum et en amont de l'iléon. Chez l'humain adulte, il mesure en général de 2 à 8 m de long et son diamètre est de l'ordre 2 à 4 cm. Ceci permet une meilleure absorption des lipides, des glucides et des protides grâce à l'augmentation de la surface totale interne.
    9.  . Le dernier segment de l'intestin grêle: ileum. Il mesure environ 4,5 m chez les humains. Il s'attache au côlon (cæcum) par un carrefour appelé jonction iléo-cæcale.
    10. Ieocecal valve divise les intestins fines et gros.
    11.  Le côlon aussi appelé "gros intestin", court du cæcum jusqu'au rectum et constitue la partie terminale de l'intestin, appartenant à l'appareil digestif. Il fait suite à l'iléon au niveau de la valvule iléo-cæcale (valvule de Bauhin), et se termine au niveau du rectum. Il se dispose en cadre dans la cavité abdominale et mesure de 1 m à 1,5 m avec un diamètre de 8 cm (cæcum) à 4 cm (rectum).
Le schéma général de l'appareil digestif de l'homme
Figure 1. Le schéma général de l'appareil digestif de l'homme.

La progression de la nourriture selon l'appareil digestif, en mélange avec le suc digestif est l'une des principales fonctions de l'appareil gastro-intestinal. La boule alimentaire à la déglutition entre à l'oesophage sous la pression et s'avance selon lui à l'aide des réductions rythmiques ondulées. Puis, en passant par l'œsophage, elle se trouve dans l'estomac. Dans l'estomac la boule alimentaire se mélange avec les jus digestifs et subit l'usinage grâce aux réductions de courte durée péristaltiques et les changements lents de longue durée du tonus.

Après l'achèvement du traitement dans l'estomac la nourriture par les petites portions avec la période environ 20 secondes entre au duodénum, où se passe le traitement ultérieur par les ferments mis en relief par le pancréas et la bile. Ici son mouvement est assuré par les réductions péristaltiques ondulées.

Ensuite, la nourriture est devenu pâte, entre dans la jéjunum plus loin dans l'intestin ou se passe et l'absorption des nutriments de nouveau a l'aide de péristaltisme.Sa voie ultérieure est au gros intestin. Ici la nourriture s'attarde pour longtemps jusqu'à 20 heures. On savent trois types de l'activité motrice du gros intestin : le déplacement direct de la masse, la progression rétrograde (inverse) et les réductions rythmiques des segments séparés. Une telle conduite complexe assure l'absorption complète du sel et l'eau des masses fécales et la défécation normale. Notamment le travail coordonné de l'oesophage, l'estomac et l'intestin assure la digestion normale et notamment les désorganisations de sa coordination sont à la base ou sont la conséquence de plusieurs maladies de l'appareil digestif.

4.2. Méthodes de l'étude

Actuellement, il ya deux groupes d'étude du fonction de tube digestif.

La premiere groupe inclut des méthodes pour enregistrer l'activité contractile du tube digestif par la mesure de la pression à l'intérieur d'une division de tube digestif en utilison des cylindres microdétecteurs et les radiocapsules ouvertes. Malheureusement, l'introduction d'un corps étrange, qui est l'un des capteurs, amène à l'irritation de l'organisme et change son activité.

Au deuxième groupe se rapportent les méthodes électrophysiologiques fondées sur la corrélation électriques de l'activité de tube digestif. Ils comprennent l'enregistrement des biopotentiels des organismes avec des électrodes fixés sur le mure de ventre.

4.3.Elektrogastroenterographie.

Elektrogastroenterographie: méthode d'étude pour évaluer l'activité bioélectrique de l'estomac, du duodénum et les autres divisions du tube digestif. Il est basé sur l'enregistrement des changements dans le potentiel électrique du tube degistif.[8]

Dans l'état de repos les cellules musculaires lisses comme les cellules du muscle cardiaque ou les muscles squelettiques ont le potentiel de membrane de repos grâce au gradient de la concentration des ions de deux côtés de la membrane cellulaire. Les changements périodiques du potentiel membranaire ont reçu le nom des ondes lentes ou le potentiel transmembranaire du repos. Par le potentiel transmembranaire du repos comprennent la différence des potentiels existant entre intra- et extra-cellulaires environnement en l'absence de changements dans l'activité électrique. L'activité électrique hésite dans les limites de 20 jusqu'à 90 mv. Les ondes lentes électriques représentent les phases périodiques de la dépolarisation et la repolarisation du muscle lisse de la membrane cellulaire. Dans l'estomac, les ondes lentes sont générés miogennym peysmeykerom, situé dans le coprs de l'estomac. Les ondes lentes se produire avec une fréquence constante pour chaque département de tube digestif. Comme était montré par une série de chercheurs de l'intestin, il y a un proximal-distal gradient du fréquence des ondes lentes, c'est-à-dire la fréquence maximale observée dans le duodénum ensuite en direction distale la fréquence diminue. Il est important de noter que la fréquence des ondes électriques lentes détermine le maximum possible des réductions de la fréquence des muscles lisses du tractus gastro-intestinal. L'expérience a montré que, sur l'activité bioélectrique du tube digestif, le tractus gastro-intestinal est caractérisé par des phases de calme relatif et des phases de renforcement de l'activité. Les ondes lentes par eux-mêmes ne causent pas de la contraction musculaire. La réduction des muscles lisses du tissu se produit lorsque un plateau d'ondes lentes de fast oscillations électriques et qui s’appelle potentiel d'action (PA). Potentiel d'action est relativement rapide avec le changement de potentiel de membrane, qui est étroitement liée au niveau de la capacité au repos et l'amplitude des ondes électriques lentes, et reflètent une diminution des fibres musculaires. La force de la réduction de la fibre musculaire est proportionnelle au nombre de DD dans le groupe. Les ondes lentes est créé dans les muscles du potentiel proche du seuil d'activation, ce qui permet l'émergence de PD avec pour conséquence une réduction des fibres musculaires. En absence de dépolarisation de la membrane cellulaire PD et avec une forte propagation de la dépolarisation peut engager d'ondes lentes. Cependant, certains auteurs pensent que la réduction de fibre musculaire est possible en absence de potentiels de pointe. Le mécanisme de génération d'ondes électriques lentes est stable. Ils sont peu changé sous l'influence de l'acétylcholine, nedostigmina, atropine, adrénaline, prokaina, la morphine, l'histamine, la cocaïne, la nicotine. Cependant, toutes ces substances sont certainement influe sur l'apparition de la pointe et du potentiel de réduction dans le muscle lisse. Au début du 20 ème siècle, les chercheurs ont mesuré l'activité électrique des cellules musculaires lisses. Pour ce faire, on utilise comme intracellulaire ou extracellulaire, des moyens de répartir le signal. À l'heure actuelle pour déterminer l'activité bioélectrique du tractus gastro-intestinal en utilise les méthodes directes avec les électrodes implantées et des méthodes indirectes fondées sur l'enregistrement des changements du potentiel électrique des voies gastro-intestinales de la surface du corps. L’elektrogastroenterographie est une méthode indirecte permet l’enregistrement des changements des ondes lentes. Grâce aux travaux de Rebrova V. G, on élaborait la méthode electrogastroenterographique périphérique, ou l'enregistrement du signal des divers organes de tube digestif est produit des membres. La possibilité de cette méthode s'exprime par la constance des fréquence des réductions de divers organes de tube dugestif. Pour l'enregistrement de l'activité électrique des divers organes de tube dugestif on utilise les amplificateurs très sensibles avec la bande passante des fréquences basses (de 0 à 1 Hz) au régime du renforcement du courant continu que permet d'éliminer les obstacles apportés au signal par les potentiels à haute fréquence d'autres organismes.

Les fréquence des réductions différentes divisions de tube digestif, comme etait montré dans des certains nombres de travaux sont paramètres stables. Les limites des intervalles des fréquences sont indiquées dans le tableau.


Figure 2. Schéma de fonctionnement de l'elektrogastroenterograph
(l'animation est réalisée en Macromedia Flash MX, le nombre de cycles de répétition n'est pas limité. Taille = 17 Ko)

Tableau 1. les intervalles des fréquences de l'activité électrique des différentes divisions de tube digestif
Divesion de tube digestif fréquence (hz)
côlon 0,01 - 0,03
estomac 0,03 - 0,07
iléon 0,07 - 0,13
jéjunum 0,13 - 0,18
duodénum 0,18 - 0,25

4.4.Materiels pour l'étude

Les appareils modernes utilisés pour le diagnostique et l'étude, assurent l'accueil et l'enregistrement du signal des électrodes cutanées pendant de 1 heure à 24 heures, ainsi que la conservation, le traitement et la représentation documentaire de l'information reçue. Les filtres établis de l'appareil permettent simultanément d'estimer l'activité électrique de l'estomac, duodénum, jéjunum, iléon et le gros intestin, dans la gamme de fréquence de 0,01-0,25 Hz.

Dans les cliniques on a élabore des appareils pour l’electrogastroenterographique périphérique comme:

Elektrogastroenterograph EGEG 01-K ( "myography») est présenté dans la Figure 3:

Elektrogastroenterograph EGEG-01K
Figure.3. Elektrogastroenterograph EGEG-01K

Gastroscan présenté dans la Figure 4:

Gastroscan
Figure 4. "Gastroscan" appareil informatique pour mesurer à la fois le pH et pour surveiller l'activité électrique de tube digestif.

L'utilisation de l'appareil "Gastroscan" permet : d'examiner sur l'écran du moniteur de l'ordinateur personnel l'enregistrement et les résultats de l'analyse le PH-gramme et du signal electrogastroenterographique selon les paramètres.

L'étude standard est passée par 2 étapes jusqu'à 40 minutes : à jeun et après le petit déjeuner composé de 200 ml de thé chaud sucré, et 100 g de pain blanc. Pour le diagnostique et la correction du fonction de tube digestif on peut utiliser des médicaments issus des groupes de substances et de antiholinesteraznyh prokinetikov alimentaire au lieu de stimulateur.

Appareil portable pour elektrogastrografphie
Figure 5. Appareil portable pour elektrogastrografphie "Digitrapper EGG".



 
Biographie || Bibliothèque || Rapport de recherche || Liens || Section individuelle

© Copyright by DonNTU 2009 Boutiti Aymen