TAOULI-Sidi-Ahmed.pdf

REPUBLIQUE ALGERIENN
MINISTERE DE L'ENSEI
ET DE LA RECHERCHE S
UNIVERSITE ABOU BEKR
DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE
Docteur en Electronique
Analyse de la Variabilité de L’intervalle
QT et de sa Corrélation avec le Rythme
Cardiaque du Signal Electrocardiogramme
Jury :
Président :
Abdelhafid BESSAID
Examinateurs :
Fawzi BELBACHIR
Nabil BOUGHANMI
Directeur de thèse :
Fethi BEREKSI
Laboratoire de recherche Génie Biomédical
REPUBLIQUE ALGERIENN
E DEMOCRATIQUE ET PO
PULAIRE
MINISTERE DE L'ENSEI
GNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE S
CIENTIFIQUE
UNIVERSITE ABOU BEKR
BELKAID–
TLEMCEN
FACULTE DE TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE
ET D’ELECTRONIQUE
Docteur en Electronique
Présentée par Monsieur
TAOULI Sidi Ahmed
Analyse de la Variabilité de L’intervalle
QT et de sa Corrélation avec le Rythme
Cardiaque du Signal Electrocardiogramme
ECG
Soutenue en décembre 2012
Abdelhafid BESSAID
Prof. à l’Université de Tlemcen.
Fawzi BELBACHIR
Prof. à l’Université U. S. T. O.
Nabil BOUGHANMI
Prof. à l’Université U. S. T. O.
Fethi BEREKSI
-REGUIG
Prof. à l’Université de Tlemcen.
Année universitaire 2012-2013
THESE
Laboratoire de recherche Génie Biomédical
PULAIRE
GNEMENT SUPERIEUR
TLEMCEN
DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE
Analyse de la Variabilité de L’intervalle
QT et de sa Corrélation avec le Rythme
Cardiaque du Signal Electrocardiogramme
Prof. à l’Université de Tlemcen.
Prof. à l’Université U. S. T. O.
Prof. à l’Université U. S. T. O.
Prof. à l’Université de Tlemcen.

Je dédié ce modeste travail :
A Mes très chers parents pour leurs sacrifices indéniables
A ma femme et mon adorable fille Bouchra Iméne
A Mes frères et sœurs pour leurs encouragements,
A ma belle famille
A touts mes amis.

Remerciements
C'est avec une grande émotion que j'écris ces quelques lignes
pour tous ceux qui ont cru ce projet possible.
J'admire mon directeur de thèse ; le Professeur BEREKSI-REGUIG
Fethi. Je le remercie très sincèrement de m'avoir fait confiance,
de sa persévérance, de sa patience infinie lors de la rédaction et
de la correction de ce manuscrit. Je le remercie également pour
ses paroles de soutien dans les moments critiques. J'essaierai de
me montrer digne de sa rigueur scientifique qu'il a essayé de me
communiquer.
Je remercie également Monsieur le Professeur BESSAID
Abdelhafid qui a accepté de présider ce jury.
Je tiens à remercier Messieurs les professeurs, BELBACHIR
Fawzi et BOUGHANMI Nabil pour avoir accepté d’examiner cette
thèse.
J’exprime mes remerciements et ma sympathie à toutes les
personnes de notre équipe qui m’ont fait bénéficier de leur
gentillesse et de leur aide.
Merci enfin à tous les membres de laboratoire de recherche Génie
Biomédical : leur présence, leur bonne humeur ont été pour moi un
cadeau de tous les jours.

Table des matières
I
IN NT TR RO OD DU UC CT TI IO ON N G GE EN NE ER RA AL LE E
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .
6
6
I. Généralités sur l’électrophysiolologie cardiaque 7
I
I. .1 1. . I IN NT TR RO OD DU UC CT TI IO ON N . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .2 21 1
I
I. .2 2. . A AN NA AT TO OM MI IE E D DU U C CŒ ŒU UR R . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .2 21 1
I
I. .3 3. . T TE EC CH HN NI IQ QU UE ES S D D’ ’E EN NR RE EG GI IS ST TR RE EM ME EN NT T D D’ ’E EC CG G . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .2 23 3
I.3.1. H ISTOIRE DE L ’ ELECTROCARDIOGRAPHIE ......................................................................................23
I.3.2. L’ ENREGISTREMENT ..............................................................................................................................24
I
I. .4 4. . L LE ES S D DE ER RI IV VA AT TI IO ON NS S . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .2 24 4
I
I. .5 5. . C CA AR RA AC CT TE ER RI IS ST TI IQ QU UE ES S D DU U S SI IG GN NA AL L E EC CG G N NO OR RM MA AL L . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .2 26 6
I
I. .6 6. . A AR RT TE EF FA AC CT TS S V VI IS SI IB BL LE ES S S SU UR R L L' 'E EL LE EC CT TR RO OC CA AR RD DI IO OG GR RA AM MM ME E
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .2 29 9
I.6.1 B RUITS TECHNIQUES ..............................................................................................................................29
I.6.2. A RTEFACTS PHYSIQUES .........................................................................................................................31
I
I. .7 7. . D DI IF FF FE ER RE EN NT TE ES S P PA AT TH HO OL LO OG GI IE ES S L LI IE EE ES S A AU U Q QT T E ET T R RR R
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .3 33 3
I.7.1 E XTRASYSTOLE V ENTRICULAIRE (ESV) ............................................................................................33
I.7.2 B LOCS DE BRANCHE ...............................................................................................................................19
I.7.2.1 Bloc de branche gauche ..................................................................................................................34
I.7.2.2. Bloc de branche droit ....................................................................................................................34
I.7.3 T ORSADES DE POINTES ..........................................................................................................................35
I.7.4 H YPERTROPHIES .....................................................................................................................................36
I.7.4.1. Hypertrophies ventriculaires gauche : ........................................................................................36
I.7.4.2. Hypertrophies ventriculaires droite : ..........................................................................................37
I.7.5. A UTRES PATHOLOGIES .........................................................................................................................38
I.7.5.1. Dyskaliémies ..................................................................................................................................38
I.7.5.2. Péricardites .....................................................................................................................................39
I
I. .8 8. . F FA AC CT TE EU UR RS S I IN NF FL LU UE EN NÇ ÇA AN NT T L LE E C CO OM MP PO OR RT TE EM ME EN NT T D DE E L L’ ’I IN NT TE ER RV VA AL LL LE E Q QT T . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .4 40 0
I.8.1. L E SYSTEME NERVEUX AUTONOME (SNA) .......................................................................................40
I.8.1.1. Nerf sympathique ...........................................................................................................................41
I.8.1.2. Nerf parasympathique (vagal) .....................................................................................................42
I.8.1.3. Mesure de l’activité du Système Nerveux Autonome (SNA) .................................................29
I.8.2.
V ARIATIONS CIRCADIENNES ...............................................................................................................29
I
I. .9 9. . V VA AR RI IA AT TI IO ON N D DE E L LA A D DU UR RE EE E D DE E L L’ ’I IN NT TE ER RV VA AL LL LE E Q QT T A AV VE EC C L LA A F FR RE EQ QU UE EN NC CE E

C CA AR RD DI IA AQ QU UE E . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .4 44 4
I
I. .1 10 0. . C CO ON NC CL LU US SI IO ON N . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .4 45 5
B BI IB BL LI IO OG GR RA AP PH HI IE E
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . E ER RR RE EU UR R ! ! S SI IG GN NE ET T N NO ON N D DE EF FI IN NI I. .
II. Théorie de la Morphologie Mathématique 40
L
L’ ’E ES SP PR RI IT T D DE E L LA A M MO OR RP PH HO OL LO OG GI IE E M MA AT TH HE EM MA AT TI IQ QU UE E
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5 54 4
H
HI IS ST TO OI IR RE E D DE E L LA A M MO OR RP PH HO OL LO OG GI IE E M MA AT TH HE EM MA AT TI IQ QU UE E . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5 54 4
I
II I. .1 1. . I IN NT TR RO OD DU UC CT TI IO ON N . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5 55 5
I
II I. .2 2. . L LE E P PR RI IN NC CI IP PE E D DE E B BA AS SE E . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5 56 6
I
II I. .3 3. . É ÉR RO OS SI IO ON N, , D DI IL LA AT TA AT TI IO ON N E ET T T TR RA AN NS SF FO OR RM MA AT TI IO ON NS S A AS SS SO OC CI IE ES S . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5 57 7
II.3.1. T RANSFORMATION EN TOUT OU RIEN PAR UN ELEMENT STRUCTURANT ................................58
II.3.1.1. Définition de l’élément structurant et de son transposé ........................................................58
II.3.1.2. Définition de la transformation en tout ou rien ......................................................................59
II.3.2. L’ EROSION ET LA DILATATION ENSEMBLISTES .............................................................................59
II.3.2.1. L’érosion ........................................................................................................................................59
II.3.2.2. La dilatation ...................................................................................................................................61
II.3.3. P ROPRIETES DE L ’ EROSION ET DE LA DILATATION ......................................................................49
II.3.3.1. Relation entre la dilatation et l’addition de Minkowski ..........................................................49
II.3.3.2. Relation entre l’érosion et la soustraction de Minkowski .......................................................64
II.3.3.3.Propriétés algébriques de l’érosion et de la dilatation ..............................................................64
I
II I. .4 4. . O OU UV VE ER RT TU UR RE E, , F FE ER RM ME ET TU UR RE E . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .6 66 6
I
II I. .5 5. . T TR RA AI IT TE EM ME EN NT T M MO OR RP PH HO OL LO OG GI IQ QU UE E D DE ES S S SI IG GN NA AU UX X . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .6 68 8
II.5.1. E ROSION ET DILATATION DE FONCTIONS ......................................................................................69
II.5.1.1. Nature de l’élément structurant ..................................................................................................69
II.5.1.2. Erosion d’une fonction ................................................................................................................70
II.5.1.3. Dilatation d’une fonction ............................................................................................................71
II.5.2. O PERATEURS DE BASE DANS LE TRAITEMENT DU SIGNAL ..........................................................58
II.5.3. C ONSTRUCTION DE FILTRE ................................................................................................................74
II.5.3.1. Filtre Morphologique : .................................................................................................................74
II.5.3.2. Top Hat (Chapeau Haut de Forme) ..........................................................................................75
II.5.3.3. Filtre moyenne ..............................................................................................................................77
I
II I. .6 6. . P PR RI IN NC CI IP PE E D DE E L LA A M ME ET TH HO OD DE E D DE E M MO OR RP PH HO OL LO OG GI IE E M MU UL LT TI I- -E EC CH HE EL LL LE E . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .7 77 7
II.6.1. C ONCEPT DE BASE D ' ANALYSE DE LA MORPHOLOGIE MULTI - ECHELLE ..................................77
I
II I. .7 7. . C CO ON NC CL LU US SI IO ON N
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .8 80 0
B BI IB BL LI IO OG GR RA AP PH HI IE E
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .8 81 1
III. Traitement du signal ECG 71
I
II II I. .1 1. . I IN NT TR RO OD DU UC CT TI IO ON N . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .8 85 5
I
II II I. .2 2. . F FI IL LT TR RA AG GE E M MO OR RP PH HO OL LO OG GI IQ QU UE E. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .8 86 6
III.2.1. D ESCRIPTION .......................................................................................................................................86
I
II II I. .3 3. . A AL LG GO OR RI IT TH HM ME E D DE E F FI IL LT TR RA AG GE E M MO OR RP PH HO OL LO OG GI IQ QU UE E P PR RO OP PO OS SE E P PO OU UR R L LE E. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .9 90 0
T
TR RA AI IT TE EM ME EN NT T D DU U S SI IG GN NA AL L D D’ ’E EC CG G
.
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .9 90 0
III.3.1. A LGORITHME DE LA CORRECTION DE LA LIGNE DE BASE ........................................................91