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République Algérienne Démocratique et Populaire Université Abou Bakr Belkaid– T

République Algérienne Démocratique et Populaire Université Abou Bakr Belkaid– Tlemcen Faculté des Sciences Département d’Informatique Mémoire de fin d’études pour l’obtention du diplôme de Masteren Informatique Option: Modèle Intelligent et Décision(M.I.D) Thème Etude comparative entre réseaux bayésien et autre méthodes de classification appliqué sur une base cardiologue Réalisé par : - Embarkimiloud Présenté le 26 Septembre 2012 devant le jury composé de MM. -M.BENAZZOUZM(MAA) (Président) - M.CHIKH M.A (Professeur) - M.BENMOUNA Y (MAB) (Encadreur) (Co-Encadreur) - M.HADJILA F(MAA) (Examinateur) - MATALLAH Hociine(MAB) (Examinateur) Année universitaire :2011-2012 INTRODUCTION GENERALE Introduction général Les maladies cardio-vasculaires sont les premières causes de mortalité dans le monde, avec un taux de 17,1 millions chaque année, suivant l’estimation de l’OMS (statistique 2004), qui représente 29% de la mortalité mondiale totale, d’après les projections, ce taux va augmenter jusqu’au 23,6 millions en 2030, en Algérie, d’après l’institut national de santé public (INSP), sur environ 14 000 décès enregistrés en 2008, 19.7% ont été causé par les maladies cardio- vasculaires. La réduction des facteurs de risque cardio-vasculaire reste la meilleure prise en charge thérapeutique pour permettre de diminuer le nombre de décès d'origine cardiaque, il s'agit donc plutôt de limiter les risques lorsqu'on est atteint par une maladie qui peuvent provoquer une mort subite. Dans le domaine médical, les médecins sont régulièrement amenés à prendre plusieurs décisions, comme la prévention des pathologies, la prescription d’un examen,etc… La plupart de ces décisions sont prises facilement, le plus souvent automatiquement, lorsque le diagnostic est facile, le traitement choisi efficace et les risques nuls, alors que, dans d'autres cas, la bonne décision à prendre n'est pas évidente, par exemple lorsque le médecin se trouve dans une situation ou le diagnostic est particulièrement douteux, parce que, généralement la santé donne une importance considérable au facteur d’incertitude. Cette dernière tient à plusieurs raisons : certaines connaissances sont d'ordre statistique et sont associées par nature à un risque d'erreur, mais d'autres connaissances sont incomplètes, par défaut d'exploration Plusieurs approches existent dans la littérature pour aider le médecin apprendre des meilleures décisions, le choix parmi ces méthodes reste un chalenge. Notre travail s’inscrit dans la comparaison des différentes méthodes de classification existantes en donnant leurs avantages et leurs inconvénients suivants les besoins du médecin Dans ce travail, nous nous intéressons à cette problématique et nous proposons trois méthodes de classification La première méthode c’est le réseau de neurone, qui est un approximateur universel, l’avantage principal de ce modèle réside dans leurs capacités d’apprentissage et leurs facilités d’implémentation, La deuxième c’est la logique floue qui permet d’interpréter les résultats grâce à leur base de connaissances (base de règles). et finalement un modèle probabiliste, c’est un méthode très efficaces qui permettent de représenter des situations de raisonnement probabiliste à partir de connaissances incertaines. Ce mémoire est divisé en quatre chapitres : Le chapitre présente le fonctionnement générale du système cardiovasculaire ainsi une sur le ECG qui sont nécessaires pour une meilleure compréhension de notre mémoire, dans la suite nous avons présenté quelque maladies qui concerne le rythme cardiaque Au cours du deuxième chapitre, nous allons citer quelques travaux récents dans la littérature consacrée dans le domaine cardiologique Le troisième chapitre introduit l’apprentissage automatique, bref historique, fonctionnement générale de chaque méthode. Le quatrième chapitre est réservé pour l’expérimentation et l’analyse des résultats, pour la construction et le test des classifieurs, la base de donnée MIT-BH est utilisée pour le reconnaissance les types de battements cardiaques, Ce mémoire se termine par une conclusion générale et perspective Chapitre 1 Système cardio- vasculaire 1. Introduction : Nous présentons dans ce chapitre le fonctionnement général du système cardiovasculaire, puis le principe de l’électrocardiogramme (ECG). Cette présentation se limite au strict nécessaire pour une bonne compréhension du mémoire ; le lecteur intéressé par une approche médicale rigoureuse pourra se reporter aux nombreux ouvrages médicaux 2. Le système cardiovasculaire : Le système cardiovasculaire assure la circulation du sang dans l’organisme et permet ainsi son alimentation en oxygène et en nutriments. Il est composé du cœur, sorte de double pompe, qui assure la circulation dans deux réseaux complémentaires : celui des artères et celui des veines.[1] 3. Le cœur : Le cœur est l’élément central du système cardiovasculaire. Nous décrivons dans la suite du chapitre l’anatomie et le fonctionnement électrique d’un cœur sain. 3.1 Anatomie : Le cœur propulse le sang grâce aux contractions de son tissu musculaire appelé myocarde. Une épaisse cloison le divise en deux moitiés ( gauche/coeur droit), et chacune d’elles comporte deux cavités : l’oreillette et le ventricule. À chaque battement, le myocarde suit la même séquence de mouvement : le sang pauvre en oxygène arrive au cœur par la veine cave. Il y entre par l’oreillette droite, et en est chassé par sa contraction appelée systole auriculaire qui le déplace dans le ventricule droit. La systole ventriculaire (contraction des ventricules) propulse à son tour le sang du ventricule droit vers les poumons où il va se charger en oxygène. De retour au cœur par les veines pulmonaires, le sang s’accumule dans l’oreillette gauche puis, lors de la systole auriculaire, passe dans le ventricule gauche qui lors de la systole ventriculaire l’envoie vers les organes par l’artère aorte [2] (Figure 1). Figure 1.1 : Le cœur est séparé en deux par une épaisse cloison.[2] 3.2 Fonctionnement électrique : Comme pour tous les muscles du corps, la contraction du myocarde est provoquée par la propagation d’une impulsion électrique le long des fibres musculaires cardiaques induite par la dépolarisation des cellules musculaires. L’impulsion électrique se propage dans le muscle cardiaque et induit sa contraction. Elle prend naissance dans le sinus (Figure 2.a) puis se propage dans les oreillettes (Figure 2.b) entraînant leurs contractions (systole auriculaire). L’impulsion arrive alors au nœud auriculo- ventriculaire (AV) seul point de passage électrique entre les oreillettes et les ventricules. Une courte pause est alors introduite (Figure 2.c) juste avant la propagation dans les fibres constituant le faisceau de His. Au passage de l’impulsion électrique (Figure 2.d) les ventricules se contractent à leur tour (Figure .2) (systole ventriculaire Figure 1.2 : L’impulsion électrique se propage dans le muscle cardiaque et induit sa contraction [2]. 4. Electrocardiogramme : L’électrocardiogramme (ECG) est l’une des méthodes exploratoires les plus utilisées et pour diagnostiquer les pathologies cardiaques en médecine moderne. L’ECG mesure l’activité électrique du cœur par l’emploi d’électrodes externes mises au contact de la peau sur le torse. L’activité mesurée, formée d’ondes qui permettent d’identifier les phases de systoles et diastoles des oreillettes et des ventricules. Ce qui permet au médecin de mieux comprendre l’activité cardiaque, en lui facilitant de repérer des anomalies. Figure1.3: Enregistrement d'un ECG 3 voies. L' axe électrique du cœur suit la flèche rouge (Figure1.3), les axes mesurés (A, B et C) donnent des informations complémentaires qui permettent de déduire le comportement électrique qui sous-tend les battements. Les voies A et B sont mesurées par des électrodes placées au niveau de la base du cou, respectivement à droite et à gauche et sur la dernière côte, respectivement à gauche et à droite, la voie C par deux électrodes placées l’une dans le dos et l’autre sur le bord d’une côte gauche à l’horizontale de l’électrode dorsale. L’enregistrement Holter utilise en général deux ou trois de ces voies (A, B ou A, B, C). 4.1 Lecture et interprétation d'un ECG : La lecture et l'interprétation d'un ECG demande une grande habitude qui ne peut être acquise par le médecin que par une pratique régulière. L'interprétabilité du tracé, l'analyse de l'ECG se poursuit par l'étude du rythme et de la fréquence cardiaque (nombre de QRS par unité de temps) : Le tracé électrique comporte plusieurs accidents répétitifs appelés « ondes », et différents intervalles entre ces ondes. Les principales mesures à effectuer lors de l'analyse d'un ECG sont celles de l'onde P, de l’intervalle PR, du complexe QRS et d’autres mesures illustrées dans le (Tab 1) Suivant : Ondes et intervalles Correspondances Mesure Onde P Contraction des oreillettes Durée <0.1s Amplitude<0.25 mv Intervalle PR Temps de l’influx par les oreillettes jusqu’à l’activation ventriculaire 0.12 s <Durée<0.20 s Complexe QRS Contraction ventriculaire 0.06 s <Durée<0.10 s Segment ST La période d’extraction des ventricules jusqu’à la phase du repos ≈ 0.20 seconde Onde T La période du repos du 0.20 s <Durée< 0.25 s Tableau 1.1 correspondance entre le tracé électrique et le rythme cardiaque Normal L’ensemble des ondes consécutives d’un battement est appelé complexe, par exemple le triplet QRS désigne un complexe ventriculaire, le quintuplés PQRST désigne un complexe représentant le battement cardiaque complet. L’étude d’un enregistrement ECG est fondée sur l’analyse de quelques battements cardiaques successifs ; l’étude d’un seul battement ne fournit que peu d’indications pour la pose d’un diagnostic, mais les variations des paramètres caractéristiques de chaque battement au cours de l’enregistrement constituent une source d’information essentielle. Ces paramètres caractéristiques sont : - Les durées des ondes P, Q, R, S et T, et les amplitudes mesurées par rapport à la ligne de base (Figure 2). La ligne de base, comme nous le verrons dans les chapitres suivants, uploads/Sante/ etude-comparative-entre-reseaux-bayesien-pdf.pdf