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Détermination d’un patron représentatif et analyse de la complexité des données cinématiques tridimensionnelles du genou.

Mechmeche, Imen (2016). Détermination d’un patron représentatif et analyse de la complexité des données cinématiques tridimensionnelles du genou. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en télécommunications, 73 p.

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Résumé

L’analyse des données cinématiques du genou est une nouvelle approche qui a permis une meilleure compréhension du mode de fonctionnement de cette articulation en état de mouvement. Ce type d’analyse a ouvert des issus pour effectuer un diagnostique non invasive des différentes pathologies musculosquelettiques du genou. En effet, plusieurs études ont appréhendé la classification des données cinématiques pour le développement de système d’aide à la décision de pathologies du genou. Cependant, aucune étude n’a considéré l’étude de la complexité de ces données avant leur classification. Dans cette étude, notre premier objectif est d’évaluer pour la première fois dans la littérature la complexité des données cinématiques indépendamment du classifieur. Cette mesure de complexité permettra d’avoir une idée sur leur caractéristiques intrinsèque et pourra orienter le choix du classifieur à utiliser. Le deuxième objectif vient suivre le premier et porte sur la détermination d’un patron représentatif des données cinématiques afin d’améliorer leur précision. Ce patron est déduit à partir d’observations pour chaque sujet qui décrivent les variations des angles de rotation du genou durant plusieurs cycles de marche. Ces courbes observées souffrent d’une part de la présence de données aberrantes et d’autre part de la variabilité en phase entre elles, ce qui fausse généralement la moyenne obtenue et qui est considérée comme le patron représentatif du sujet. Ainsi, nous proposons dans ce travail d’utiliser l’analyse fonctionnelle de données (FDA) pour un traitement des observations afin d’obtenir un patron robuste et représentatif de la cinématique du genou.

Abstract

Gait analysis is an emerging technique providing noninvasive tools for a subject’s gait evaluation. In rehabilitation medicine, sport science, orthopedics, kinesiology, and related field, several studies have tried to investigate kinematic and/or kinetic data to obtain crucial information about musculoskeletal pathologies. In fact, several studies focused on the classification of knee kinematics data for the development of decision support systems of knee pathologies. However, none of them has considered the complexity of the data before their classification. This study has two goals. The first one is to evaluate for the fist time in the litterature the complexity of these kinematic data before classification. These complexity measures will give as a better insight about the data caracteristiques and could be helpful while choosing the convenient classifier. The second one is to determine a representative pattern of knee kinematics to improve their precision. In fact, the difficulty with 3D knee kinematics relates to the variability of measurements. Observations appear as temporal waveforms representing joint angle measures in the sagittal, frontal and transverse planes for each stride. These observations are contaminated with outliers and phase variability, so that simple averaging of the data can significantly influence subsequent analyses. Within this study, we propose to deal with knee kinematics curves as functional data and propose a new scheme for pattern identification.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Mitiche, Amar
Co-directeurs de mémoire/thèse: Mezghani, Neila
Mots-clés libres: données cinématiques 3D; complexité; patron représentatif; analyse fonctionnelle; articulation; 3D knee kinematics; Complexity; representative pattern; functional data analysis
Centre: Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt: 24 avr. 2017 20:05
Dernière modification: 24 avr. 2017 20:05
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/5114

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