Robust Pre-Clinical Software System for Real Time NIRS and EEG Monitoring

Ce mémoire présente la conception et l'implémentation d'un logiciel dédié au support d'un système bimodal NIRS et EEG d'imagerie cérébrale en temps réel. En effet, l'accès à l'information en temps réel concernant l'activité cérébrale est un facteur important permettant la détection de tout changement au niveau cortex du cerveau à un stade précoce. Or, les logiciels actuellement disponibles comparables à celui présenté ici n'offrent qu'une possibilité d'ajustement limitée des paramètres en temps réel ainsi que peu de fonctionnalité permettant l'analyse rapide et efficace des données. Le travail présenté dans ce présent mémoire a été réalisé au sein du groupe IMAGINC. Un groupe de recherche multidisciplinaire ayant comme objectif le développement d'un système d'imagerie cérébrale portatif, non invasif et sans-fil permettant d'imager le cortex entier en temps réel. Le module d'acquisition de données de ce système enregistre l'information de 128 canaux NIRS et 32 canaux EEG ainsi que différents accéléromètres et canaux analogiques le tout par l'entremise d'optodes et d'électrodes placées sur un casque d'enregistrement. Ces données sont ensuite envoyées par un lien de communication sans-fil au logiciel qui recueille et affiche l'état hémodynamique du sujet par l'entremise de son interface graphique. Il est ensuite possible de choisir différentes vues des cartes 2D du cerveau sur lesquelles les changements hémodynamiques sont présentés. La surveillance à distance de l'état du sujet est aussi possible puisque ces données peuvent être retransmises vers un autre ordinateur par un lien sans-fil. De plus, de par son interface graphique conviviale et intuitive, l'usager peut facilement ajuster différents paramètres de test tout au long de l'acquisition de données sans même l'interrompre. Dans le but d'optimiser les paramètres pour chaque sujet, une fonction de calibration automatique ajustant l'intensité d'illumination de chacun des émetteurs en quelques secondes a été implémentée. Pour faciliter le processus de test, il est possible de télécharger des fichiers (bipolaire et montage référentielle) contenant des paramètres de configurations préétablies pour le NIRS et l'EEG. Enfin, il est possible de faire une analyse automatique et rapide de l'état de tous les canaux NIRS durant les tests afin d'assurer une bonne connexion ainsi que la validité des données. Le système conçu est en mesure d'enregistrer et de traiter des données en temps réel sur une période de 24 heures. Les résultats obtenus ont été validés en utilisant des logiciels d'analyse de données NIRS similaires durant des tâches de finger tapping induisant un changement hémodynamique chez les sujets.