Paramétrisation des potentiels d'action d'une unité motrice détectés non-invasivement
| dc.contributor.author | MEBARKIA , Kamel | |
| dc.contributor.author | BEKKA , R. E. Encadrant | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-08T09:09:32Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstract | Muscular contraction is very vital for our life as it allows all kind of movement and physical activities. The motor unit (MU) is the smallest functional element of the muscular contraction and thus, it is very important to study and investigate. In this work, MUs have been studied and investigated throughout their action potentials (MUAP) detected via multi-electrodes placed on the surface of the muscle. The idea of ‘besides the MU properties and depending on the recording techniques, MUAPs can have unique pattern’ was adopted. The aim of this work was to recognise whether a Laplacian-detected MUAP extracted from the surface electromyographyc signal (sEMG) is isolated or overlapped basing on novel morphological features using fuzzy classifier. This recognition can be helpful to investigate abnormal MUAPs and to decompose the SEMG signal. The overlapping between MUAPs can leads to ambiguous situation in which, overlapped MUAPs seen as isolated ones. Moreover, by the noise effect, isolated MUAPs can be seen as overlapped ones. Additionally, the overlapping is a matter of a degree. From these traits of overlapping, fuzzy logic seems to be able to undertake those situations where the ambiguity and uncertainty are present. A fuzzy classifier based on ‘If…then’ rules was elaborated using learning examples and optimized by genetic algorithm (GA) to improve the classification rate. Training data set was constructed using signals provided by three muscles: the abductor pollicis brevis (APB), the first dorsal interosseous (FDI) and the biceps brachii (BB) muscles of 11 healthy subjects. The proposed fuzzy classier recognized automatically the isolated MUAPs with a performance of 95.03% which was improved to 97.8% by adjusting the certainty grades of rules using GA. Synthetic signals were used as reference to further evaluate the performance of the elaborated classifier. The recognition of the isolated MUAPs depends largely on noise level and is acceptable down to the signal to noise ratio of 20 dB with a detection probability of 0.96. The recognition of overlapped MUAPs depends slightly on the noise level with a detection probability of about 0.8. The corresponding misrecognition is caused principally by the synchronisation and the small overlapping degree. | |
| dc.description.sponsorship | L’objectif de ce travail est la reconnaissance du potentiel d’action de l’unité motrice (PAUM) détecté non-invasivement par la technique spatiale à haute résolution (HSR) en se basant sur de nouveaux paramètres morphologiques par l’approche floue. L’unité motrice (UM) est un élément fonctionnel de base de la contraction musculaire responsable de la plus part des activités humaines quotidiennes. Ainsi, l’étude et l’investigation de l’UM devient primordiale pour plusieurs applications comme : diagnostique, clinique, physiologie, sport. Le signal électromyographique de surface (sEMG), qui représente l’activité électrique de la contraction musculaire, permet d’étudier l’UM à travers son potentiel d’action qui est inscrit dans le signal électromyographique. Lors d’une contraction musculaire, un certain nombre d’UMs est activé continuellement par l’envoi des impulsions du système nerveux central (SNC) pour moduler la force musculaire produite. Le signal électromyographique détecté dans ce cas là est une sommation de tous les trains de potentiels d’actions des UMs (TPAUM) actives. A cause du chevauchement de plusieurs PAUMs dans le signal sEMG, l’accès direct à l’information portée par un tel ou tel PAUM n’est pas facile sans la détection et l’extraction de ce dernier. La détection/extraction du PAUM du signal sEMG peut être effectuée par la décomposition du signal sEMG. Avec une telle décomposition, les PAUMs constituants le signal sEMG seront retrouvés. Cette décomposition est plus simple pour un signal EMG à aiguilles car le taux de chevauchement des PUAMs est réduit dans cette détection. Afin de trouver une technique de détection du signal sEMG similaire au signal EMG à aiguille vis avis du nombre de PAUMs chevauchés, les chercheurs se sont penchés à étudier et à développer des filtres spatiaux utilisés pour la détection du signal sEMG. Cette technique, basée sur les filtres, est appelée détection spatiale à haute résolution (HSR). Le filtre Laplacien ou normal double différence (NDD) est reconnu par sa bonne sélectivité spatiale à distinguer les PAUMs. Malgré l’utilisation de ce filtre qui assure un signal sEMG avec moins de PAUMs chevauchés, le PAUM nécessite toujours une reconnaissance pour l’identifier comme isolé ou chevauché, spécialement si le signal est bruité. L’isolement ou le chevauchement d’un PAUM n’est pas toujours tous ou rien, mais on dit qu’un PAUM est chevauché/isolé avec un certain degré i.e. cette décision est vague et incertaine. La logique floue s’avère convenable pour traiter ce genre de problèmes incertains. Dans ce travail, le PAUM se trouvant dans un signal sEMG issue d’un filtre NDD est reconnu par un classificateur basé sur des règles floues de type ‘if-then’. Les règles de classificateur flou ont été élaborées en se basant sur une base de données constituée de PAUMs qui ont servi aux exemples d’apprentissage et ceci après avoir étudié le comportement de nouveaux paramètres morphologiques des PUAMs. En se basant sur les Algorithmes génétiques, les règles floues ont été améliorées par l’ajustement des taux de confiance de chaque règle. Ainsi, la performance du system de reconnaissance du PAUM a été nettement améliorée. Afin de tester la performance de ce classificateur, un modèle de signaux synthétiques à été utilisé pour générer des signaux synthétiques à différentes complexités. | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/3330 | |
| dc.language.iso | fr | |
| dc.publisher | Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté de Technologie | |
| dc.subject | Potentiel d’action d’une unité motrice | |
| dc.subject | EMG à haut résolution | |
| dc.subject | filtre de Laplace | |
| dc.subject | paramétrisation | |
| dc.subject | reconnaissance de formes | |
| dc.subject | règles floues ‘Si…Alors’ | |
| dc.subject | classification floue | |
| dc.subject | optimisation | |
| dc.title | Paramétrisation des potentiels d'action d'une unité motrice détectés non-invasivement | |
| dc.type | Thesis |
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