LabVIEW analyse les signaux électroencéphalographiques liés aux hallucinations auditives.

Author(s):
Dr Pierre Cazard - Service de Psychiatrie de l’Enfant et de l’Adolescent Hôpital Pitié-Salpêtrière

Industry:
Research, Medical/ Medical Instrumentation

Products:
Data Acquisition, Multifunction DAQ, LabVIEW

The Challenge:
Mettre en évidence des signes électroencéphalographiques (EEG) liés aux occurrences d’hallucinations auditives (« voix ») chez le malade psychotique, pour analyser le versant neurologique de ces phénomènes subjectifs et mettre au point un indice ou « marqueur » susceptible d’aider au repérage de ces symptômes et à leur thérapeutique.

The Solution:
Réalisation d'un système d'acquisition et de traitement du signal EEG sur Macintosh au moyen du langage graphique LabVIEW et de cartes d'acquisition de données National Instruments.

L'étude comporte deux parties : l’acquisition des signaux EEG, puis l’analyse en différé des données acquises, de manière à rechercher un « marqueur électrophysiologique » du phénomène hallucinatoire. Plusieurs malades, adolescents et jeunes adultes, suivis par le Service en consultation externe, ont participé volontairement à cette recherche.

Acquisition des signaux EEG.
L'EEG, recueilli par électrodes cutanées de contact, est la manifestation de l'activité électrique des neurones de l'écorce cérébrale sous-jacente. Ces signaux (microvolts) sont amplifiés puis numérisés (1000 éch./sec/voie) avec une carte d'acquisition NB-MIO-16 installée dans le Macintosh. L'acquisition se fait en continu (double buffer) pendant 30 minutes. À chaque hallucination, le patient appuie immédiatement sur une clé, fournissant des repères temporels précis (fig. T°) également acquis sur l’ordinateur et utilisés ultérieurement pour l'analyse. C’est au total un fichier de près de 30 Mo de données qui sera obtenu.

Analyse « offline » des données
Parmi les hypothèses envisagées, celle d’un trouble de la coordination fonctionnelle entre hémisphères cérébraux m’a orienté vers l’étude des variations de la fonction de cohérence appliquée aux signaux rythmiques provenant des deux hémisphères.

L’analyse avec mon logiciel LabVIEW comprend trois étapes :
• choix des couples de voies EEG (fenêtre D).

• détermination (transformée de Fourier fenêtre E) des limites fréquentielles (basse et haute, généralement 5-8 Hz) des signaux EEG choisis (rythmes théta) et de la résolution spectrale (0,1 Hz) dans la plage choisie (voisine de 1 Hertz). Choix des filtres numériques passe-bande.

• calcul à chaque seconde des paramètres pertinents, dont la fonction de cohérence (fenêtre A).
La matrice de résultats obtenue par mon logiciel (35 (paramètres calculés)x1800 (secondes d’enregistrement)) pour chacun des couples d’électrodes est finalement analysée au moyen du logiciel de statistique exploratoire DataDesk.

Résultats
On observe, quelques secondes avant le signalement des hallucinations (fenêtre B), une diminution de la fonction de cohérence entre deux zones du cerveau, notamment les frontales droite et gauche. Divers moyens ont été pris pour vérifier ce résultat, notamment par substitution (fenêtre C), dans la même portion d’enregistrement, de T° aléatoires à ceux fournis par le malade.
Ces résultats, montrés d’abord au 8th World Congress of Biological Psychiatry (Nice, juin 1997) , puis aux Journées de Neurophysiologie Clinique à Lille (1999), font l'objet d'une publication écrite en préparation.

Pourquoi LabVIEW ?
J’utilise LabVIEW sur Macintosh depuis plusieurs années. La réalisation de mes deux applications d'acquisition et d'analyse s'est faite par étapes. LabVIEW intègre de nombreuses fonctions d’analyse, et permet d’en créer de nouvelles au fil de l’évolution des besoins. Sa mise en œuvre pour l’acquisition et l’analyse m’a été grandement facilitée par la programmation graphique, ce qui n’aurait pas été envisageable au moyen d’un langage de type C++.

Janvier 2006

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Dr Pierre Cazard
Service de Psychiatrie de l’Enfant et de l’Adolescent Hôpital Pitié-Salpêtrière
47 bd de l'Hôpital
Paris cedex 13 75651
Tel: 01 42 16 23 33

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