Description du sujet :

Le stage s’inscrit dans la continuité du projet ANR SurFAO « Surveillance Fœtale Assistée par Ordinateur », dans lequel l’équipe PRETA de TIMC, l’équipe VIBS du GIPSA-Lab et le CHU Grenoble Alpes ont été partenaires. Les résultats ont permis des avancées dans le domaine de la surveillance fœtale non invasive, en exploitant l’utilisation d’un unique signal électrocardiographique (ECG) de surface à partir d’électrodes placées sur l’abdomen de la mère et/ou d’un seul signal phonocardiographique (PCG) à partir d’un microphone cardiaque posé sur l’abdomen maternel.

Ainsi, face aux limites des techniques de surveillance fœtale, actuellement utilisées en clinique, nous cherchons maintenant à concevoir un système multimodal de monitoring fœtal couplant différentes technologies (ECG, PCG, échographie et/ou doppler…) et répondant aux contraintes des usages cliniques identifiés (cardiologie fœtale et obstétrique)

L’objectif général du projet est d’identifier les technologies d’intérêt et de combiner les informations issues de ces technologies par des approches de traitement du signal potentiellement couplées avec des méthodes d’apprentissage automatique et/ou profond.

Dans le cadre du stage, une ou plusieurs problématiques pourront être abordées en fonction des priorités de l’équipe au démarrage du stage et des préférences du candidat sélectionné.

1/ Débruitage des signaux abdominaux pour éliminer ou au moins atténuer suffisamment la composante maternelle et extraire la composante fœtale.

2/ Introduction d’a priori physiologique dans le suivi du rythme cardiaque fœtal (RCF) 

3/ Fusion de différentes modalités pour estimer le RCF

4/ Extraction des formes d’ondes de l’ECG et estimation de paramètres cardiaques à des stades précoces de la grossesse.

Deux bases de données cliniques réelles sur femmes enceintes ont été récemment acquises et sont disponibles pour le développement d’approches originales

Le/la candidate recherché(e) sera issu(e) d’une formation en traitement du signal ou mathématiques appliquées. Il/elle aura une forte motivation pour la recherche. Il/elle devra être intéressé(e) par les aspects théoriques et expérimentaux liés à l’application visée.

Poursuite en thèse possible/souhaitable.

[1] N. Dia, J. Fontecave-Jallon, P. -Y. Gumery and B. Rivet, "Heart Rate Estimation from Phonocardiogram Signals Using Non-negative Matrix Factorization," ICASSP 2019 - 2019 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2019, pp. 1293-1297, doi: 10.1109/ICASSP.2019.8682343.

[2] N Dia, J Fontecave-Jallon, M Resendiz, M-C Faisant, V Equy, D Riethmuller, P-Y Gumery, B Rivet. Fetal heart rate estimation by non-invasive single abdominal electrocardiography in real clinical conditions, Biomedical Signal Processing and Control, Volume 71, Part B, 2022.

[3] M. Reséndiz Rojas, J. Fontecave-Jallon, B. Rivet. Hidden Markov model in nonnegative matrix factorization for fetal heart rate estimation using physiological priors. Physiol Meas. 2022 Oct 6;43(10). doi: 10.1088/1361-6579/ac92bf. PMID: 36113452.

[4] M-C Faisant, J Fontecave-Jallon, B Genoux, N Dia, M Resendiz, B Rivet, D Riethmuller, V Equy, P Hoffmann. Non-invasive fetal monitoring: Fetal Heart Rate multimodal estimation from abdominal electrocardiography and phonocardiography. Journal of Gynecology Obstetrics and Human Reproduction, 2022 Jun 9;51(8):102421

[5] R Souriau, J Fontecave-Jallon, B Rivet. Modified Viterbi’s algorithm for fusion of estimations from two modalities: application to fetal heart rate monitoring. Biomedical Signal Processing and Control, Volume 80, Part 2, 2023, 104405, ISSN 1746-8094.

[6] H. Lafaye de Micheaux, M. Resendiz, B. Rivet, J. Fontecave-Jallon, Residual convolutional autoencoder combined with a non-negative matrix factorization to estimate fetal heart rate, 2022 44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), 2022, pp. 1292-1295, doi: 10.1109/EMBC48229.2022.9871887.

Laboratoire/équipe d’accueil :

Laboratoire TIMC, équipe PRETA, La Tronche

Laboratoire GIPSA-Lab, équipe ViBS, Saint-Martin d’Hères

Contact : Julie.Fontecave [at] univ-grenoble-alpes.fr et Bertrand.Rivet [at] gipsa-lab.grenoble-inp.fr

Durée prévue : 5 à 6 mois, à partir du début d’année 2024

Lieu du stage : Pavillon Taillefer, Laboratoire TIMC, La Tronche