Thèse Estimation Robuste de la Mécanique Ventilatoire du Nourrisson par Vidéo Sous Occlusion et Contamination de Mesure H/F - Doctorat.Gouv.Fr
- CDD
- Doctorat.Gouv.Fr
Les missions du poste
Établissement : Université Paris-Saclay GS Sport, Mouvement, Facteurs Humains École doctorale : Sciences du Sport, de la Motricité et du Mouvement Humain Laboratoire de recherche : Pharmacologie des oligonucléotides pour le traitement des maladies neuromusculaires Direction de la thèse : Jean BERGOUNIOUX ORCID 0000000176734455 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 La thèse vise à produire, à partir d'une simple vidéo de nourrisson, les indicateurs de mécanique ventilatoire attendus par le clinicien, et une alerte de détresse respiratoire fiable même lorsque l'enfant bouge ou est partiellement occulté, c'est-à-dire précisément dans les situations où l'enfant va mal. Le sujet est cadré par les sorties cliniques, la méthode étant à leur service. Socle existant (acquis). L'équipe dispose de deux approches d'extraction du signal ventilatoire, validables contre un gold standard :
- Approche géométrique (méthode brevetée [1]) : détection du contour, squelette [2], ligne de séparation fixe thorax/abdomen, calcul des aires thoracique et abdominale, deux signaux, et phase relative continue (Hilbert) mesurant la synchronisation. Interprétable, mais directement sensible au contour.
- Approche par amplification de mouvement (travaux d'Eva, amplification eulérienne [3]) : révèle le signal respiratoire à partir des micro-mouvements des pixels, sans dépendre d'un contour propre, mais sensible aux mouvements parasites.
Les paramètres cliniques (fréquence, rythme, ratios I/E, déformation cranio-caudale, asynchronie) en dérivent. La thèse ne réinvente aucune de ces deux chaînes : elle les compare, les valide et les combine.
Limite structurelle commune = espace de la thèse. Les deux approches supposent des conditions favorables et défaillent en conditions réelles, mais pas de la même manière - ce qui est la clé du sujet :
- L'approche géométrique subit la contamination silencieuse de la mesure : un bras collé au thorax fusionne avec lui dans le contour ; l'aire est alors gonflée et animée par le bras, non
1 par la respiration. Le signal n'est pas manquant, il est faux - plus dangereux qu'un trou car invisible. La parade du brevet (supprimer les images non conformes puis interpoler) est insuffisante et coûteuse.
- L'amplification de mouvement subit le mouvement parasite : elle amplifie aussi l'agitation de l'enfant et le bruit.
- Cercle vicieux clinique commun : c'est quand l'enfant est en détresse qu'il s'agite le plus - donc occlusion maximale et mouvement parasite maximal. Alerte de détresse / signes de lutte Seuillage du biomarqueur + score de sévérité, avec indice
de confiance
Fréquence et rythme respiratoires Mesurés, robustes à l'occlusion
Asynchronie thoraco-abdominale Phase relative continue (socle breveté), rendue fiable
sous occlusion
Compliance / travail diaphragmatique Vitesse et pente de déformation pariétale, déformation
(indirects) cranio-caudale
Ratios inspiration/expiration Mesurés sur le cycle reconstruit
Pattern respiratoire par maladie Inférence multiparamétrique validée (asthme, laryngite,
bronchiolite. . .)
Degré de sévérité Score continu + carte temporelle des moments critiques
Enrichissement anthropométrique Covariables du pattern (axe conditionnel, section 8)
[Noyau] Coeur de la thèse. Données : socle animal sain (vidéos d'Eva) + pléthysmographie synchronisée déjà acquise (non encore exploitée) + occlusion contrôlée. Profil Romain : vision appliquée, validation expérimentale comparative.
Temps 1 - Valider chaque branche contre le gold standard. Premier jalon, immédiatement réalisable : établir la concordance de chaque approche (aires géométriques ; amplification eulérienne) avec la pléthysmographie sur l'animal sain, en conditions propres. Ce que vaut chaque méthode quand tout est visible. La pléthysmographie est déjà disponible et son exploitation constitue le premier résultat de la thèse.
Temps 2 - Caractériser les régimes de défaillance (occlusion contrôlée). On dégrade volontairement la vidéo animale propre : membre simulé, masquage partiel, mouvement injecté, en gardant la pléthysmographie intacte comme vérité-terrain. On mesure ainsi, pour chaque approche, l'erreur introduite et le seuil de défaillance : à quel niveau d'occlusion l'approche géométrique se corrompt (contamination de l'aire par le membre), à quel niveau de mouvement l'amplification eulérienne décroche. C'est ici qu'apparaît leur complémentarité.
Temps 3 - Construire la configuration optimale (la contribution). Au-delà du constat comparatif, construire un mécanisme principiel - sélection ou fusion adaptative des deux branches conditionnée par la fiabilité estimée à chaque instant, assorti de :
- détection de contamination : reconnaître qu'une aire est faussée (membre fusionné au tronc), plutôt que supprimer l'image ;
2 - reconstruction structurée : combler une occlusion partielle ou transitoire via la quasipériodicité respiratoire et la cohérence thorax/abdomen, et non par interpolation linéaire aveugle ;
- qualification de l'incertitude : le biomarqueur est produit avec son intervalle de confiance ; le système sait dire « je ne sais pas » et s'abstient sous seuil - différence essentielle avec le brevet, qui sort un chiffre quoi qu'il arrive.
Ce qui distingue une thèse d'un benchmark : non « quelle méthode gagne », mais sous quelles conditions chacune domine et comment exploiter cette complémentarité de façon principielle. Limite assumée : on reconstruit le récupérable et l'on signale l'irrécupérable, sans inventer l'information absente.
- Approche géométrique (méthode brevetée [1]) : détection du contour, squelette [2], ligne de séparation fixe thorax/abdomen, calcul des aires thoracique et abdominale, deux signaux, et phase relative continue (Hilbert) mesurant la synchronisation. Interprétable, mais directement sensible au contour.
- Approche par amplification de mouvement (travaux d'Eva, amplification eulérienne [3]) : révèle le signal respiratoire à partir des micro-mouvements des pixels, sans dépendre d'un contour propre, mais sensible aux mouvements parasites.
Les paramètres cliniques (fréquence, rythme, ratios I/E, déformation cranio-caudale, asynchronie) en dérivent. La thèse ne réinvente aucune de ces deux chaînes : elle les compare, les valide et les combine.
Limite structurelle commune = espace de la thèse. Les deux approches supposent des conditions favorables et défaillent en conditions réelles, mais pas de la même manière - ce qui est la clé du sujet :
- L'approche géométrique subit la contamination silencieuse de la mesure : un bras collé au thorax fusionne avec lui dans le contour ; l'aire est alors gonflée et animée par le bras, non
1 par la respiration. Le signal n'est pas manquant, il est faux - plus dangereux qu'un trou car invisible. La parade du brevet (supprimer les images non conformes puis interpoler) est insuffisante et coûteuse.
- L'amplification de mouvement subit le mouvement parasite : elle amplifie aussi l'agitation de l'enfant et le bruit.
- Cercle vicieux clinique commun : c'est quand l'enfant est en détresse qu'il s'agite le plus - donc occlusion maximale et mouvement parasite maximal. Alerte de détresse / signes de lutte Seuillage du biomarqueur + score de sévérité, avec indice
de confiance
Fréquence et rythme respiratoires Mesurés, robustes à l'occlusion
Asynchronie thoraco-abdominale Phase relative continue (socle breveté), rendue fiable
sous occlusion
Compliance / travail diaphragmatique Vitesse et pente de déformation pariétale, déformation
(indirects) cranio-caudale
Ratios inspiration/expiration Mesurés sur le cycle reconstruit
Pattern respiratoire par maladie Inférence multiparamétrique validée (asthme, laryngite,
bronchiolite. . .)
Degré de sévérité Score continu + carte temporelle des moments critiques
Enrichissement anthropométrique Covariables du pattern (axe conditionnel, section 8)
[Noyau] Coeur de la thèse. Données : socle animal sain (vidéos d'Eva) + pléthysmographie synchronisée déjà acquise (non encore exploitée) + occlusion contrôlée. Profil Romain : vision appliquée, validation expérimentale comparative.
Temps 1 - Valider chaque branche contre le gold standard. Premier jalon, immédiatement réalisable : établir la concordance de chaque approche (aires géométriques ; amplification eulérienne) avec la pléthysmographie sur l'animal sain, en conditions propres. Ce que vaut chaque méthode quand tout est visible. La pléthysmographie est déjà disponible et son exploitation constitue le premier résultat de la thèse.
Temps 2 - Caractériser les régimes de défaillance (occlusion contrôlée). On dégrade volontairement la vidéo animale propre : membre simulé, masquage partiel, mouvement injecté, en gardant la pléthysmographie intacte comme vérité-terrain. On mesure ainsi, pour chaque approche, l'erreur introduite et le seuil de défaillance : à quel niveau d'occlusion l'approche géométrique se corrompt (contamination de l'aire par le membre), à quel niveau de mouvement l'amplification eulérienne décroche. C'est ici qu'apparaît leur complémentarité.
Temps 3 - Construire la configuration optimale (la contribution). Au-delà du constat comparatif, construire un mécanisme principiel - sélection ou fusion adaptative des deux branches conditionnée par la fiabilité estimée à chaque instant, assorti de :
- détection de contamination : reconnaître qu'une aire est faussée (membre fusionné au tronc), plutôt que supprimer l'image ;
2 - reconstruction structurée : combler une occlusion partielle ou transitoire via la quasipériodicité respiratoire et la cohérence thorax/abdomen, et non par interpolation linéaire aveugle ;
- qualification de l'incertitude : le biomarqueur est produit avec son intervalle de confiance ; le système sait dire « je ne sais pas » et s'abstient sous seuil - différence essentielle avec le brevet, qui sort un chiffre quoi qu'il arrive.
Ce qui distingue une thèse d'un benchmark : non « quelle méthode gagne », mais sous quelles conditions chacune domine et comment exploiter cette complémentarité de façon principielle. Limite assumée : on reconstruit le récupérable et l'on signale l'irrécupérable, sans inventer l'information absente.
Le profil recherché
MAthématiques, Algorythmie, Intelligence artificielle