<p> The estimation of physiological parameters that characterize electrical signal propagation in the heart is an important component of the inverse problem in electrocardiography. Recent studies show that some patterns in cardiac electrical signals (e.g. spiral waves) are associated with the re-entrance phenomenon seen in cardiac arrhythmia. Therefore, further research in this field will lead to improved detection and diagnosis of cardiac diseases and conditions. </p> <p> Electrical activity in the heart is initiated at the SA node and an electrical impulse propagates to the atria causing their mechanical contraction. Subsequent contraction of the ventricles (systole) followed by relaxation (diastole) completes the heart cycle. Evidence of electrical activity in cardiac cells is shown by a potential difference across the cell membrane that changes when ·ionic currents flow through the membrane's channels. This electrical activation of the heart can be modeled using a diffusion model in which the physiological parameters (e.g., conductivity) govern the resulting spatiatemporal process. </p> <p> In this thesis we derive an inverse model for the electrical activation of the heart using the Fitzhugh-N agumo diffusion equations which account for the dynamics of spiral waves in excitable media such as, in our case, cardiac cells. The electric potential is expressed through activator and inhibitor variables and we simulate the measurements of the electromagnetic field are on the torso surface. A signal processing model is derived where the physiological parameters are deterministic or stochastic, and the resulting physiological measurements are a function of space, time, and the parameters. </p> <p> We estimate these unknown parameters using an optimization algorithm that minimizes the cost function of the model. For our estimation we use Least Squares and we derive the Maximum Likelihood Estimator. We measure the performance using mean square error, and we compute the Cramer-Rao Lower Bound, which shows the minimum variance attainable. </p> <p> In our simulations we use a finite element mesh of a human torso to describe a realistic geometry to generate the potentials on the surface. Our results indicate that estimating the physiological parameters of a diffusion equation from the measurements taken outside the torso are feasible. This further suggests that ECG/MCG signals can be used to provide detailed information about the physiological properties of the electrical impulse generated in the heart and aid in diagnosis of various pathological conditions including arrhythmia. </p> / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

La magnétocardiographie (MCG) et la magnétoencéphalographie (MEG) sont deux techniques d'imagerie non-invasives mesurant respectivement les champs magnétiques cardiaques et cérébraux. Les dispositifs actuels utilisent des capteurs supraconducteurs de haute performance mais nécessitant un dispositif de refroidissement cryogénique, engendrant de fortes contraintes tant techniques que financières. Les magnétomètres à pompage optique (OPM) tendent à constituer une réelle alternative. Parmi eux figurent ceux développés au CEA-LETI, basés sur l'utilisation de l'hélium 4. Cette thèse a pour objectif de développer des magnétomètres vectoriels à 4He (fonctionnant à température ambiante) dédiés aux applications MCG et MEG.Après une optimisation des paramètres-clés d'un prototype non-miniaturisé préexistant, une sensibilité inférieure à 100 fT/sqrt(Hz) a pu être obtenue suivant deux axes. Afin de respecter les besoins spécifiques de la MCG et de la MEG une étape de miniaturisation a dû être menée et une architecture gradient-métrique a été mise en place. Parallèlement, des tests précliniques menés à Clinatec nous ont permis de concevoir un nouveau conditionnement du prototype, ainsi qu'un système réduisant les perturbations magnétiques. Une analyse des principales sources de bruit a révélé que les deux principaux contributeurs au bruit sont le laser et le système de décharge HF. Nous avons ainsi envisagé plusieurs pistes d'amélioration du niveau de bruit dont une nouvelle technique de détection. Le prototype issu de ces travaux comporte une pièce élémentaire (la cellule) d'un centimètre de côté, et présente une sensibilité intrinsèque de 350 fT/sqrt(Hz).Le dispositif a ensuite été testé avec succès dans le cadre de mesures MCG sur un sujet sain, précédées de tests sur fantôme ayant permis de prouver l'opérabilité de nos capteurs dans un environnement clinique. Par ailleurs, la reproductibilité des résultats ainsi que la possibilité de réduire à 30 s le temps d'acquisition des données ont pu être démontrées. Une optimisation spécifique de la partie optique du prototype a permis d'obtenir une sensibilité de l'ordre de 210 fT/sqrt(Hz) entre 3 et 300 Hz, compatible avec l'application MEG. Après des tests menés avec succès sur fantôme, trois séries d'essais ont été réalisées sur un sujet sain. Nous avons pu ainsi détecter des potentiels évoqués auditifs, visuels ainsi qu'une modulation de l'activité cérébrale spontanée sous l'effet de l'ouverture des paupières. L'ensemble des résultats obtenus constitue les premières preuves de concept cliniques du dispositif en MCG et MEG. / Magnetocardiography (MCG) and magnetoencephalography (MEG) are non-invasive techniques consisting in measuring respectively cardiac and brain magnetic fields. Despite their performance, the sensors currently used need a cryogenic cooling system which engenders technical and financial constraints. New cryogenic-free sensors have recently emerged: the OPMs (Optically-Pumped Magnetometers). Among them, vector 4He magnetometers developed by CEA-LETI which work at room-temperature. This thesis is focused on the development of 4He magnetometers dedicated to MCG and MEG.After having optimized the key-parameters of a first non-miniaturized prototype, a sensitivity inferior to 100 fT/sqrt(Hz) has been obtained along two axes. In order to meet biomedical constraints, a miniaturization of the device has been processed. In parallel, preclinical tests were carried out which have enabled us to design a gradiometer mode, a new packaging, and a magnetically isolated system. A noise analysis revealed that laser and HF discharge were the main sources of disturbance, and lead us to consider improvements such as a new detection mode. Eventually, a sensor, with a 1cm-sided cell, and an intrinsic sensitivity of 350 fT/√Hz has been developed.Then, device has been successfully tested in the frame of the MCG application from a healthy subject, preceded by a simulation study with a phantom which enables us to demonstrate its operability within a clinical environment. Moreover, we have proved the reproducibility of the measurements and the possibility to detect the main features of the cardiac cycle within a 30 s recording time. A specific optimization of the optical part has enabled us to obtain a 210 fT/sqrt(Hz) sensitivity between 3 and 300 Hz, suitable for the MEG application. After having tested our device with a phantom, three MEG experiments were performed with a healthy subject: auditory evoked field, visual evoked field and spontaneous activities have been detected. The obtained results form the first clinical proof of concept of the device for MCG and MEG applications.

The direct-sequence code division multiple access (DS-CDMA) is one of the significant techniques for wireless communication systems with multiple simultaneous transmissions. The main concern of this thesis is to propose a new linearly constrained constant modulus modified conjugate gradient (LCCM-MCG) adaptive filtering algorithm to deal with problem of channel mismatch associated with the multiple access interference (MAI) in DS-CDMA system over multipath fading channel. In fact, the adaptive filtering algorithm based on the CM criterion is known to be very attractive for the case when the channel parameters are not estimated perfectly. The proposed LCCM-MCG algorithm is derived based on the so-called generalized sidelobe canceller (GSC). It has the advantage of having better stability and less computational complexity compared with conventional recursive least-squares (RLS) algorithm, and can be used to achieve desired performance for multiuser RAKE receiver. Moreover, with the MCG algorithm it requires only one recursive iteration per incoming sample data for updating the weight vector, but still maintains performance comparable to the RLS algorithm. From computer simulation results, we show that the proposed LCCM-MCG algorithm has fast convergence rate and could be used to circumvent the effect due to channel mismatch. Also, the performance, in terms of bit error rate (BER), is quite close to the LCCM-RLS algorithm suggested in [18], and is superior to the stochastic gradient descent (SGD) algorithm proposed in [7].

L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact de la surliquidité sur la rentabilité des banques au Cameroun. Les analyses sont axées sur la rentabilité globale mesurée par le rendement de l’actif (ROA) et la rentabilité des capitaux propres (ROE) et sur les marges d’intermédiation (MI). La partie empirique a été conduite sur un échantillon de 10 banques (4 locales et 6 étrangères) observées sur la période 2001-2010. Afin d’évaluer cet impact, nous utilisons la méthode de régression des moindres carrés généralisés (MCG) appliquée aux données de panel. Les résultats des estimations montrent que la surliquidité influence négativement la rentabilité des banques. En outre, cet impact négatif est plus marqué pour les banques locales avec les MI, et pour les banques étrangères avec la ROA et la ROE. Les banques doivent ainsi adapter leurs activités aux besoins de la clientèle et aux contraintes environnementales. / The objective of this study is to assess the impact of excess liquidity on the profitability of banks in Cameroon. The analyzes are focused on the overall profitability as measured by return on assets (ROA) and return on equity (ROE), and intermediation margins (IM). The empirical part was conducted on a sample of 10 banks observed over the period 2001-2010 (4 local banks and 6 foreign banks). To assess this impact, we use the method of Generalized Least Squares (GLS) regression applied to panel data. The estimation results show that the excess liquidity negatively impact the profitability of banks. In addition, this negative impact is stronger for local banks with IM, and foreign banks with ROA and ROE. Banks must adapt their activities to the needs of customers and environmental constraints.

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第18994号 / 工博第4036号 / 新制||工||1621 / 31945 / 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻 / (主査)教授 小林 哲生, 教授 萩原 朋道, 教授 和田 修己 / 学位規則第4条第1項該当

L’évolution des galaxies est un sujet relativement débattu en astronomie extra-galactique, étant donné que la plupart des mécanismes responsables des propriétés observées dans les galaxies (masse, taux de formation d’étoiles, contenu en métaux, moment angulaire) sont encore peu contraints et certains ne sont probablement même pas encore observés. Ma thèse porte sur une analyse de la région entourant les galaxies, connue sous le nom de Milieu Circum Galactique (MCG). Le MCG est à l’interface entreles galaxies et le Milieu Inter Galactique (MIG) et est considéré comme le lieu de prédilection pour les échanges gazeux et énergétiques entre les galaxies et le MIG, ce qui en fait la clé pour une meilleure compréhension de l’évolution des galaxies et du destin des baryons. Je présenterai dans un premier temps l’analyse d’un échantillon de systèmes à forte absorption issuent de la spectroscopie de quasars en absorption qui tracent les régions denses en hydrogène généralement associées au MCG des galaxies.Dans un deuxième temps, je présenterai ma contribution au développement d’une mission ballon embarquant un spectrographe UV, FIREBall-2, spécialement conçu pour observer l’émission faible et diffuse du MCG des galaxies à décalage vers le rouge inférieur à 1. D’un point de vue technique, je présenterai l’étude du composant optique clé de l’instrument: le réseau. D’un point de vue modélisation, je décrirai une simulation complète des observations, qui servira à la préparation du vol prévu pour l’Automne 2017notamment en ce qui concerne la sélection des cibles, la stratégie observationelle et le traitement des données. / The evolution of galaxies is a rather hot topic in extra galactic astronomy, as many of the main mechanisms underlying the observed properties of galaxies (mass, star formation rate, metal content, angular momentum) are still poorly constraints and many of them are probably undiscovered yet. My thesis focuses on an analysis of the region surrounding galaxies, known as the Circum Galactic Medium (CGM). The CGMinterfaces the galaxy with the Inter Galactic Medium (IGM) and is thought to be the most active location for gas and energy exchanges (in and out), which makes it a key ingredient towards a better understanding of galaxy evolution and the fate of all baryons. I will present in a first part, the analysis of a sample of strong absorption features based on quasar absorption spectroscopy, that probe the dense neutral hydrogen usually associated with galaxies’ CGM. In a second part, I will present my contribution to the development of a balloon-borne UV spectrograph, FIREBall-2, specifically designed to observe the faint and diffuse emissions from the CGM of galaxies at redshifts below 1. On the technical side, I will present the characterization of the key optical component ofthe instrument: the grating. On the modeling side, I will focus on an end-to-end pixel simulation of the observations to prepare for the upcoming flight, planned for Autumn 2017, in terms of target selection, observational strategy and data analysis.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第18994号 / 工博第4036号 / 新制||工||1621(附属図書館) / 31945 / 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻 / (主査)教授 小林 哲生, 教授 萩原 朋道, 教授 和田 修己 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM