Aujourd'hui, la proportion des personnes âgées devient importante par rapport à l'ensemble de la population, et les capacités d'admission dans les hôpitaux sont limitées. En conséquence, plusieurs systèmes de télévigilance médicale ont été développés, mais il existe peu de solutions commerciales. Ces systèmes se concentrent soit sur la mise en oeuvre d'une architecture générique pour l'intégration des systèmes d'information médicale, soit sur l'amélioration de la vie quotidienne des patients en utilisant divers dispositifs automatiques avec alarme, soit sur l'offre de services de soins aux patients souffrant de certaines maladies comme l'asthme, le diabète, les problèmes cardiaques ou pulmonaires, ou la maladie d'Alzheimer. Dans ce contexte, un système automatique pour la télévigilance médicale à domicile est une solution pour faire face à ces problèmes et ainsi permettre aux personnes âgées de vivre en toute sécurité et en toute indépendance à leur domicile. Dans cette thèse, qui s'inscrit dans le cadre de la télévigilance médicale, un nouveau système de télévigilance médicale à plusieurs modalités nommé EMUTEM (Environnement Multimodale pour la Télévigilance Médicale) est présenté. Il combine et synchronise plusieurs modalités ou capteurs, grâce à une technique de fusion de données multimodale basée sur la logique floue. Ce système peut assurer une surveillance continue de la santé des personnes âgées. L'originalité de ce système avec la nouvelle approche de fusion est sa flexibilité à combiner plusieurs modalités de télévigilance médicale. Il offre un grand bénéfice aux personnes âgées en surveillant en permanence leur état de santé et en détectant d'éventuelles situations de détresse.

L'acte médical reste une notion encore très floue malgré les nombreuses tentatives de définition développées. Le traité de droit médical reste la référence mais l'apparition des technologies de l'information et de la communication et particulièrement la télémédecine relance le débat. Cette pratique médicale à distance donne une nouvelle dimension à l'acte médical qui mérite d'être discuté. L'odontologie est souvent restée en retrait dans le développement de la télémédecine. Il y a pourtant un réel besoin de santé public sur l'état bucco-dentaire des populations fragiles en France et dans la totalité des pays. Le développement d'un projet de téléconsultation bucco-dentaire en région Languedoc-Roussillon ouvre la discussion sur la place de cette profession dans le paysage de la télémédecine. / The medical act is still a very vague notion in spite of the numerous developed attempts of definition. The treaty of medical law stays the reference but the devolpment of information and communication technologies and in particularly the telemedicine open the debate. This remote medical practice gives a new dimension to the medical act which deserves to be discussed. The odontology often stood back in the development of the telemedicine. Nevertheless there is a real public health issu on the oral state of the frail populations in France and in all countries. The development of a project of oral remote consultation in region Languedoc-Roussillon opens the discussion about the place of this profession in the landscape of the telemedicine.

Aujourd'hui, la proportion des personnes âgées devient importante par rapport à l'ensemble de la population, et les capacités d'admission dans les hôpitaux sont limitées. En conséquence, plusieurs systèmes de télévigilance médicale ont été développés, mais il existe peu de solutions commerciales. Ces systèmes se concentrent soit sur la mise en oeuvre d’une architecture générique pour l'intégration des systèmes d'information médicale, soit sur l'amélioration de la vie quotidienne des patients en utilisant divers dispositifs automatiques avec alarme, soit sur l’offre de services de soins aux patients souffrant de certaines maladies comme l'asthme, le diabète, les problèmes cardiaques ou pulmonaires, ou la maladie d'Alzheimer. Dans ce contexte, un système automatique pour la télévigilance médicale à domicile est une solution pour faire face à ces problèmes et ainsi permettre aux personnes âgées de vivre en toute sécurité et en toute indépendance à leur domicile. Dans cette thèse, qui s’inscrit dans le cadre de la télévigilance médicale, un nouveau système de télévigilance médicale à plusieurs modalités nommé EMUTEM (Environnement Multimodale pour la Télévigilance Médicale) est présenté. Il combine et synchronise plusieurs modalités ou capteurs, grâce à une technique de fusion de données multimodale basée sur la logique floue. Ce système peut assurer une surveillance continue de la santé des personnes âgées. L'originalité de ce système avec la nouvelle approche de fusion est sa flexibilité à combiner plusieurs modalités de télévigilance médicale. Il offre un grand bénéfice aux personnes âgées en surveillant en permanence leur état de santé et en détectant d’éventuelles situations de détresse. / The population age increases in all societies throughout the world. In Europe, for example, the life expectancy for men is about 71 years and for women about 79 years. For North America the life expectancy, currently is about 75 for men and 81 for women. Moreover, the elderly prefer to preserve their independence, autonomy and way of life living at home the longest time possible. The current healthcare infrastructures in these countries are widely considered to be inadequate to meet the needs of an increasingly older population. Home healthcare monitoring is a solution to deal with this problem and to ensure that elderly people can live safely and independently in their own homes for as long as possible. Automatic in-home healthcare monitoring is a technological approach which helps people age in place by continuously telemonitoring. In this thesis, we explore automatic in-home healthcare monitoring by conducting a study of professionals who currently perform in-home healthcare monitoring, by combining and synchronizing various telemonitoring modalities,under a data synchronization and multimodal data fusion platform, FL-EMUTEM (Fuzzy Logic Multimodal Environment for Medical Remote Monitoring). This platform incorporates algorithms that process each modality and providing a technique of multimodal data fusion which can ensures a pervasive in-home health monitoring for elderly people based on fuzzy logic.The originality of this thesis which is the combination of various modalities in the home, about its inhabitant and their surroundings, will constitute an interesting benefit and impact for the elderly person suffering from loneliness. This work complements the stationary smart home environment in bringing to bear its capability for integrative continuous observation and detection of critical situations.

L'examen EEG est un examen fonctionnel essentiel de la médecine moderne. Il consiste dans l'acquisition de signaux physiologique d'un patient afin de diagnostiquer ses troubles neurologiques. À cause d'une mauvaise répartition des experts et d'une diversification des spécialités de neurophysiologie, la téléexpertise s'impose comme une solution pour apporter des soins pour tous. Cette thèse aborde la problématique de téléexpertise d'un examen EEG tout en repoussant les limitations des équipements d'EEG actuelle. Ces limitations, observées par les médecins, sont l'imprécision de la synchronisation entre les signaux physiologiques et l'enregistrement vidéo et la faible qualité de cet enregistrement vidéo. La première limitation nous a conduit à développer un mécanisme de synchronisation matérielle déterministe ainsi que de définir un nouveau format de fichier capable de stocker les signaux physiologiques ainsi que la vidéo de manière uniforme. La seconde limitation a mené en la définition d'un nouvel algorithme de compression nommé ROI-Waaves. Cet algorithme, utilisant la transformée en ondelettes et le codeur entropique HENUC, est capable d'encoder des zones de l'image avec une qualité supérieure afin de conserver les détails des mains et du visage du patient. Finalement, nous avons développé deux implémentations mettant en place les solutions proposées et permettant de réaliser un examen EEG synchronisé et compressé. De plus, nous avons proposé une architecture matérielle compressant un flux vidéo à 100 images par seconde en temps réel en utilisant ROI-Waaves. / The EEG exam is an essential functional exam in modern medicine. It involves the acquisition of biological signals of a patient to diagnose his neurological disorders. Because of a poor spread of experts and diversification of neurophysiological specialties, remote expertise imposes itself as a solution to bring health care to most people. The thesis approaches the problematic of remote diagnosis of EEG exams while pushing back the current EEG device limitations. Those limitations, observed by doctors, are the imprecise synchronization between biological signals and the video recording and the low quality of this video recording. The first limitation has led us to develop a hardware determinist synchronization as well as to define a novel file format to store biological signals alongside the video. Thanks to those two mechanisms, we guarantee the correct synchronization when reviewing a EEG file. The second limitation has driven us to define a new compression algorithm named ROI-Waaves. The algorithm uses wavelet transform and the HENUC coding scheme and encodes one or many regions of an image with higher quality to preserve details. Those regions are defined as the hands and head of the patient and help doctors to perform correct diagnoses. Lastly, we have developed two implementations which use the proposed solutions and allowing to carry out a synchronized and compressed EEG exam. The produced exams by these devices are complete and can be used for review or long-time storage. In addition, we have proposed a hardware architecture that compresses 100 frames per second video stream in real time using ROI-Waaves.

La télémédecine constitue un outil en soutien à la prestation de services de santé et présente une solution potentielle à certains problèmes rencontrés dans les systèmes de santé. Cette étude visait l’analyse conjointe des facteurs individuels et organisationnels associés à l’adoption de la télémédecine dans le Réseau québécois de télésanté élargi (RQTE). Le premier article présente une analyse des facteurs psychosociaux associés à l’intention des médecins d’utiliser la télémédecine, basée sur la Théorie des comportements interpersonnels. Un questionnaire a été distribué à l’ensemble des médecins pratiquant dans les hôpitaux du RQTE. La modélisation par équations structurales a permis de tester le modèle théorique. Ce modèle expliquait 81% (p < .001) de la variance dans l’intention des médecins d’utiliser la télémédecine. L’intention était prédite par un facteur normatif composite, comprenant les normes personnelles et sociales, (β = 1.08; p < .001) et par l’identité personnelle (β = —.33; p < .001). Ainsi, les médecins possédant une forte perception des responsabilités professionnelles et sociales associées à l’utilisation de la télémédecine démontrent une intention plus élevée d’adopter celle-ci. Cependant, l’effet de suppression de la variable d’identité personnelle suggère que la perception individuelle des médecins en tant qu’utilisateurs de la télémédecine influence également leur intention. Le deuxième article porte sur les caractéristiques organisationnelles influençant l’adoption de la télémédecine. À partir d’un cadre intégrateur, combinant des concepts de différentes théories, une étude exploratoire a été menée dans les 32 hôpitaux du RQTE par le biais d’un questionnaire. Des analyses de contingence ont permis d’identifier les facteurs organisationnels influençant l’adoption de la télémédecine. Ensuite, une étude de cas multiple a été conduite dans neuf hôpitaux. Des entrevues avec des informateurs-clés ont permis d’enrichir la compréhension du contexte dans lequel cette technologie était implantée. Enfin, la triangulation des résultats a fait ressortir certaines caractéristiques organisationnelles ayant influencé l’adoption de la télémédecine. Ainsi, la localisation de l’hôpital, de même que les équipements et les ressources humaines disponibles ont eu un impact sur l’adoption de la télémédecine. La participation des administrateurs et des médecins aux décisions concernant la télémédecine est également associée à son adoption. / Telemedicine is considered as a tool to support healthcare delivery that can potentially answer some of the problems facing healthcare systems. This study was aimed at analyzing conjointly individual and organizational factors affecting the adoption of telemedicine in the Extended Telehealth Network of Quebec (RQTE). The first article presents an analysis of the psychosocial determinants of physicians’ intention to use telemedicine, based upon the Theory of interpersonal behavior. All of the physicians involved in the RQTE were mailed a questionnaire. Structural equation modelling was applied to test the theoretical model. The theoretical model explained 81% (p < .001) of variance in physicians’ intention to use telemedicine. The main predictors of intention were a composite normative factor, comprising personal as well as social norms (β = 1.08; p < .001) and self identity (β = —.33; p < .001). Thus, physicians who perceived professional and social responsibilities regarding adoption of telehealth in their clinical practice had stronger intention to use this technology. However, the suppression effect of the personal identity construct may indicate that physicians’ self-perception as telemedicine users also influence their intention. The second article deals with organisational characteristics influencing telemedicine adoption. Based upon an integrated framework that combined concepts from different theories, an exploratory study was first conducted among the 32 healthcare centres involved in the RQTE. Then, a multiple case study was conducted among nine hospitals. In-depth interviews were conducted with key-informants in order to enrich the understanding of the context in which telemedicine was implemented. Triangulation of the results has permitted to underline some of the organizational dimensions that have influenced the adoption of telemedicine. Hence, hospital’s localization as well as the availability of equipment and human resources have affected telemedicine adoption. Participation of administrators and physicians in telemedicine decision making has also influenced its adoption.

Notre groupe de recherche développe actuellement une plateforme de communication multimédia sur protocole IP. Cette plateforme vise une application dans le domaine des communications d'urgence médicale pré-hospitalière. Dans un tel contexte, il devient utile de joindre et d'inviter à une conférence multimédia, un spécialiste médical. La problématique que nous abordons est celle de pouvoir joindre, à tout moment, une telle ressource possédant certaines caractéristiques de spécialité et de disponibilité. Pour y répondre, nous suggérons la mise au point d'un service de présence adapté au contexte des communications d'urgence médicale pré-hospitalière. Ce service a la particularité de permettre une recherche de personnel qui répond à des critères spécifiques, tels que la spécialité, la localisation et/ou l'état de présence. L'objectif général de notre projet de recherche est donc de contribuer à l'avancement de la technologie des systèmes de présence en contexte médical.

L'application MédiclP est un logiciel de télémédecine permettant à des spécialistes de la santé d'entrer en communication lors de situations d'urgence. Ce prototype, développé depuis 2005, permet des communications audio ainsi que le transfert d'électrocardiogrammes en temps réel. Le scénario typique visé par ce projet était de permettre à une équipe ambulancière qui récupère un blessé sur la route, ou quelqu'un victime d'un malaise cardiaque, d'entrer en contact avec les hôpitaux les plus près afin de déterminer lequel est le plus apte à recevoir adéquatement ce patient. Cette approche permettrait d'améliorer la préparation, la qualité et la rapidité des opérations médicales à l'hôpital lorsque le patient se présente. Le présent projet, SécureMédic, se veut un moyen d'aborder le problème de la sécurité entourant ce prototype, étant donné son utilisation dans un contexte médical. Une analyse de MédicIP a permis d'identifier quatre failles de sécurité critiques reliées aux authentifications usagers, aux établissements des conférences, aux transferts des données audio ainsi qu'aux transferts des électrocardiogrammes. La contribution majeure de ce projet a été la création d'une infrastructure dédiée au processus d'authentification des usagers. Le système développé permet deux types d'authentification, fournissant ainsi un excellent niveau de robustesse. De plus, le serveur principal développé dans cette infrastructure intègre des mesures de protection permettant de minimiser les impacts de certains types d'attaque. Le projet SécureMédic a permis de démontrer la faisabilité de la sécurisation d'une application de télémédecine en utilisant les techniques de protection et les standards actuels de l'industrie. Les résultats de tests comparatifs ont cependant permis de constater que des impacts reliés à la performance ont été engendrés par l'ajout des mesures de sécurité, dus principalement aux ressources requises pour le chiffrement et le déchiffrement des données dans un environnement multimédia temps réel. Bien qu'il soit encore trop tôt pour envisager le déploiement du système actuel dans le milieu de la santé, les projets MédicIP et SécureMédic sont un pas dans la bonne direction. Le prototype actuel répond aux exigences techniques voulues, répond à un besoin bien réel et est parmi les premières solutions concrètes à démontrer la faisabilité d'un tel système. D'ici quelques années, l'apparition de solutions similaires est assurée.

Les travaux de recherche de cette thèse contribuent à l'intégration des nouvelles technologies dans la pratique gérontologique, en vue de répondre aux besoins des personnes âgées. Dans la première partie de ce travail et après une présentation générale du domaine, la thèse s'ouvre sur une enquête exploratoire, auprès de professionnels des soins, concernant les besoins des personnes âgées. Cette enquête est suivie par une présentation des réponses à ces besoins, apportées par la télémédecine et les nouvelles technologies. Dans la deuxième partie, nous procédons à une approche bidimensionnelle pour la mise de nouvelles technologies au service des personnes âgées. La première dimension de cette approche concerne la consultation de gérontechnologie clinique. La deuxième dimension aborde trois modèles cliniques d'utilisation des trois technologies suivantes expérimentées dans ce travail : la géolocalisation, la visioconférence et l'actimetrie. La troisième partie, une discussion reprend les nombreuses dimensions de la recherche telle que la sélection de groupe thématique de la Classification Internationale du Fonctionnement, du Handicap et de la Santé (CIF) pour la gérontechnologie, l'attitude des utilisateurs envers les technologies utilisées, les limites à cette utilisation, les services rendus par ces technologies, ainsi qu'une notion éthique. La discussion s'ouvre également sur des proposition concernant : 1) une classification des technologies pour la gérontologie, 2) un modèle clinique générique d'intégration de dispositifs technologiques à la gérontologie, et 3) un centre d'appel médicalisé mettant en ouvre ces nouvelles technologies.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Tout professionnel de la santé est sujet devant un patient à une incertitude inhérente à la pratique médicale. Dans le cas d'incident médical lors d'un trajet aérien, cette incertitude comporte trois sources additionnelles : (1) variabilité des conditions aéronautiques, (2) variabilité individuelle des conditions du patient, (3) variabilité individuelle des compétences de l'intervenant. Aujourd'hui les incidents médicaux dans l'avion sont estimés à 350 par jour dans le monde et lorsqu'ils surviennent, ils sont pris en charge dans 95% des cas par des professionnels de la santé passagers qui se portent volontaires. C'est souvent pour eux une première expérience. La principale raison de la réticence des professionnels de la santé à répondre à l'appel du commandant est la nécessité d'improviser; ayant à établir un diagnostic et évaluer la gravité de l'état du patient dans des conditions difficiles. A part l'assistance à distance par télémédecine l'intervenant, souvent seul face à ses doutes et son incertitude, ne dispose d'aucune autre aide à bord. Par ailleurs l'aviation civile dispose de systèmes de retour d'expérience (RETEX) pour gérer la complexité de tels processus. Des politiques de recueil et d'analyse des événements sont mises en place à l'échelle internationale, par exemple ECCAIRS (European Co-ordination Centre for Accident and Incident Reporting Systems) et ASRS (Aviation Safety Reporting System).Dans ce travail de thèse, nous proposons tout d'abord une formalisation sémantique basée sur les ontologies pour préciser conceptuellement le vocabulaire des incidents médicaux se produisant durant les vols commerciaux. Ensuite, nous mettons en œuvre un processus d'extraction des connaissances à partir des données (bases existantes) pour identifier les structures caractéristiques (patterns) des différents groupes d'incidents majeurs. Enfin, nous proposons une architecture de Système d'Aide à la Décision Médicale (SADM) qui intègre la gestion des incertitudes présentes tant sur les données récoltées que les niveaux de compétences des professionnels médicaux intervenants. / There is an inherent risk in the practice of medicine that can affect the conditions of medical activities (diagnostic or therapeutic purposes). The management of uncertainty is also an integral part of decision-making processes in the medical field. In the case of a medical incident during an air travel, this uncertainty includes three additional sources: (1) variability of the aeronautical conditions, (2) individual variability of the patient's conditions, (3) individual variability of the intervener's skills. Presently, medical incidents in the plane are estimated worldwide at 350 per day and when they occur, they are handled in 95 \% of cases by health professionals who are passengers. It is often for them a first experience. The main reason for the reluctance of health professionals to respond to the aircraft captain's call is the need to improvise; having to make a diagnosis and assess the severity of the patient's condition under difficult conditions. Apart from telemedicine with remote assistance, the intervener, often alone in the face of his doubts and uncertainty, has no other decision aid tool on board. Civil aviation also has feedback systems to manage the complexity of such processes. Event collection and analysis policies are put in place internationally, for example ECCAIRS (European Co-ordination Center for Accident and Incident Reporting Systems) and ASRS (Aviation Safety Reporting System). In this work, we first propose a semantic formalization based on ontologies to clarify conceptually the vocabulary of medical incidents occurring during commercial flights. Then, we implement a knowledge extraction process from the data available on existing databases to identify the patterns of the different groups of incidents. Finally, we propose a Clinical Decision Support System (CDSS) architecture that integrates the management of the uncertainties present on both the collected data and the skill levels of the medical professionals involved.