Séance Séminaire

Séminaire de Probabilités et Statistique

Méthodes statistiques pour la classification de données de maintien postural

L’objet de ce travail est de contribuer à l’élaboration d’une notion de style postural à travers la mise en place de procédures de classification de patients selon leur maintien postural. Il faut savoir que les troubles du maintien postural sont susceptibles d’entraîner la chute, qui est l’une des premières causes de mortalité chez les personnes âgées. L’objectif à plus long terme est la mise au point de protocoles d’identification de troubles du maintien postural et l’adaptation au cas par cas des protocoles de rééducation fonctionnelle.
Ce travail s’appuie sur une étude clinique dédiée à l’évaluation du maintien postural. La cohorte étudiée est constituée de 70 patients répartis dans trois groupes distincts : celui des patients hémiplégiques, celui des patients vestibulaires et, enfin, celui des patients qualifiés de sains. Chaque patient a suivi jusqu’à quatre différents protocoles expérimentaux évaluant les caractéristiques du maintien de la posture via l’enregistrement des points de pression maximale exercée par chaque pied tandis que le maintien du patient est artificiellement perturbé.
Nous considérons d’abord le sous-problème consistant à classer des patients hémiplégiques ou sains puis celui, encore plus ambitieux, consistant à classer des patients hémiplégiques, vestibulaires ou sains. Nous établissons un classement des protocoles expérimentaux selon la pertinence des informations qu’ils fournissent dans une approche relevant du paradigme de la statistique semi-paramétrique. Nous exploitons une modélisation par processus stochastiques et leur inférence pour extraire des traits caractéristiques de petite dimension des trajectoires de maintien postural qui sont au contraire de grande dimension. De plus, nous enrichissons cette approche paramétrique d’une procédure de détection de ruptures qui s’avère l’améliorer grandement. Le principe d’agrégation de prédicteurs selon un principe de validation croisée est par ailleurs largement mis en oeuvre afin de mettre au point les classifieurs aux meilleures performances.
Nous proposons également le développement de questions méthodologiques soulevées par notre étude du maintien postural. Nous menons en particulier l’étude théorique du top scoring pair classifier (Geman et al., 2004) qui joue un rôle important dans notre étude. Par ailleurs, nous introduisons et étudions aussi une extension du principe d’agrégation appelé super-learning (van der Laan et al, 2007) au cadre de la classification multi-classes.

Mots clefs : maintien postural ; classification supervisée ; principe de maximisation de perte ciblée ; processus stochastiques ; détection de rupture ; validation croisée.

Références :
Geman , D., d’Avignon, C., Naiman, D. Q. et Winslow, R. L. (2004). Classifying gene expression profiles from pairwise mRNA comparisons. Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology.
van der Laan, M. J., Polley, E. C. and Hubbard, A. E. (2007). Super learner. Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology.