Stage ingénieur ou master mathématiques appliquées

Nous recherchons un candidat pour effectuer des recherches sur la détection de troubles du sommeil dans le cadre d'un programme de recherche publique en neurologie. Nous sommes une équipe de recherche de l'Inserm (équipe SleepCmd) qui étudie les troubles respiratoires du nouveau\-né à l'Hôpital Bichat et à l'Hôpital Robert Debré à Paris.

L'Unité Inserm 1141 et le Centre du Sommeil à l'Hopital Bichat à Paris constituent un environnement de recherche académique pluridisciplinaire à la croisée de l’ingénierie, de la biologie et de la médecine. L'équipe est composée d’une vingtaine de personnes (médecins, techniciens, ingénieurs, biologistes), possibilité de s’intéresser à d’autres champs d’application de l’analyse du signal en médecine (analyse d’enregistrements respiratoire et électrocardiogramme).

Etat de la question

Les troubles du sommeil constituent l’une des manifestations les plus fréquentes des troubles dépressifs. Au\-delà des modifications classiques de l’architecture du sommeil (latence d’endormissement, durée du sommeil, répartition des stades), de nombreuses études ont montré que la microstructure du sommeil est également altérée chez les patients déprimés. Ces modifications concernent notamment l’activité spectrale des signaux électroencéphalographiques (EEG), les fuseaux de sommeil ainsi que l’organisation du sommeil paradoxal (REM), dont la densité des mouvements oculaires rapides constitue un biomarqueur d’intérêt. Ces éléments pourraient constituer des biomarqueurs prédictifs de vulnérabilité et / ou prédictifs de la réponse aux traitements.

L’étude de ces paramètres repose sur l’analyse de signaux de polysomnographie (enregistrement de sommeil nocturne et tests de somnolence dirunes). Ces enregistrements comprennent notamment l’EEG, l’électro\-oculogramme (EOG), l’électromyogramme (EMG) et différents paramètres physiologiques. L’extraction manuelle des indicateurs de microstructure est cependant longue et fastidieuse, ce qui limite l’exploitation de grandes bases de données cliniques.

Dans ce contexte, nous souhaitons développer des outils d’analyse automatique permettant de quantifier différents marqueurs de la microstructure du sommeil à partir d’enregistrements polysomnographiques de patients souffrant de dépression. Ces outils devront être robustes, reproductibles et applicables à de larges cohortes de patients.

Au cours de ce stage, vous participerez au développement d’algorithmes sous Matlab destinés à l’analyse automatique de plusieurs marqueurs du sommeil :

• Analyse spectrale de puissance des signaux EEG (bandes delta, thêta, alpha, sigma, bêta, etc.).


• Détection et caractérisation des fuseaux de sommeil.


• Quantification de la densité du sommeil paradoxal (REM density) à partir des signaux EOG.


• Extraction d’indicateurs statistiques et physiologiques pertinents pour l’étude des troubles dépressifs.

Vous disposerez d’une base de données de polysomnographies déjà enregistrées et annotées selon les stades de sommeil. Une partie du travail consistera à définir les méthodes de traitement du signal les plus adaptées, à les implémenter puis à évaluer leurs performances et leur robustesse sur l’ensemble des données disponibles.

Une grande autonomie sera laissée dans le choix des approches méthodologiques, qu’elles reposent sur des techniques classiques de traitement du signal ou sur des méthodes plus avancées d’analyse de données.

Déroulement du projet

Les principales étapes du stage seront :

Prise en main des données polysomnographiques et de leur organisation.

• Formalisation des objectifs et du cahier des charges des algorithmes.


• Développement des méthodes d’analyse spectrale et de détection automatique.


• Validation des résultats sur les données disponibles.


• Analyse statistique des indicateurs extraits.


• Rédaction d’une documentation technique et présentation des résultats.

Profil recherché

Élève ingénieur (Bac\+4/Bac\+5\) ou Master 2\.

• Solides connaissances en traitement du signal numérique.


• Bonne maîtrise de Matlab et de R.


• Intérêt pour l’analyse de données biomédicales et les neurosciences.


• Capacité à travailler de manière autonome et à proposer des solutions méthodologiques.


• Des connaissances en EEG, polysomnographie ou analyse de données physiologiques seront appréciées mais ne sont pas indispensables.

Méthodes utilisées

• Traitement du signal biomédical.


• Analyse fréquentielle et temps\-fréquence.


• Détection automatique d’événements physiologiques.


• Analyse statistique des données.


• Développement sous Matlab.

Le stage se déroulera entre le Centre du Sommeil de l’Hôpital Bichat et les équipes de recherche de l’Hôpital Robert\-Debré (Inserm), dans un environnement de recherche translationnelle associant expertise clinique, neurosciences et traitement du signal. Le stagiaire intégrera une équipe pluridisciplinaire composée de médecins, chercheurs et ingénieurs.

Candidature (CV) à envoyer par mail à : maud.boutillon@aphp.fr

Type d'emploi : Stage

Rémunération : 500,00€ à 550,00€ par mois

Lieu du poste : En présentiel

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