Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Atlas fonctionnel“

L’obstruction à la défécation, qu’elle soit d’origine fonctionnelle ou mécanique, ou du fait de l’association de ces deux mécanismes, nécessite désormais un bilan d’imagerie dynamique afin d’en caractériser l’étiologie et le retentissement anatomique, dans le but d’orienter la prise en charge. Cet article a pour but de faire l’inventaire des différentes entités anatomiques rencontrées en imagerie par résonance magnétique (IRM). Différents repères anatomiques sont importants, comme la ligne pubococcygienne joignant le pubis à la dernière articulation coccygienne et permettant de définir la descente périnéale, ou bien l’axe du canal anal dans le diagnostic des rectocèles. Dans certaines situations, comme dans le cas du prolapsus rectal extériorisé, l’usage de l’IRM n’est pas utile au diagnostic, mais plus dans le but de démasquer d’autres entités associées, par exemple une élytrocèle. C’est pour ces raisons que l’IRM pelvienne dynamique (déféco-IRM) est aujourd’hui de pratique courante dans le bilan des troubles de la statique pelvienne et joue un rôle dans le choix de la prise en charge.

Les cartes géolinguistiques semblent être des objets lisibles, issus de la superposition de données linguistiques « authentiques » sur un fond de carte physique. Derrière cette apparente simplicité pourtant, diverses stratégies existent, de la carte la plus brute à la carte interprétative. Dans les cartes proposant des symboles ou des aplats de couleur, on constate une distanciation par rapport à la matérialité du signe linguistique : typisation, regroupement de variantes, sélection de schèmes morphologiques, etc. Afin de garantir la lisibilité des documents, le processus d’enrichissement des documents va donc de pair avec une élimination d’informations. Ces cartes fonctionnent dès lors comme un discours sur le corpus, mettant en évidence une partie (ou une certaine vision) du corpus. Dans le cas d’ouvrages comme les atlas linguistiques, le corpus doit alors nécessairement être disponible ailleurs. Pour ne pas se méprendre sur ce que contiennent (ou pas) les documents qu’il reçoit, le lecteur doit donc les appréhender avec leur contexte et leur péritexte.

Les réseaux cérébraux au repos, visibles en IRM fonctionnelle, sont les reflets de l’activité intrinsèque du cerveau et donnent de précieuses informations sur la fonction cérébrale saine et pathologique. L’étude de ces réseaux dans des modèles animaux pourrait, en améliorant la compréhension des différences anatomiques et fonctionnelles existant entre les espèces de mammifères, être à la base d’avancées substantielles dans la compréhension des maladies neurologiques et des bases de la fonction cérébrale chez l’humain. Cependant, la comparaison interspécifique de ces réseaux cérébraux est ardue car les atlas cérébraux, les protocoles d’acquisition et la résolution des IRM sont trop dissemblables. Elle nécessiterait donc un cadre d’étude plus rigoureux, qui pour le moment fait défaut. En effet, de nombreuses études ont décrit des réseaux homologues dans différentes espèces mammifères, mais très peu d’études interspécifiques ont à ce jour été réalisées. Notre étude est donc la première à extraire et comparer des réseaux cérébraux au repos et leurs sous-réseaux chez l’humain, la souris et le primate microcèbe. Nous avons pu observer de nombreuses similitudes entre les réseaux extraits dans les différentes espèces, mais également de notables divergences qu’il convient d’analyser à la lumière de ce que nous savons sur les capacités cérébrales de chacune d’entre elles.

Les plateformes collaboratives d’observation de la biodiversité, couplées à des référentiels taxonomiques numériques, permettent désormais de générer automatiquement des listes d’espèces et/ou atlas de répartition à diverses échelles tant temporelles que géographiques. Nous questionnons ici la fiabilité d’une telle liste d’espèces en prenant comme point de départ la pré-liste taxonomique des Mollusques de la région du Grand-Est générée à partir des données d’occurrences disponibles dans le Système d’Information sur la Nature et les Paysages (SINP) et du réferentiel associé TAXREF. Nous montrons que le taux de recouvrement entre cette pré-liste qui cite 233 taxons terminaux et celle élaborée par les auteurs de cet article est de l’ordre de 90 %. Les différences sont liées à 60,7 % à de fausses-absences, à 32,1 % à de fausses-présences et à 7,2 % à des traitements taxonomiques différents. Au final, nous documentons la présence de 241 taxons terminaux dont 156 Gastéropodes terrestres, 46 Gastéropodes aquatiques et 39 Bivalves. Nous montrons que plus de 40 % des espèces de Mollusque nécessitent une approche conjointe morpho-anatomique pour une identification fiable. C’est pourquoi, cette liste de référence dite fonctionnelle a mis l’accent, pour certains taxons, sur les critères spécifiques estimés comme stables et sur le niveau de difficulté lors de l’identification, et ce, afin de tenter d’homogénéiser l’implémentation des données d’occurrence et/ou de leur évaluation a posteriori. Nous recommandons que les données primaires enregistrées dans les bases de données collaboratives fassent référence à des spécimens déposés dans des collections publiques, aux caractères spécifiques observés et par la transmission de photographie(s) de bonnes qualités.

L'Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire ou CERN, à Genève, est sur le point de mettre en service le LHC (Large Hadron Collider). Cet accélérateur de particules et les détecteurs dont il est équipé ont été conçus pour tenter de répondre aux interrogations que posent les théories de physique des particules actuelles. Le détecteur ATLAS est l'un de ces détecteurs, construit notamment pour confirmer ou infirmer l'existence du boson de Higgs. L'exploitation du détecteur et la qualité des données dépendent de la maîtrise de ses éléments de détection mais aussi de la maîtrise des conditions environnementales de l'expérience. Dans cette optique, Les travaux présentés dans ce document portent sur des réalisations instrumentales effectuées d'une part pour le contrôle de l'infrastructure du détecteur ATLAS et d'autre part pour le détecteur ALFA (Absolute Luminosity For ATLAS) qui doit fournir une mesure de la luminosité absolue du faisceau du LHC au point d'interaction d'ATLAS. La première partie présente la réalisation de deux projets intégrés dans le Système de Contrôle du Détecteur (DCS) : FPIAA (Finding Persons Inside ATLAS Areas) a été développé pour la sécurité des personnes dans la caverne expérimentale durant les périodes de maintenance du détecteur en fournissant une application de localisation et de suivi actif des personnes dans la caverne. Une seconde application a été développée pour mesurer la dose de radiations ionisantes et la fluence de particules intégrées par les éléments du détecteur pendant son exploitation afin de pouvoir évaluer à long terme leur vieillissement en fonction de la dose reçue. Les travaux réalisés sur le détecteur ALFA portent sur la qualification du matériel de photo-détection utilisé et sur l'évaluation et l'optimisation des performances des compteurs Trigger du détecteur. Enfin des réalisations préliminaires sur le DCS du détecteur ALFA sont présentées. Une structure logicielle a été développée pour configurer à distance l'électronique front-end ainsi que pour effectuer un étalonnage automatisé du détecteur et un protocole de communication haut niveau a été mis en place pour permettre au DCS d'ALFA d'échanger des informations avec le système de contrôle du mouvement des détecteurs sur le faisceau du LHC
The European Organization for Nuclear Research or CERN, Geneva, is about to operate the Large Hadron Collider (LHC). This accelerator ring and its particles detectors have been built to try to answer to the actual questions given by the particle physics theories. One of these detectors, ATLAS, has been designed, for instance, to validate, or invalidate, the theories on the existence of the Higgs Boson. The operation of the detector and the quality of its data depend on the quality of the detection elements but it depends also strongly on the good monitoring of its environment. In this respect, the developments presented in this document are focused on the control of the infrastructure of the ATLAS detector and on the ALFA detector (Absolute Luminosity For ATLAS) which is designed to provide an absolute measurement of the luminosity of the LHC beam at the ATLAS interaction point. Two projects which are integrated in the Detector Control System (DCS) are presented in the first part of the document: FPIAA (Finding Persons Inside ATLAS Areas) has been developed as a tool for people safety in the experimental cavern during the maintenance periods of ATLAS. It consists in an application for people localization and an active tracking of people in the cavern. A second application has been developed to measure the level of ionizing radiations and the particles fluency in the detector during its operation. These data will be used to evaluate the aging of the elements of the detector in respect with the level of integrated radiations. The work done on the ALFA detector is focused on particle detection technologies and control applications. The photo detection devices which will be used have been evaluated, the hardware of the trigger counter have been studied and optimized. Finally, preliminary developments on the DCS of the ALFA detector will be presented. Software components have been implemented to configure remotely the front-end electronics of the detector and to perform automated calibrations. A high level communication scheme has also been implemented for data exchange between the ALFA DCS and the system which controls the movements of the detector on the LHC beam

Introduction : La stimulation électrique directe basse fréquence est pratiquée sur des patients épileptiques pharmaco-résistants implantés avec des électrodes profondes. Elle induit de potentiels évoqués cortico-corticaux (PECC) qui permettent d’estimer la connectivité in vivo et ont permis de caractériser des réseaux locaux. Pour estimer la connectivité à l’échelle du cortex, le projet multicentrique F-TRACT vise à rassembler plusieurs centaines de patients dans une base de données pour proposer un atlas probabiliste de tractographie fonctionnelle.Méthodes : La construction de la base de données à nécessité la mise en place technique de pipelines de traitement semi-automatiques pour faciliter la gestion du nombre important de données de stéréo-électroencéphalographie (SEEG) et d’imagerie. Ces pipelines incluent des nouvelles méthodes de traitement du signal et d’apprentissage automatique, qui ont été développées pour identifier automatiquement les mauvais contacts et corriger l’artefact induit par la stimulation. Les analyses de groupe se sont basées sur des métriques des PECC et des cartes temps-fréquences des réponses à la stimulation.Résultats : La performance des méthodes développées pour le projet a été validée sur des données hétérogènes, en termes de paramètres d’acquisition et de stimulation, provenant de différents centres hospitaliers. L’atlas a été généré à partir d’un échantillon de 173 patients, fournissant une mesure de probabilité de connectivité pour 79% des connexions et d’estimer des propriétés biophysiques des fibres pour 46% d’entre elles. Son application à une sous-population de patients a permis d’étudier les réseaux impliqués dans la génération de symptômes auditifs. L’analyse de groupe oscillatoire a mis en avant l’influence de l’anatomie sur la réponse à la stimulation.Discussion : Cette thèse présente une méthodologie d’étude des PECC à l’échelle du cortex cérébral, utilisant des données hétérogènes en termes d’acquisition, de paramètres de stimulation et spatialement. L’incrémentation du nombre de patients dans l’atlas généré permettra d’étudier les interactions cortico-corticales de manière causale
Introduction: Low-frequency direct electrical stimulation is performed in drug-resistant epileptic patients, implanted with depth electrodes. It induces cortico-cortical evoked potentials (CCEP) that allow in vivo connectivity mapping of local networks. The multicentric project F-TRACT aims at gathering data of several hundred patients in a database to build a propabilistic functional tractography atlas that estimates connectivity at the cortex level.Methods: Semi-automatic processing pipelines have been developed to handle the amount of stereo-electroencephalography (SEEG) and imaging data and store them in a database. New signal processing and machine-learning methods have been developed and included in the pipelines, in order to automatically identify bad channels and correct the stimulation artifact. Group analyses have been performed using CCEP features and time-frequency maps of the stimulation responses.Results: The new methods performance has been assessed on heterogeneous data, coming from different hospital center recording and stimulating using variable parameters. The atlas was generated from a sample of 173 patients, providing a connectivity probability value for 79% of the possible connections and estimating biophysical properties of fibers for 46% of them. The methodology was applied on patients who experienced auditory symptoms that allowed the identification of different networks involved in hallucination or illusion generation. Oscillatory group analysis showed that anatomy was driving the stimulation response pattern.Discussion: A methodology for CCEP study at the cerebral cortex scale is presented in this thesis. Heterogeneous data in terms of acquisition and stimulation parameters and spatially were used and handled. An increasing number of patients’ data will allow the maximization of the statistical power of the atlas in order to study causal cortico-cortical interactions

"La tomoscintigraphie par émission mono-photonique (TEMP) est une méthode d'imagerie fonctionnelle 3D qui apporte des informations sur le débit sanguin cérébral (également appelé perfusion cérébrale). Cette méthode d'imagerie, par la détection visuelle d'anomalies de perfusion caractérisées par des zones hypo- ou hyper-intenses, est utilisée pour le diagnostic chez des patients atteints d'accidents vasculaires cérébraux, de démence, d'épilepsie ou d'autres pathologies cérébrales. La détection d'anomalies focalisées observées chez les patients ayant une attaque cérébrale est relativement aisée, alors que les anomalies diffuses, observées en début de démence, lors d'un accident entraînant une oxygénation insuffisante du cerveau ou suite à une exposition à une substance toxique, sont plus difficilement observables. Dans ces cas, une analyse quantitative des images, utilisant un atlas et des outils statistiques s'appuyant sur une base d'images de cas normaux, peut apporter une aide précieuse au diagnostic. Le travail présenté dans cette thèse est centré sur la problématique de la construction et de l'évaluation d'un atlas probabiliste de perfusion cérébrale à partir des images TEMP de sujets dits normaux. Les objectifs d'un tel atlas sont doubles : (1) création d'une cartographie statistique de la perfusion cérébrale d'une population normale, décrite de manière compacte, et (2) identification des différences de perfusion cérébrale qui sont statistiquement significatives entre une image TEMP d'un individu et l'atlas probabiliste. L'utilisation d'un atlas devrait avoir un impact important sur les applications cliniques où l'analyse qualitative d'images TEMP est pratique courante. Afin d'atteindre ces objectifs, trois points ont été abordés : le développement de modèles statistiques qui décrivent de façon fidèle la perfusion cérébrale, les outils de traitement d'images utilisés pour rendre les cerveaux "comparables", et enfin, l'évaluation expérimentale de l'atlas. "
Single Photon Emission Computer Tomography (SPECT) is a 3D functional imaging technique that yields information about the blood flow in the brain (also called brain perfusion). This imaging technique has found application in the diagnostics of head trauma, dementia, epilepsy and other brain pathologies. To this end, SPECT images are analyzed in order to find abnormal blood flow patterns. For localized abnormalities such as stroke, this characterization remains an accessible task, whereas for diffuse and variable abnormalities such as beginning dementia, near-drowning episodes and toxic substance exposure, characterization is difficult. It is therefore necessary to develop quantitative methods in which computer-aided statistical analysis can take advantage of information present in a database of normal subjects. This work deals with the construction and evaluation of a probabilistic atlas of brain perfusion in normal subjects as observed in SPECT images. The goals of such an atlas are twofold: (1) to describe perfusion patterns of the population represented by the atlas in a compact manner, and (2) to identify statistically significant differences between an individual brain perfusion pattern and the probabilistic atlas. The successful creation of a computerized, probabilistic atlas may have far-reaching impact on clinical applications where qualitative (visual) analysis of SPECT images is current practice. Three issues have been central in this work: the statistical models that actually describe brain perfusion, the image processing tools used to make brains "comparable" and the experimental evaluation of the atlas

Les bactéries synthétisent des hydrolases du peptidoglycane (PG), ou autolysines, dont l’activité doit être finement régulée. Chez Enterococcus faecalis, une seule autolysine (AtlA) a été décrite. Nous avons purifié AtlA et analysé les produits de digestion du PG par cette enzyme : AtlA est une N-acétylglucosaminidase. La présence du domaine N-terminal de AtlA n’a pas d’impact sur son activité enzymatique, celle du domaine LysM permettant la fixation au PG est cruciale pour l’activité. Nous avons purifié la protéine AtlA produite par E. Faecalis, quatre polypeptides majeurs ont été identifiés : la protéine mature, deux formes glycosylées et la protéine tronquée de son domaine N-terminal. Nous avons également initié une étude comparative de la susceptibilité de différentes souches de E. Faecalis à l’enzyme AtlA. La caractérisation du mutant oatA confirme que ce gène est responsable de l’O-acétylation du PG. L’absence de l’O-acétylation du PG chez le mutant oatA se traduit par une plus grande susceptibilité à l’enzyme AtlA. Ce résultat confirme que cette modification est un des mécanismes qui permettent à la bactérie de contrôler les activités autolytiques.

Le Modèle Standard de la physique des particules décrit trois des quatre interactions fondamentales et toutes ses prédictions ont été confirmées expérimentalement. Cependant, il reste encore des questions auxquelles le Modèle Standard ne peut répondre. Plusieurs pistes théoriques sont explorées et certaines prédisent de nouvelles particules se désintégrant en paire de quarks top-antitop qui pourraient être observé par le détecteur ATLAS auprès du collisionneur LHC.À partir de 2026, le LHC redémarrera après avoir fait l'objet d'une importante phase d'amélioration afin d'augmenter sa luminosité. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les études réalisées sur FATALIC, une puce qui a été proposée pour le remplacement de l'électronique frontale du calorimètre hadronique à tuiles d'ATLAS. Les études ont montré que FATALIC est capable de reconstruire les paramètres d'un signal analogique en utilisant trois canaux de gain et un changement de gain dynamique. Les simulations ont démontré que les performances attendues de la voie rapide de FATALIC entraient dans les spécifications demandées.Ensuite, a été présentée une recherche de nouvelles résonances se désintégrant en paire de quarks top-antitop, utilisant 36,1 fb-1 de données issues des collisions proton-proton à 13 TeV au LHC pendant les années 2015 et 2016. Cette recherche s'est concentrée sur le canal de désintégration semi-leptonique de la paire top-antitop, où l'état final possède une signature comprenant exactement un lepton, des jets hadroniques et de l'énergie transverse manquante. L'estimation du bruit de fond multi-jets a été présentée en détail. Une recherche dans le spectre de masse invariante de la paire top-antitop a été effectuée pour les deux topologies résolue et boostée et la compatibilité des données par rapport aux prédictions du Modèle Standard a été testée. Aucune déviation significative par rapport aux prédictions du Modèle Standard n'a été trouvée et des limites sur les sections efficaces de production de signaux issus des modèles considérés furent mises.Les difficultés rencontrées lors de l'estimation des bruits de fond et du pré-traitement des incertitudes systématiques pour l'analyse à 36,1 fb-1 ont motivé la recherche d'une nouvelle méthode pour l'estimation du bruit de fond globale. L'algorithme Décomposition Fonctionnelle (FD) est une nouvelle méthode permettant de rechercher de nouvelles particules dans un spectre de masse invariante, en séparant la contribution du bruit de fond de celles des contributions résonantes. FD a été testé dans le but de vérifier ses performances sur des pseudo-données des analyses top-antitop et « 4t BSM ». Dans un premier temps, des tests ont été menés sur la propension de FD à créer de faux signaux dans les spectres de masses invariantes. La première version s'est montrée sensible à ce problème. FD a ensuite été amélioré pour réduire la sensibilité à la création de faux signal. Enfin, des études d'injections de signal ont été réalisées et FD a montré des difficultés à modéliser la contribution du signal et à la séparer du bruit de fond pour des largeurs de signal supérieures à 3%
The Standard Model of particle physics describes three of the four fundamental interactions and all of its predictions have been experimentally confirmed. However, there are still questions that the Standard Model cannot answer. Several theoretical models are being explored and some predict new resonances that would decay into a top-antitop quarks pair that could be observed by the ATLAS detector at the LHC collider.In 2026, the LHC will restart after a significant improvement phase to increase its luminosity. It's in this context that the studies on FATALIC, a chip that has been proposed for the replacement of the front-end electronics of the ATLAS hadronic tile calorimeter, were achieved. The studies showed that FATALIC was able to reconstruct the parameters of an analog signal using three gain channels and a dynamic gain switch. The simulations showed that the expected performance of FATALIC's fast channel was within the required specifications.Then, a search for new particles decaying into a top-antitop quarks pair was presented, using 36.1 fb-1 data from the proton-proton collisions at 13 TeV of the LHC for the years 2015 and 2016. This search concentrate on the semi-leptonic decay channel of the top-antitop quarks pair, where the final state has a signature with exactly one lepton, hadronic jets and missing transverse energy. The estimate of the multi-jets background noise was presented. A search in the top-antitop invariant mass spectrum was performed in the two topology resolved and boosted and the compatibility of the data with respect to the Standard Model predictions was tested. No significant deviation from the Standard Model's predictions was found and limits on benchmark models signal cross sections were set.The difficulties encountered in estimating the background noises and on the profiling of the systematic uncertainties for the 36.1 fb-1 analysis has motivated the search for a new method to perform the global background estimate. The Functional Decomposition (FD) algorithm is a new method to search for new particles in an invariant mass spectrum, separating the contribution of the background noise to those of the resonant contributions. FD has been tested to verify its performance on pseudo-data from the top-antitop and « 4t BSM » analyses. First, tests were conducted to check if FD was creating spurious signal. The first version suffered of this problem and FD was then improved to reduce the amount of spurious signal. Finally, signal injection studies were carried out and FD showed difficulties to model the signal's contribution and to separate it from the background noise for signal with widths greater than 3%

Cette these traite de la modelisation statistique de formes en imagerie
cerebrale.

Dans une premiere partie, nous proposons un modele statistique de la forme des sillons corticaux. Le modele est bati par apprentissage a partir de sillons extraits d'images IRM et dotes d'une representation parametrique. La definition d'un repere intrinseque a la forme sillon permet d'aligner l'ensemble des formes extraites et de construire une population d'apprentissage coherente sur laquelle appliquer une analyse en composantes principales afin de deriver le modele. Ce modele statistique est ensuite etendu a un graphe de sillons afin de decrire non plus seulement les caracteristiques morphologiques d'un sillon, mais aussi les relations de position et d'orientation entre sillons principaux.
L'analyse presentee ici porte sur un sous-graphe defini par un couple de sillons.

Dans une seconde partie, trois applications de la modelisation proposee sont envisagees. D'une part, nous l'utilisons dans un cadre d'evaluation de methodes de recalage global inter-sujets. Pratiquee sur des amers locaux, l'analyse statistique fournit un indicateur de la similarite des formes au sein des populations recalees, et produit un critere de comparaison entre les methodes. D'autre part, nous exploitons la connaissance statistique apportee par le modele sur les sillons dans le contexte de la construction d'atlas anatomiques et fonctionnels. Nous proposons une methode locale et non-lineaire de recalage inter-sujets de donnees fonctionnelles, exprimees sous forme de dipoles MEG (localisations d'activations fonctionnelles), base sur la modelisation des amers anatomiques que sont les sillons corticaux. Exprimentee sur une population de 18 sujets, cette methode s'est averee apte a reduire la variabilite fonctionnelle inter-individuelle observee. Enfin, nous appliquons la methodologie proposee dans le cas des sillons a la modelisation statistique de la forme de frontieres fonctionnelles delimitant des aires visuelles de bas-niveau.