Dissertations / Theses on the topic 'Imagerie à contraste élevé'
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Alagao, Mary Angelie. "Characterization and optimization of the Evanescent Wave Coronagraph." Electronic Thesis or Diss., Saint-Etienne, 2023. http://www.theses.fr/2023STET0060.
Abstract:
L’imagerie directe des exoplanètes reste difficile en raison du contraste élevé et de la faible séparation angulaire entre l'étoile et la planète. Cela nécessite de supprimer l'éblouissement dû à l'étoile et de s'assurer que la lumière faible de la planète n'est pas noyée au milieu de divers bruits. La détection dépend de la maturité des techniques et des algorithmes utilisés, tout en tenant compte des compromis importants sur le contraste brut, la résolution angulaire et la transmission. L'une de ses composantes clés est l'utilisation de coronagraphes - des instruments ayant pour seul but de bloquer/réduire la lumière provenant de l'étoile. Ce travail présente un nouveau type de coronographe de Lyot, inventé par le Dr Yves Rabbia, qui repose sur le principe de la réflexion interne totale frustrée (FTIR) pour supprimer la lumière de l'étoile. Ce coronographe est appelé Evanescent Wave Coronagraph (EvWaCo) en raison de sa nature : son masque au plan focal, comprenant une lentille et un prisme, réfléchit la source hors axe (planète) et transmet la source sur l'axe (étoile) à l’aide des ondes évanescentes. Cette thèse vise à fournir au lecteur les bases qui mettent en évidence les trois principaux avantages d'EvWaCo : i) le masque est intrinsèquement achromatique, ii) la taille du masque est ajustable en modifiant la pression entre la lentille et le prisme, et iii) à la fois la lumière stellaire et la lumière planétaire peuvent être collectées simultanément pour une détection de front d'onde de bas ordre et un centrage approprié de l’étoile. Les performances d'EvWaCo sont évaluées à travers des expériences en laboratoire, puis comparées à des simulations numériques. Les résultats expérimentaux montrent un contraste brut égal à quelques 10-4 à 3 ��/�� sur toute la bande I (��c = 800 nm, ∆��/�� ≈ 20%) et à 4 ��/�� sur toute la bande R (��c = 650 nm, ∆��/�� ≈ 23%). Les simulations confirment la capacité de rejet achromatique d'EvWaCo, montrant un contraste brut de 10-4 à la même distance radiale sur les deux bandes spectrales. Cette thèse se conclut sur un bilan de l’état du banc développé et les perspectives futuresDirect imaging of exoplanets remains challenging due to the high contrast and the small angular separation between the star and the planet. It requires suppressing the blinding glare from the star and ensuring that the planet's faint light is not buried deep in various noises. Successful detection depends on the technological readiness and maturity of techniques and algorithms employed while considering the significant trade-offs on raw contrast, inner working angle, and throughput. One of its key components is the use of coronagraphs – instruments with the sole purpose of blocking/reducing the light from the star. This work presents a new type of Lyot coronagraph, invented by Dr. Yves Rabbia, that relies on the frustrated total internal reflection (FTIR) principle to suppress the starlight. This coronagraph is aptly called the Evanescent Wave Coronagraph (EvWaCo) owing to its nature that its focal plane mask, comprising a lens and a prism, reflects the off-axis source (planet) and transmits the on-axis source (star) by capturing the evanescent waves. This thesis aims to provide the reader with the groundwork that highlights EvWaCo's three main advantages: i) the mask is inherently achromatic, ii) the size of the mask is adjustable by changing the pressure between the lens and the prism, and iii) both the stellar light and the planet light can be collected simultaneously for low-order wavefront sensing, and proper stellar light centering. The performance of EvWaCo is assessed through experiments in a laboratory and then compared to numerical simulations. The experimental results show a raw contrast equal to a few 10-4 at 3 ��/�� over the full I-band (��c = 800 nm, ∆��/�� ≈ 20%) and at 4 ��/�� over the full R-band (��c = 650 nm, ∆��/�� ≈ 23%). The simulations confirm the achromatic rejection capability of EvWaCo as it showed a raw contrast of 10-4 at the same radial distance over both bandpasses. This thesis concludes with the status of its testbed and future perspectives
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Sanalatii, Maryna. "Synthèse d'un champ acoustique avec contraste spatial élevé." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1005/document.
Abstract:
L'objectif de ce travail de thèse est la conception d'un système de haut-parleurs transportable, capable de générer un champ sonore prédéfini et focalisé avec un contraste spatial élevé. Ce système doit permettre à terme d'effectuer différents types d'études, par exemple des essais de transparence acoustique ou encore des essais vibratoires en conditions non-anéchoïques. La minimisation du nombre de canaux à piloter ainsi que du nombre des transducteurs est l'un des enjeux principaux du travail. Le choix du nombre de sources et la sélection de leurs positions optimales afin de générer un champ acoustique cible n'a pas de solution triviale. Pour répondre à cette question, la méthode proposée se base sur la décomposition du rayonnement d’une source en série de fonctions orthogonales indépendantes (les"modes de rayonnement"), construits numériquement via une décomposition en valeurs singulières de la matrice d'impédance. En filtrant les termes évanescents, le champ lointain peut être reconstruit à l'aide d'un faible nombre de termes. De plus, la méthode permet d'estimer une distribution de débit efficace pour générer le champ cible. La méthode proposée étant relativement peu étudiée dans la littérature, la première partie de la thèse a été consacrée au problème de la validation expérimentale de la méthode directe et à l'étude des principaux paramètres en influençant le résultat. La problématique du positionnement des sources permettant de synthétiser un champ sonore prédéfini et focalisé est abordée dans la deuxième partie du travailThe goal of this thesis is the design of a transportable speaker system, able to generate a predefined and focused sound field with a high spatial contrast. This system has eventually to allow carrying out different types of studies, for example acoustic transmission loss tests or vibration tests in non-anechoic conditions. The minimization of the number of driven channels and the number of transducers is one of the main goals of the work. The choice of the number of sources and the selection of their optimal positions in order to generate a target acoustic field has no trivial solution. To answer this question, the proposed method is based on the decomposition of the source radiation into a series of independent orthogonal functions (the "radiation modes"), constructed numerically via a singular value decomposition of the impedance matrix. By filtering the evanescent terms, the far field can be reconstructed using a small number of terms. In addition, the method allows the estimation of an efficient flow distribution to generate the target field. With the proposed method having been scarcely studied in the literature, the first part of the thesis is devoted to the problem of the experimental validation of the direct method and the study of the main parameters that are influencing the result. The problem of sources positioning in order to synthesize a predefined and focused sound field is discussed in the second part of the thesis
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Jullien, Aurélie. "Génération d'impulsions laser ultra-brèves et ultra-intenses à contraste temporel élevé." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00077486.
Abstract:
Ce travail de thèse a porté sur la conception et la caractérisation d'un dispositif efficace pour l'amélioration du contraste d'impulsions laser femtosecondes ultra-intenses. La notion de contraste désigne le rapport d'intensité entre l'impulsion proprement dite et son piédestal, de durée nanoseconde. Ce piédestal est constitué par l'émission spontanée amplifiée (ASE pour Amplified Spontaneous Emission), inhérent au mécanisme d'amplification laser et particulièrement néfaste pour les interactions laser-matière sur cible solide.Le travail présenté consiste en l'étude théorique et expérimentale d'un filtre temporel basé sur un effet non linéaire du troisième ordre, agissant sur la polarisation de l'impulsion. Nous avons étudié plusieurs déclinaisons de ce principe. Le dispositif finalement retenu repose sur la génération d'une onde polarisée orthogonalement (XPW) dans des matériaux cristallins dont la susceptibilité non linéaire d'ordre trois est anisotrope. Ce filtre non linéaire a été testé sur différents systèmes femtosecondes et permet l'amélioration du contraste sur plusieurs ordres de grandeur, comme le confirment les mesures de profils temporels sur une grande dynamique réalisées après filtrage. Nous avons également conçu un dispositif pour optimiser l'efficacité de conversion du processus non linéaire, c'est-à-dire la transmission du filtre. Cette méthode consiste à générer des interférences constructives entre les signaux XPW émis dans des cristaux distincts. Dans ces conditions, l'efficacité de transmission théorique (supérieure à 20%) est atteinte expérimentalement et dans le même temps la stabilité du système est assurée. Nous avons enfin démontré que le filtre préserve, voire améliore, les qualités spectrales et spatiales de l'impulsion.
Ces résultats sont donc particulièrement prometteurs et permettent d'envisager l'implémentation définitive du filtre dans les systèmes femtosecondes.
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Jullien, Aurélie. "Génération d'impulsions laser ultra brèves et ultra intenses à contraste temporel élevé." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2004. http://www.theses.fr/2006EPXX0013.
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Novell, Anthony. "Imagerie de contraste ultrasonore avec transducteurs capacitifs micro-usinés." Phd thesis, Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665141.
Abstract:
Les produits de contraste ultrasonore constituent un véritable apport pour l'imagerie échographique et sont aujourd'hui utilisés en clinique pour l'évaluation de la perfusion cardiaque ou encore la détection de tumeurs. Depuis quelques années, les transducteurs capacitifs micro-usinés (cMUTs) se présentent comme une alternative intéressante aux transducteurs piézoélectriques classiques et offrent certains avantages comme une large bande passante. Nous proposons dans cette thèse d'évaluer le potentiel de cette technologie pour l'imagerie de contraste. Dans un premier temps, notre étude s'est orientée vers l'adaptation des cMUTs à l'imagerie non linéaire. Ensuite, de nouvelles méthodes de détection de contraste, basées sur le comportement spécifique des microbulles, ont été développées pour exploiter les avantages de la technologie cMUT. Comparés aux méthodes conventionnelles, les résultats obtenus montrent une meilleure visualisation des agents de contraste par rapport aux tissus environnants. L'utilisation de cMUTs améliore l'efficacité de ces méthodes démontrant, ainsi, leur intérêt pour l'imagerie de contraste.
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Bouakaz, Ayache. "Produits de contraste ultrasonore : évaluation acoustique in vitro et application." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0058.
Abstract:
Il est en général plus délicat pour un radiologue d'interpréter des images ultrasonores que des images issues d'autres modalités d'imagerie. En effet, il n'existe pas de repères explicites sur l'image ultrasonore. Dans ce cas et comme cela existe déjà pour les autres techniques d'imagerie, l'utilisation de produits de contraste peut être envisagée. Typiquement, l'échographie de contraste consiste à injecter dans la circulation sanguine des microparticules gazeuses qui constituent des diffuseurs des ondes ultrasonores, dans le but d'améliorer l'échogénéité de certaines structures du corps humain. On propose dans la première partie de ce travail une approche bibliographique théorique permettant la caractérisation acoustique des produits de contraste. En même temps, un banc de mesure expérimental est développé et mis au point pour quantifier les propriétés ultrasonores des produits de contraste in vitro. Les produits sont caractérisés par le coefficient de réflexion, le coefficient d'atténuation et le rapport réflexion/atténuation (Scattering To Attenuation Ratio - STAR). Les conditions expérimentales correspondent à la réalité clinique. La connaissance de ces paramètres est essentielle pour une exploitation efficace et appropriée des produits. On présente par la suite une méthode permettant de déduire l'apport en niveau de gris du produit de contraste sur l’image échographique par rapport à l'apport des tissus biologiques. On déduit ainsi les valeurs optimales de cet apport pour avoir un rehaussement visuel satisfaisant sur l'image. On présente enfin une nouvelle application échographique avec produit de contraste: l'échographie endovasculaire de contraste. L'injection d'un agent de contraste dans une artère s'avère très bénéfique pour la mise en évidence de sa paroiIt's usually more difficult for a radiologist to interpret ultrasonic images than other records issued from other imaging modalities. Indeed, the ultrasonic record has no familiar landmarks for the uninitiated observer. As for other imaging techniques, the use of contrast agents could be considered. Typically, contrast ultrasound involves the injection of echo-producing microbubbles into the bloodstream to enhance the ultrasound echogenicity of a certain structure in the body. In the first part of this study, we proposed a theoretical approach for acoustic characterization of ultrasound contrast agents. Simultaneously, an experimental procedure was developed to quantify the ultrasonic properties of contrast agents in vitro. This was carried out by determining their acoustic parameters. The backscatter coefficient (BC), attenuation coefficient and scattering to attenuation ratio (STAR) were defined to quantify the ultrasonic effectiveness of the contrast agent. The experimental conditions correspond to the clinical reality. The experimental determination of ultrasonic properties is important for an appropriate use of the contrast agent. Afterwards, a method is presented and used to determine the acoustic contribution of a contrast agent to the image enhancement. Optimal values of the acoustic properties necessary to get a visible enhancement of the image are deduced. At last, we propose a newer clinical application using contrast agent. This has been done in intravascular echography and the contrast has been proved useful for this application
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Hoeffel, Christine. "Echographie de contraste et microcirculation tissulaire abdominale. Aspects fondamentaux et applications cliniques." Reims, 2009. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00001104.pdf.
Abstract:
Ce travail a pour but d’étudier le potentiel de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore de contraste (Ifus) viscérale abdominale, qualitative et quantitative. Trois grands axes de recherche sont abordés: 1) Le premier axe consiste à démontrer à partir d’une étude ex vivo sur un modèle porcin que l’évaluation quantitative de la perfusion rénale par échographie de contraste est significativement améliorée par une prise en compte de l’intensité du signal au niveau d’une entrée artérielle. Néanmoins, d’autres paramètres sont à prendre en compte pour assurer la reproductibilité des mesures de la perfusion tissulaire, principalement le phénomène d’atténuation du faisceau ultrasonore par les microbulles de contraste. 2) Le deuxième thème consiste à préciser la valeur de l’Ifus abdominale pour la détection tumorale. La première étude rapporte des performances diagnostiques de l’échographie de contraste comparables à celles de l’imagerie par résonance magnétique pour la détection de métastases hépatiques de tumeurs carcinoïdes. La deuxième étude démontre l’intérêt, notamment en termes de spécificité et de valeurs prédictives, de l’échographie de contraste pour la détection précoce du reliquat tumoral après traitement par radiofréquence percutanée des tumeurs rénales, par rapport aux modalités d’imagerie de référence. 3) Le troisième thème concerne l’intérêt de la quantification par échographie de contraste de la perfusion de tumeurs rénales pour le diagnostic de malignité et la caractérisation tissulaire de ces tumeurs. L’échographie de contraste présente des avantages uniques : faible coût, absence d’irradiation et de toxicité rénale, et excellente résolution temporelle. L’Ifus requiert cependant encore des améliorations et une standardisation pour une bonne reproductibilité et une utilisation clinique. Elle peut néanmoins procurer des informations quantitatives sur la microcirculation qui nécessitent d’être corrélées à celles obtenues avec d’autres méthodes d’imagerie fonctionnelleThe aim of this work was to study the potential for contrast-enhanced functional ultrasound imaging (Cefui) to assess the abdominal microcirculation, according to three major axes of research: 1) The first axis consisted in proposing and validating a new method improving non invasive contrast-enhanced renal blood flow measurements, using the mean signal intensity in a feeding artery in order to normalize contrast-enhanced renal blood flow estimation. However, while these ex vivo results suggest that this technique has great potentials, other parameters, mainly ultrasound beam attenuation, must be taken into account to obtain reproducible measurements. 2) The second axis consisted in evaluating qualitative abdominal Cefui for tumoral detection. For the detection of liver metastases from carcinoid tumor, the first study reports sensitivity values for contrast-enhanced ultrasound similar to those obtained with enhanced computed tomography. The second study demonstrates that Cefui provides high specificity and predictive values for the early detection of residual tumor after radiofrequency ablation of renal tumors even though its sensitivity remains lower than that of contrast-enhanced CT. 3) The third axis deals with added diagnostic value in terms of characterization of renal tumors of quantitative assessment of tumor perfusion compared to that of qualitative analysis. Abdominal Cefui has unique advantages including low cost, availability, absence of renal toxicity and radiation, and excellent temporal resolution. However, it still requires improvements and standardization to be reproducible and be transferred to the clinical setting. It may somehow yield quantitative information with respect to abdominal organs microcirculation. Further studies correlating Cefui results with those of other functional imaging methods are needed
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Clauzon, Vivien. "Analyse de schémas d'ordre élevé pour les écoulements compressibles." Clermont-Ferrand 2, 2008. http://www.theses.fr/2008CLF21821.
Abstract:
L'objet de cette thèse est de mettre en oeuvre des outils pour la simulation numérique des torches à projection plasma. Dans une première partie, une méthode volumes finis 3D pour maillages non structurés est construite. Cette méthode d'ordre 2 utilise une reconstruction linéaire multipente. On prouve qu'elle est stable au sens du principe du maximum. Sa simplicité est mise en avant et sa rapidité est vérifiée par des tests numériques. Enfin on l' utilise pour réaliser une simulation de l'écoulement non visqueux dans une chambre de torche. La seconde partie est dédiée à l'étude des jets chauds compressibles fortement pulsés par simulation numérique directe. L'utilisation de schémas d'ordre élevé en temps et en espace est justifiée. Des conditions aux limites permettant d'imposer de fortes perturbations au jet sont décrites. Le nombre de Reynolds de l'écoulement est d'autant plus élevé que la température du milieu ambiant est faible, rendant les simulations numériques difficiles
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Durning, Bruno. "Simulation, estimation spectrale et imagerie des agents de contraste ultrasonores." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10097.
Abstract:
Dans cette thèse, nous apportons notre contribution aux techniques permettant de rendre l'utilisation des agents de contraste ultrasonore plus performante. Dans un premier temps, nous avons développé un simulateur d'imagerie échographique de contraste (SECI) qui permet de simuler la formation d'images ultrasonores avec agent de contraste. Il prend en compte, la sonde, le milieu de propagation des ultrasons et le comportement individuel, non linéaire, de chaque bulle. Des simulations de bulles isolées, en fonction du MI, de la fréquence incidente et du rayon au repos ont été réalisées. Dans un second temps, nous avons validé SECI avec des acquisitions in vitro. Puis une étude expérimentale de l'agent de contraste a été menée, en fonction du MI. Finalement nous avons proposé des paramètres dédiés à la visualisation des agents de contraste basés sur l'estimation spectrale, la modélisation AR et la projection atomique. Ces paramètres ont été testés sur des acquisitions in vitro et in vivoIn this work, we contribute to make ultrasound contrast agent simpler and more effective to use. First we developed a Simulator of Echo Contrast Imaging (SECI). SECI can simulate ultrasound imaging with contrast agent. It takes into account the probe, the propagating medium, the individual, non linear, response of each bubble. Simulations of bubbles alone, have also been performed, at different MI, transmit frequency, and radius. Then, we validate SECI by comparison with in-vitro experiments. An experimental study of the influence of the MI over the contrast agent behavior has been done. Finally, visualization techniques, based on spectral estimation, auto-regressive modelization, and atomical projection have been tested on in-vitro and in-vivo acquisition
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Beaulieu, Mathilde. "Imagerie optique à très haut contraste : une approche instrumentale optimale." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4040/document.
Abstract:
Cette thèse vise à investiguer des moyens d'optimiser les performances de l'imagerie à haut contraste dans l'optique et le proche infrarouge pour la détection d'exo-planètes. L'étude principale a été menée sur le contraste à faible séparation permettant l'imagerie d'exo-planètes dans leur zone habitable. Cette détection directe est rendue possible par le développement des futurs grands télescopes et de coronographes de plus en plus performants à faible séparation. L'approche retenue permet de créer une zone sombre à haut contraste grâce à la coronographie et au « wavefront shaping » (contrôle de l'amplitude et de la phase avec 2 miroirs déformables), mais qui est limité par les effets de propagation de Fresnel. Les résultats obtenus ont déterminé les limitations de configuration optique pour le « wavefront shaping ». Grâce à une approche semi-analytique soutenue par des simulations numériques et une approche Monte-Carlo, ces limitations ont été analysées et quantifiées pour extraire les configurations optimales. Les résultats ont été appliqués au banc SPEED dont l'objectif est d'optimiser et de tester le haut contraste à faible séparation. Une deuxième étude a été une contribution à une étude générale de stabilité, en traitant la stabilité temporelle comme un paramètre indispensable dans la conception en amont d'instrument haut contraste. Un travail préliminaire a été initié sur la stabilité des instruments de mesure eux-mêmes à travers l'étude thermique d'un système de métrologie. Enfin, un dernier volet a été une étude de simulation de performances d'un nouveau concept d'imagerie différentielle basé sur l'acquisition d'images réalisées avec différentes tailles de pupillesThis thesis aims to optimize high-contrast imaging performance in visible and near infrared for exoplanet detection. The main study focuses on high-contrast at small separation, to image exoplanets in their habitable zone. This direct detection is achievable with the next Extremely Large Telescopes and with the development of coronagraph providing high performance at small separation. The approach adopted for this study creates a high-contrast region (a dark hole) with the combination of coronagraphy and wavefront shaping (wavefront control of both phase and amplitude with 2 deformable mirrors) but is limited by the Fresnel propagation of phase aberrations. The goal of this work is to define the wavefront shaping limitation in optical configuration (deformable mirrors location, component optical quality, beam diameter). A semi-analytic approach followed by a Monte-Carlo analysis of numerical end-to-end simulations is studied, resulting in the definition of the optimal configuration. Results are then applied to SPEED, a test bench to optimize and test high-contrast imaging at small separation with a segmented pupil. Another aspect of this thesis is a contribution to a stability study to treat the temporal stability as a crucial parameter in high-contrast imaging instrumentation, at the conception level. A preliminary work is initiated during the thesis to analyse the stability of the measuring instrument itself. A metrology tool and its thermal behaviour are thus studied. Finally, the last part of this thesis is a performance analysis of a new differential imaging technique, developed to improve high contrast with observations with different diaphragm sizes
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Puong, Sylvie. "Imagerie du sein multispectrale avec injection de produit de contraste." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112285.
Abstract:
Durant le développement du cancer du sein, de nouveaux vaisseaux sanguins se forment autour des tumeurs afin de soutenir leur croissance. L’imagerie du sein avec injection de produit de contraste est une nouvelle technique basée sur ce phénomène appelé angiogénèse tumorale, permettant potentiellement une détection et une caractérisation précoces des tumeurs. Ces travaux s’intéressent aux méthodes multispectrales, qui consistent à combiner des images acquises avec des spectres d’énergies différentes pour générer des images fonctionnelles de la néovascularisation des tumeurs. Cette thèse a pour objectif de développer les applications d’imagerie du sein multispectrale avec injection de produit de contraste, et plus spécifiquement, celles d’angiomammographie et d’angiotomosynthèse double-énergie. Dans un premier temps, nous présentons une modélisation du système d’imagerie, ainsi que la méthode de combinaison permettant d’obtenir des images de néovascularisation. Ensuite, nous nous intéressons à l’optimisation des spectres d’acquisition afin de maximiser la visibilité du produit de contraste vis-à-vis de la dose à la patiente. Nous étudions également la quantification du produit de contraste sur les images, en analysant l’influence du rayonnement diffusé, de la variation d’épaisseur du sein et la résolution limitée en Z pour la tomosynthèse, et en proposant des premières approches de correction. Enfin, nous présentons les résultats d’une étude clinique sur l’angiomammographie double-énergie menée en collaboration avec l’Institut Gustave Roussy et l’Institut Curie, avec une première comparaison de l’angiomammographie avec la mammographie et l’échographieDuring cancer development, angiogenesis occurs to support tumour growth. Contrast enhanced breast imaging takes advantage of this physiological phenomenon to enfance lesion visibility, by intravenously injecting a contrast medium into the blood. The present work focuses on multispectral methods which consist in the combination of images acquired with different spectra in order to generate a functional image of the breast neovascularisation. Our aim is to develop contrast enhanced multispectral breast imaging techniques, and especially, dual-energy contrast enhanced mammography and tomosynthesis. First, we present a model of the imaging system and the method of image combination which results in functional images of the neovascularisation. Then, a study of the optimal acquisition parameters is performed, in order to maximize the contrast medium visibility with respect to the patient dose. Contrast medium quantification is also investigated, as we analyze the influence of scattered radiation, variation of breast thickness and limited z resolution for tomosynthesis. First approach for correction of their effects are presented. Finally, results are detailed on a clinical study on dual energy contrast enhanced mammography, conducted at the Institut Gustave Roussy and Institut Curie, which allowed a first comparison of this application with conventional mammography and ultrasound
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Perez, Laurence. "Les produits de contraste en IRM : biocompatibilité et sécurité." Paris 5, 1995. http://www.theses.fr/1995PA05P155.
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Jeunehomme, Fanny. "Mammographie numérique avec injection de produit de contraste." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112025.
Abstract:
Le développement des tumeurs mammaires est souvent accompagné d’une angiogénèse. Il est possible après avoir injecté un produit de contraste dans le sang de la patiente d’acquérir une séquence d’images permettant de mettre en évidence ce phénomène. Jusqu’ici principalement effectuée par IRM, l’imagerie de la néovascularisation des tumeurs mammaires est désormais envisageable grâce à l’apparition récente de la mammographie numérique plein champ. L'objectif général de ce travail de recherche est la modélisation, le prototypage et l'optimisation d'un système de mammographie numérique qui permette l'acquisition et la visualisation d'images avec injection de produit de contraste. Nous présentons dans un premier temps l’optimisation des spectres d’acquisition pour maximiser la visibilité du produit de contraste. Nous proposons également une calibration assurant l’uniformité spatiale et temporelle de la réponse du système d’acquisition. Une deuxième phase de ce travail consiste à analyser la prise de contraste dans les séquences. Nous présentons les principales sources de variation et les artéfacts qu’elles introduisent dans l’analyse. Une première approche de classification automatique des prises de contraste en utilisant les Machines à Vecteurs de Support est proposée. Enfin nous présentons une étude clinique de la mammographie avec injection de produit de contraste menée en collaboration avec l’Institut Gustave RoussyIt is well-established that the growth and metastatic potential of tumors is proportional to the extent of surrounding angiogenesis. Various imaging techniques, in particular Magnetic Resonance Imaging, are used to monitor the angiogenesis by analyzing contrast uptake. The introduction of digital mammography systems opens the way to Contrast-Enhanced Digital Mammography (CEDM). This thesis deals with the modeling and the optimization of the acquisition of contrast enhanced mammograms and with the analysis of contrast uptake in CEDM sequences. On the acquisition side, a method for optimizing the X-ray acquisition spectra that maximizes the contrast medium visibility is presented. Then a calibration method is proposed, which ensures the spatial and temporal uniformity of the acquisition system response. Concerning the analysis of the contrast uptake in the CEDM sequences, the main noise sources and the associated artifacts are characterized and solutions for putting them under control are proposed. A Support Vector Machine classification method of the breast tissues based on uptake kinetics is also proposed. In the last part of the document, a CEDM clinical study led at the Institut Gustave Roussy (France) is presented that demonstrates the clinical potential of this new approach
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Thiré, Nicolas. "Photodynamiques moléculaires sondées par imagerie de vecteurs vitesses et génération d'harmoniques d'ordre élevé." Phd thesis, Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1403/.
Abstract:
Cette thèse traite de l'étude de phénomènes ultra-rapides, et plus particulièrement de dynamiques de relaxation initiées par une impulsion femtoseconde (10-15 s). Dans la première partie, l'imagerie de vecteurs vitesses a permis d'étudier deux systèmes : l'iodure de méthyle (CH3I), excité dans son premier état de Rydberg et le tetrathiafulvalène (TTF -C6H4S4). Dans le TTF, le but est de caractériser les deux bandes majoritaires d'absorption vers 300 nm. Durant l'étude de la prédissociation de CH3I, la distribution vibrationnelle du fragment CH3 a été caractérisée, alors que pour le TTF une force de liaison du dimère a été extraite. L'interprétation des spectres de photoélectrons de CH3I permet une bonne compréhension des dynamiques depuis et/ou en résonance avec des états proches du potentiel d'ionisation. Dans la seconde partie, la structure électronique d'atomes ou de molécules est sondée par la génération d'harmoniques d'ordre élevé (GHOE). Le minimum de la section efficace totale de photoionisation de l'argon (minimum de Cooper) a été observé et étudié dans le spectre harmonique. Cette étude a permis, entre autre, la mise au point d'un modèle théorique fiable et complet. Dans une autre étude, la GHOE a montré la sensibilité du rayonnement harmonique à la chiralité lors de interaction des 2 énantiomères de la fenchone (C10H16O), avec un rayonnement polarisé elliptiquement. Pour finir, l'utilisation de la GHOE pour sonder une dynamique moléculaire, amorcée par un réseau transitoire d’excitation à 400 nm, a été réalisée sur le dioxyde d'azote (NO2). Ceci à l'échelle picoseconde : photodissociation, et femtoseconde : transfert de population par le biais d’une intersection coniqueThis thesis deals with the study of ultrafast phenomena, particularly the relaxation dynamics initiated by a femtosecond pulse (10-15 s). In the first part, velocity map imaging was used to study two systems: methyl iodide (CH3I), in its first excited Rydberg state and tetrathiafulvalene (TTF -C6H4S4). In the TTF, the aim is to characterize the two major absorption bands at 300 nm. During the study of the predissociation of CH3I, the vibrational distribution of the CH3 fragment was characterized,whereas as far as the TTF is concerned bond strength of the dimer was extracted. The interpretation of photoelectron spectra of CH3I provides a good understanding of the dynamics from and/or in resonance with states near the ionization potential. In the second part, the electronic structure of atom or molecule is probed by high order harmonics generation (HHG). The minimum of the total photoionization cross section of argon (Cooper minimum) was observed and studied in the harmonic spectrum. This study allowed, among other things, for the design of a reliable and comprehensive theoretical model. Then the HHG in a chiral molecule: the fenchone (C10H16O), clearly showed the sensitivity of the harmonic process to the chirality, while interacting with an elliptically polarized field. Finally, HHG was used to probe molecular dynamics initiated by a transient excitation grating at 400 nm in nitrogen dioxide (NO2). This at picosecond time scale : photodissociation, and femtosecond time scale : population transfer via a conical intersection
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Thiré, Nicolas. "Photodynamiques moléculaires sondées par imagerie de vecteurs vitesses et génération d'harmoniques d'ordre élevé." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00663009.
Abstract:
Cette thèse traite de l'étude de phénomènes ultra-rapides, et plus particulièrement de dynamiques de relaxation initiées par une impulsion femtoseconde (10-15 s). Dans la première partie, l'imagerie de vecteurs vitesses a permis d'étudier deux systèmes : l'iodure de méthyle (CH3I), excité dans son premier état de Rydberg et le tetrathiafulvalène (TTF - C6H4S4). Dans le TTF, le but est de caractériser les deux bandes majoritaires d'absorption vers 300 nm. Durant l'étude de la prédissociation de CH3I, la distribution vibrationnelle du fragment CH3 a été caractérisée, alors que pour le TTF une force de liaison du dimère a été extraite. L'interprétation des spectres de photoélectrons de CH3I permet une bonne compréhension des dynamiques depuis et/ou en résonance avec des états proches du potentiel d'ionisation. Dans la seconde partie, la structure électronique d'atomes ou de molécules est sondée par la génération d'harmoniques d'ordre élevé (GHOE). Le minimum de la section efficace totale de photoionisation de l'argon (minimum de Cooper) a été observé et étudié dans le spectre harmonique. Cette étude a permis, entre autre, la mise au point d'un modèle théorique fiable et complet. Dans une autre étude, la GHOE a montré la sensibilité du rayonnement harmonique à la chiralité lors de interaction des 2 énantiomères de la fenchone (C10H16O), avec un rayonnement polarisé elliptiquement. Pour finir, l'utilisation de la GHOE pour sonder une dynamique moléculaire, amorcée par un réseau transitoire d'excitation à 400 nm, a été réalisée sur le dioxyde d'azote (NO2). Ceci à l'échelle picoseconde : photodissociation, et femtoseconde : transfert de population par le biais d'une intersection conique.
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Rognin, Nicolas Georges. "Outils de simulation et de quantification en imagerie de contraste échographique." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10196.
Abstract:
Depuis l'avènement des premiers échographes, une volonté constante des constructeurs est l'amélioration de la qualité de l'image par des méthodes de traitement du signal et par des avancées dans la technologie des sondes. Ces améliorations ont pour but d'accroître la puissance diagnostique de cette modalité d'imagerie médicale. Aujourd'hui, s'ajoutent les agents de contraste ultrasonore pour le rehaussement du contraste du sang par rapport aux tissus. Les agents de contraste sont composés de microbulles, qui ont un fort pouvoir de rétrodiffusion. L'injection par voie intraveineuse de ces agents a conduit au développement d'une myriade de modalités d'imagerie pour estimer la perfusion d'un organe, l'ensemble étant désigné par " imagerie de contraste ". Pourtant aucun outil pour l'étude de leurs performances n'existe. Pour répondre à cette problématique, nous avons développé un simulateur d'imagerie quantitative de contraste. Nous entendons par quantitatif une simulation en unité physique. Autrement dit les signaux ultrasonores sont calculés directement en pascal aussi bien pour la réponse du tissu biologique que celle de l'agent. Pour atteindre cet objectif et en collaboration avec un groupe pharmaceutique international, Bracco, nous avons constitué une base de données expérimentales de mesures in vitro de l'agent SonoVueTM pour la validation du simulateur. Cette base couvre plusieurs cas de puissance d'émission pour une série de dilutions de l'agent. En conclusion, notre contribution est la proposition d'un outil permettant de simuler quantitativement différentes modalités d'imageries de contraste, en fonction de la puissance d'émission, de la dilution, et du mouvement tissulaire. Le système permet de surcroît de comparer et d'apprécier les performances de ces différentes modalités. Enfin, nous avons montré la flexibilité et la potentialité de cet outil en l'appliquant au cas particulier de l'échographie endovasculaire.
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Mulé, Sébastien. "Méthodologie pour l’évaluation de la microcirculation en imagerie ultrasonore de contraste." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112033.
Abstract:
L'utilisation de l'imagerie ultrasonore de contraste pour l'évaluation de paramètres de la microcirculation chez l’homme et le petit animal est de plus en plus répandue. Cependant, la qualité des paramètres de perfusion estimés reste limitée par de nombreux facteurs : la variabilité de la concentration de l'agent de contraste, l’atténuation du signal ultrasonore et les mouvements présents dans les acquisitions. L'objectif de ce travail est de proposer des solutions méthodologiques pour une prise en compte adaptée de ces différents facteurs dans le cadre d'études par imagerie ultrasonore de contraste chez le petit animal. Une méthode de sélection d’images a posteriori a été proposée, permettant la compensation des mouvements d’origine respiratoire. Cette méthode, basée sur l’Analyse en Composantes Principales et intégrant des informations a priori relatives à la fréquence respiratoire, permet d’extraire les images acquises à un même instant du cycle respiratoire. Une méthode d’estimation de l’atténuation due aux microbulles a également été développée, permettant d’estimer une séquence dynamique spécifique de l’agent de contraste dépourvue d’artéfacts de masquage. Cette séquence dynamique fournit ainsi une représentation de la concentration de l’agent de contraste plus fiable que les séquences originales. Ces méthodes, implémentées dans un logiciel simple d’utilisation et convivial, ont été appliquées et validées sur des acquisitions de perfusion rénale chez la souris et des acquisitions rénales ex vivo réalisées chez le porc. Leur intérêt pour l’étude de la microcirculation tumorale et l’évaluation d’un traitement antiangiogénique ont notamment été mis en évidenceContrast-enhanced ultrasound (CEUS) imaging is a modality of growing interest in human and small animal studies for the estimation of microcirculation parameters. Nevertheless, estimated microcirculation parameters are still impaired by several artefacts: the contrast agent concentration, microbubble attenuation and motion that is present in the acquisitions. The aim of this work is to propose a methodology for assessing microcirculation in small animal CEUS studies by investigating original methods to correct for these artefacts. An a posteriori frame selection method has been proposed. This method, based on a Principal Component Analysis and that integrates a priori information about the respiratory frequency, allows the selection of the frames acquired at the same respiratory phase. A method for estimating microbubble attenuation in vivo has also been developed. This method provides a dynamic microbubble-specific sequence without shadowing artefacts and therefore more reliable than available from original sequences. These methods, which have been implemented in a user friendly software, have been applied and validated in renal perfusion studies in a murine and a porcine model. Especially, their interest in assessing tumor microcirculation and the efficacy of an antiangiogenic treatment has been highlighted
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Dedieu, Véronique. "Optimisation du contraste en imagerie par résonance magnétique nucléaire. Modélisation de l'action des agents de contraste et application au typage musculaire." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30069.
Abstract:
Dans la perspective du typage musculaire par imagerie rmn, nous montrons qu'il existe une relation entre les temps de relaxation longitudinale (t1) et transversale (t2) et la composition des muscles. En effet, la mesure des parametres relaxometriques des differents muscles consideres dans cette etude, montrent que les vitesses de relaxation r1 ( = 1/t#1 et r2 ( = 1/t#2) sont significativement plus courtes pour les muscles a contraction lente de type i,so (r1 = 1,15 s#-#1, r2 = 18,20 s#-#1) que pour les muscles a contraction rapide de type iib, fog (r1 = 1,46 s#-#1, r2 = 26,30 s#-#1). Une etude theorique du contraste a permis d'optimiser le contraste spontane pour les deux types de muscles etudies. Compte-tenu des valeurs relaxometriques mesurees pour ces 2 muscles, nous avons montre et verifie experimentalement que le contraste maximum est obtenu au moyen d'une sequence spin echo ponderee t2. Cependant, nous avons etudie l'influence de l'utilisation d'agents de contraste paramagnetiques. Apres injection de deux complexes de gadolinium, les mesures relaxometriques ont montre qu'aucun effet n'est observe sur la relaxation transversale des muscles consideres. Concernant la relaxation longitudinale, l'effet optimal est obtenu au temps t = 120s. Pour ce temps t, nous avons etabli la linearite prevue theoriquement de la relation effet-dose de pente k1, proportionnelle au coefficient de relaxivite tissulaire. La determination de ce coefficient k1 permet de prevoir l'efficacite d'un produit de contraste. Nous montrons, en effet, qu'un accroissement du contraste est obtenu si l'agent de contraste verifie la relation: dk#i/k#i > dt#i#o/t#i#o. Cette condition n'etant pas verifiee pour les deux muscles etudies, nous en deduisons, a priori, l'inefficacite de ces deux agents de contraste, ce qui est experimentalement verifiee sur l'imageur. Dans la perspective d'une etude plus generale du contraste, l'effet d'un produit de contraste peut etre etudie au moyen du modele theorique propose ici qui permet en outre de definir la dose et la sequence optimales
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Brik, Mohab-Eddine. "Utilisation de nitroxydes comme agent de contraste en imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112264.
Abstract:
Les contrastes entre différents tissus existant sur une image par résonance magnétique nucléaire trouvent leur origine dans la variation des temps de relaxation spin-réseau et spin-spin. Ce travail consiste en la fabrication de composés paramagnétiques du type radical libre organique et à leur utilisation comme agent de contraste en imagerie par résonance magnétique. L'utilisation de ces produits donne des clichés plus contrastés et doit ainsi permettre de mieux caractériser un organe ou une pathologie, notamment les tumeurs primitives. La thèse est divisée en quatre chapitres: 1- Synthèse et caractérisation de nitroxydes diversement fonctionnalisés, 55 produits dont 46 originaux été obtenus. 2- Etude de la localisation anatomique de ces produits chez l'animal (rat), l'utilisation de la technique classique de scintigraphie par gamma caméra et la mise au point d'une nouvelle technique de biodistribution par résonance paramagnétique électronique sont décrites. Grâce à ces deux procédés nous avons découvert cinq nouveaux nitroxydes dont trois sont des polynitroxydes ayant une biosélectivité pour des organes cibles important: coeur, poumon, reins et foie. 3- La mesure "in vitro" des propriétés magnétiques des produits synthétisés est exposée afin de définir leurs caractéristiques. Ces mesures sont accessibles à partir de l'étude des temps de relaxation R. M. N. Une sonde R. M. N. Spécialement adaptée à des extraits d'organes a été construite. Une méthode d'imagerie unidimensionnelle est proposée pour comparer les temps de relaxation d'un extrait d'organe normal et celui d'un organe contenant l'espèce paramagnétique. 4- Enfin dans l'étape finale, les produits sélectionnés ont été testés sur un mini-imageur fonctionnant à 200 MHz. Des clichés sont obtenus chez le rat in vivo, la qualité et la spécificité des produits de contraste sont analysées et discutéesIRM contrast mainly arises from the spin lattice or spin-spin relaxation time. This work deals with the synthesis of new nitroxide paramagnetic compounds and their utilization as contrast agents in NMR imaging. Their use permits a better caracterization of some organs and pathologies. The manuscript is divided in four chapters. 1- The synthesis and chemical characterization of fonctionalised nitroxydes. 55 products are obtained, 46 of them being new. 2- The biodistribution of these compounds is studied in rats through scintigraphy and E. P. R measurments. Five of them shows an intersting selectivity for organs as heart, lungs, kidneys and liver. 3- An "in vitro" N. M. R. Study is made to caracterize the magnetic properties of selected compouds through T1 measurments. 4- Last in final step N. M. R. Imaging is done on perfused rats in a mini imaging system working at 200 MHz. The quality and the specificity of the contrast agents are discussed
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Rochefort, Ludovic de. "Imagerie dynamique et vélocimétrie IRM des gaz hyperpolarisés." Paris 11, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00083287.
Abstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet RNTS R-MOD qui visait le développement d'un simulateur morpho-fonctionnel des voies respiratoires. Des méthodes de visualisation et de quantification de flux gazeux pulmonaires par IRM des gaz hyperpolarisés (GHP) ont été développées pour pouvoir valider les résultats du simulateur. Pour atteindre cet objectif, un système adapté à l'environnement spécifique de l'IRM a été développé pour permettre l'administration de GHP de manière contrôlée, et différentes approches d'imagerie du flux de GHP ont été explorées. La 1ère approche est basée sur de l'imagerie dynamique de l'inspiration de GHP. Ce type d'expérience est analysé. L'évolution du phénomène est trop rapide pour être observée correctement avec les techniques actuelles. Néanmoins, un état d'équilibre dynamique de la répartition spatiale de l'aimantation dans les poumons lors d'inspirations en régime stationnaire est observable. Les paramètres dont dépend cet équilibre et une partie de ce qui peut être quantifié par le biais de ce type d'expérience ont été formalisés et les concepts introduits ont été validés par différentes expériences d'imagerie dynamique. La 2ième approche, quantitative, est basée sur la vélocimétrie par contraste de phase combinée à l'imagerie radiale rapide. D'abord validée quantitativement sur des fantômes d'écoulement connus (tube droit, coude, bifurcation), la technique a ensuite été appliquée sur un modèle réaliste d'arbre bronchique et comparée à une simulation numérique des écoulements. Les 3 composantes de la vitesse ont été mesurées en environ 1 s avec une résolution spatiale du mm et une précision du cm·s-1. Enfin, la faisabilité in vivo de la mesure de vitesse dans les voies aériennes pulmonaires a été démontrée dans la trachée lors d'une inspiration. Cet outil de caractérisation des écoulements à l'aide de l'IRM des GHP ouvre des voies prometteuses aussi bien pour la physique des écoulements que pour les applications médicalesThis work is part of a French project called R-MOD that aims at the development of a morpho-functional simulator of the upper and central airways. Here, hyperpolarized gas (HPG) MRI methods to visualize and quantify gas flows were developed to test the predictions of the simulator. To reach this goal, a dedicated MR-compatible device was built to administrate HPG in a controlled way and different imaging strategies were evaluated. A first qualitative approach was based on dynamic imaging of a HPG inspiration. An analysis of this type of experiment was achieved. The temporal evolution of the phenomenon is too high to be correctly imaged with the state-of-the-art techniques. Nevertheless, spatial distribution of the magnetization within the lung reaches an equilibrium state during a stationary inspiration. This equilibrium state depends on parameters that were explored both theoretically and experimentally through several dynamic imaging techniques. A second approach, more quantitative, is based on phase-contrast velocimetry combined with rapid radial imaging. The technique was first validated on known flow patterns (straight, curved and bifurcating pipes) and then applied on a realistic bronchial tree reconstructed from medical images and compared to computational fluid dynamics simulations. The 3 velocity components were measured within about 1 s, with 1-mm spatial resolution, and a precision of 1cm·s-1. Finally, in vivo feasibility was shown on a human trachea during an inhalation. This flow characterization technique based on HPG MRI is a promising tool for fluid dynamics studies and for related medical applications
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Rougé-Labriet, Hélène. "Développement de l'imagerie X biomédicale en contraste de phase par tavelures." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAS031.
Abstract:
Les pathologies ostéo-articulaires représentent une des causes les plus fréquentes de douleurs chroniques mais leur diagnostic et leur compréhension peuvent être complexe. Différentes méthodes d'imagerie sont disponibles pour décrire l'état des articulations telles que la radiographie, l'IRM, le scanner ou encore les ultrasons, mais aucune ne permet de visualiser tous les composants anatomiques sur une seule image. Depuis deux décennies, les méthodes d'Imagerie en Contraste de Phase (ICP), dans le domaine des rayons X, font l'objet de développements constants en raison de leur supériorité pour l'imagerie d'objets de faible densité et la visualisation simultanée de tous les tissus. Or l'extraction du signal de phase n'est pas directement mesurable, rendant cette information bien souvent inexploitée. L'instrumentation de référence nécessaire à l'ICP, de par ses propriétés, est à l'heure actuelle une installation synchrotron, limitant les applications cliniques due à l’accès limité à ces instruments.Plusieurs techniques d’ICP ont déjà été développées et, malgré les progrès réalisés dans la littérature, elles doivent encore faire face à de nombreux défis, concernant les aspects instrumentaux et dosimétriques, avant que l’ICP ne devienne une technique non invasive de routine clinique. Dans ce contexte, la principale motivation de cette thèse a été de proposer et développer une technique d’imagerie en contraste de phase qui soit aisément transférable sur source conventionnelle. La technique d’ICP par tavelures a été choisie pour envisager un tel transfert car, par comparaison avec d’autres techniques d’ICP, elle apparaît comme la plus à même de respecter les contraintes dosimétriques. De plus, elle ne nécessite ni une instrumentation coûteuse ni les propriétés spécifiques du rayonnement synchrotron pour être mise en œuvre. En contrepartie de ces avantages, elle demande de nombreux développements algorithmiques et une optimisation des configurations expérimentales avant qu’un déploiement sur sources conventionnelles puisse être envisagé.Dans une première partie de la thèse, nous proposons de montrer le potentiel diagnostic de l’ICP pour les applications ostéo-articulaires en imageant des pièces anatomiques et modèles ostéo-articulaires chez le petit animal. Avant le transfert sur des sources conventionnelles, le développement et l’optimisation de la technique d’ICP par tavelures ont été réalisés dans les conditions idéales du synchrotron européen. En particulier, un nouvel algorithme d’extraction du signal de phase a été implémenté et a permis de réduire la dose délivrée tout en maintenant un rapport signal-sur-bruit constant comparée aux autres techniques d’ICP par tavelures. Plusieurs schémas d’acquisition et conditions expérimentales ont été testés. Une nouvelle solution instrumentale pour générer les tavelures a été créée. Finalement, dans ces conditions optimisées, des mesures ont été réalisées auprès de différentes sources de rayons X conventionnelles. Les résultats obtenus ont ainsi pu démontrer la faisabilité de ce transfert de l’ICP par tavelures sur des sources standards dans des conditions expérimentales compatibles des routines d’imagerie clinique et pré-clinique. Ce transfert pourrait améliorer la compréhension des maladies, le suivi des différentes stratégies thérapeutiques et le diagnostic précoce dans le cas des maladies ostéo-articulaires comme dans le cas d’autres pathologiesOsteoarticular diseases are one of the most common causes of chronic pain, but their diagnosis and understanding can be complex. Different imaging methods are available to describe joint conditions such as radiography, MRI, CT scan or ultrasound, but none of them can depict all the anatomical components in a single image. For the past two decades, X-ray Phase Contrast Imaging (PCI) are constantly being under development because of their superiority for imaging low density objects and its ability to a simultaneous visualization of all tissues. But the extraction of the phase signal is not directly possible, making this information not very often retrieved. The required gold standard instrumentation for PCI is currently a synchrotron facility, limiting clinical applications due to limited access.Several PCI techniques have already been developed and, despite the advances in the literature, they still face many challenges, both instrumental and dosimetric. In this context, the main motivation of this PhD was to propose and develop a phase contrast imaging technique that is easily transferable to conventional sources. The speckle based PCI technique was chosen because, compared to other PCI techniques, it appears to be the most suitable technique for the dose aspects. In addition, it does not require neither an expensive instrumentation nor the specific properties of synchrotron radiation to be implemented. Despite these benefits, it required many algorithmic developments and optimization of the experimental configurations before a transfer on conventional sources.In the first part of the thesis, we propose to show the diagnostic potential of the PCI for osteoarticular applications by imaging anatomical pieces and small animal osteoarticular models. The development and the optimization of speckle based PCI was first performed using the ideal conditions of the European synchrotron source. In particular, a new phase retrieval algorithm has been implemented permitting to reduce the delivered dose while maintaining a constant image quality compared to other speckle based PCI techniques. Several acquisition schemes and experimental conditions were tested. A new instrumental solution for speckle generation has been created. Finally, under these optimized conditions, measurements were made with various conventional X-ray sources. The results obtained have demonstrated the feasibility of the transfer on standard sources under compatible experimental conditions of clinical and pre-clinical imaging routines. This transfer could improve the understanding of the osteoarticular diseases as well as the follow-up of different therapeutic strategies and finally an earlier diagnosis
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Kissi, Adelaïde. "Equations aux dérivées partielles et classification non exclusive pour l'analyse d'images échographiques de contraste." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR3306.
Abstract:
L’échographie Doppler est utilisée, depuis de nombreuses années, pour l’exploration vasculaire afin de visualiser les parois des vaisseaux et mettre en évidence les anomalies anatomiques et fonctionnelles qui leur sont attachées. Son caractère qualitatif rend l’interprétation de l’image très dépendante de l’expérience du praticien et, dans le cadre de certaines pathologies diffuses, l’image ne permet pas toujours d’établir un diagnostic avec certitude. L’introduction d’agents de contraste permet alors d’améliorer la détection des structures vasculaires mais également d’accéder à de nouvelles données fonctionnelles. Ces agents, des microbulles injectées par voie veineuse, sont sensibles à l’intensité du champ ultrasonore appliqué. Ils modifient les propriétés physiques des tissus traversés amenant une modification des caractéristiques de l’onde ultrasonore. L’objectif du travail de thèse était la quantification du rehaussement observé, après injection d’agents de contraste ultrasonores, au cours du processus de perfusion. L’organe cible de cette thèse était le foie. Ceci nécessite une étape préalable de recalage, visant à compenser les mouvements liés à la respiration. Dans la première partie de la thèse, nous dressons un état de l’art de l’imagerie échographique de contraste. Dans la seconde partie, nous décrivons notre méthode, visant à supprimer le bruit dans les séquences, basée sur la diffusion anisotrope non linéaire. Puis, une quantification de la perfusion hépatique, basée sur la classification floue non exclusive, est réalisée en classifiant automatiquement les images ultrasonores en différentes régions de perfusion. Par la suite, une étape de recalage, basée sur le flux optique, est décrite pour réaliser une quantification précise des microbulles présentes dans l’échantillon. La méthode a été validée sur des lésions hépatiques variées et les comparaisons avec d’autres méthodes classiques de recalage présentées montrent la pertinence de l’approche proposée. En conclusion, ce travail aura permis de quantifier et de recaler à partir d’une approche originale, non fondée sur l’opérateur. La mise à disposition de cette méthode pour les applications de routine devrait permettre de renforcer la valeur diagnostique de l’imagerie ultrasonore de contraste d’affections hépatiquesColorectal carcinoma is a prevalent disease in Europe and United States. Despite of progress in detection, the prognosis of survival is weak : over 50% of patients will survive for five years, with the majority dying within the first two years. More than 30 % of carcinoma spread in liver, from overt micro metastasis, due to specific drainage of blood or to specific liver cells. The particular vascularization of liver by two different systems ( hepatic artery and portal vein) implies some changes in the balance between these two systems during the development of tumour. It is often accepted that for small liver lesions ( below 1 mm), blood supply is provided by portal vein. But, with the growing up of these tumours, an arterial supply is required entailing increase in arterial blood flow. It is therefore essential to depict these blood flow changes to detect and characterize lesions by imaging this specific vascularization. An early detection and a precise quantification of their vascularization would improve the diagnosis. Various methods could be used for this application. One of them is the Doppler sonography that allows the depiction of vascularity but is limited by its lack of sensibility and specifity. The nonlinear imaging, a contrast specific imaging technique, overcomes theses limitations, by the use of ultrasound contrast agents (microbubbles), improving tumours detection and characterization. As they are strictly intravascular, a perfect image of micro as macro vascularization can be made providing a quantitative study of perfusion. Thus, the purpose of my thesis was to quantify the liver arterial perfusion from the analysis of the image enhancement, in power Doppler mode, after an injection of ultrasound contrast agents. The perfusion has been estimated, in a regional basis (often the lesion), to extract physiological parameters in this area with two methods: a fully-automated tracking of lesion in image sequences via a segmentation based on a modification of the well known fuzzy competitive agglomerative clustering coupled with an anisotropic diffusion and a region of interest repositioning with optical flow estimation from structure tensor field. The method has been tested on varied lesions (metastasis, adenoma, focal nodular hyperplasia) and the results show that the assessment of lesion vascularization from our segmentation process can potentially be used for the diagnostic of liver carcinoma
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Mathieu, Paul. "Conception d’un agent de contraste nanostructuré pour l’imagerie médicale." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30083.
Abstract:
Durant les années 1990, les nanoparticules (NPs) d’oxydes de fer ont été considérées comme de bons agents de contraste (AC) pour l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). A partir des années 2010 cependant, elles ont été retirées du marché pour des raisons économiques : leur production n’était pas assez rentable pour les laboratoires pharmaceutiques. Dans un contexte de développement de la médecine personnalisée et d’exigence croissante sur la précision des diagnostics, l’objectif de cette thèse, fondée sur une collaboration entre des chercheurs en chimie et en sociologie, est de questionner la pertinence des NPs dans le domaine émergeant de l’imagerie multimodale. Dans cette perspective, ont été éprouvés, tant la faisabilité de leur synthèse que l’intérêt qui leur est porté par le corps médical. Cette collaboration prend place entre un laboratoire de sociologie, le Centre d’Etude et de Recherche Travail Organisation Pouvoir, et deux laboratoires de chimie : le Laboratoire de Chimie de Coordination et le Laboratoire Synthèse et Physico-chimie de Molécules d’Intérêt Biologique. La collaboration avec des sociologues a permis de mieux cerner les enjeux liés aux processus d’innovation d’un AC incluant, dans le cas d’un AC « nano », la dimension « risques ». Les enquêtes réalisées dans le milieu médical ont permis : (a) dans une approche historique, de saisir les raisons de la sous-utilisation des oxydes de fer durant les années 90 ; sous-utilisation ayant conduit à leur retrait du marché et (b) de faire émerger les propriétés jugées essentielles par le corps médical, pour un AC performant. L’état de l’art sur trois grandes techniques d’imagerie médicale (IRM, nucléaire, CT-SCAN) ainsi que sur le développement des agents de contraste lié à ces techniques sont ensuite rapportés. La synthèse d’un nanosystème cœur/coquille fer/oxyde de fer enrobé de silice (NPFe@FeOx@SiO2) et sa PEGylation sont ensuite détaillées. Une étude complète de ses propriétés magnétiques, ainsi que de sa stabilité en solution est présentée. Enfin une évaluation de ces NPs en tant qu’AC en IRM pondérée en T2, et des analyses cytotoxiques sur des lignées cellulaires saines et cancéreuses sont détaillées. Les résultats obtenus confirment leur efficacité en imagerie et l’absence de cytotoxicité, notamment lorsque les nanosystèmes sont PEGylés. La suite du manuscrit concerne l’accès à des AC bimodaux. Dans un premier temps, nous détaillons la synthèse de complexes de bismuth ainsi que les tentatives d’incorporation de ces complexes à la couche de silice, dans le but de créer un AC bimodal IRM-CT Scan. Ensuite, le greffage d’un complexe de gadolinium à la surface des NPFe@FeOx@SiO2 et de NPSiO2 a été effectué et une évaluation des propriétés des nanomatériaux obtenus en IRM T1/T2 et de leur cytotoxicité est présentée. Dans une dernière partie, les verrous à l’élaboration d’un AC bimodal seront discutés et confrontés aux verrous à l’acquisition des machines multimodales par les hôpitaux en France. En effet, si le développement des agents de contraste multimodaux en laboratoire est en plein essor, l’équipement des machines multimodales est beaucoup plus incertain comme le montre à titre d’exemple l’étude sociologique menée sur les conditions d’acquisition et d’intégration des TEP-IRM par les hôpitaux. Nous concluons sur la portée de la collaboration entre la chimie et la sociologie et sur les perspectives ouvertes par ce travailDuring the 90’s, iron oxide nanoparticles (NPs) were considered as good Magnetic Resonance Imaging (MRI) contrast agents (CA). However, in 2010, the production of these NPs was stopped for economic reasons : their production was not profitable enough for the pharmaceutical laboratories. Taking into account the developpement of personnalized medicine, and a growing exigency in the field of diagnostics, the objective of this PhD., grounded on a collaboration between researchers in chemistry and sociology, is to question the relevance of NPs in the arising field of multimodal imaging. In this perspective, have been evaluated, as much the practicability of the synthesis as the interest of the medical field towards multimodal imaging CA. This collaboration takes place between one laboratory of sociology, the Centre d’Etude et de Recherche Travail Organisation Pouvoir, and two chemistry laboratories, the Laboratoire de Chimie de Coordination and the Laboratoire Synthèse et Physico-Chimie de Molécules d’Intérêt Biologique. The collaboration with sociologists allowed us to better understand the challenges of the innovation process of a CA including, in the case of a « nano » CA, the aspect of « risks ». The investigations realized in the medical field provided : (a) a historical approach, to seize the reasons of the underutilization of iron oxide during the early 2000’s, leading to the withdrawal of these products and (b) an oversight of the properties deemed essential by the medical professionals, for a competitive CA. The state of the art of the three most used medical imaging techniques (MRI, Nuclear, and CT-Scan) as well as the developemement of the CA used for these techniques are herein reported. The synthesis of an iron/iron oxide, core/shell nanosystem coated with silica (NPFe@FeOx@SiO2) and its PEGylation are detailed. A complete study of its magnetic properties, and its stability in solution are presented. Lastly, the evaluation of these NPs as a CA for T2 MRI, and cytotoxicity assays on sain and cancerous cells are detailed. The results, corroborates their efficiency in imaging, as well as the absence of toxicity, particularly when the system is PEGylated. Then, this manuscript describes the first assays to obtain a multimodal CA. In a first part, we describe the synthesis of bismuth complexes and the attempts of their incorporation inside the silica shell, in order to create a multimodal CA in MRI and CT-Scan. Then the grafting of a gadolinium complex on the surface of the NPFe@FeOx@SiO2 and NPSiO2 have been carried out and the evaluation of its T1/T2 MRI and cytotoxicity properties are presented. In a last part, the locks towards the developpement of a bimodal CA will be discussed, and faced to the procurement locks of multimodal machines by hospitals in France. Indeed, if the developpement of these multimodal CA in the laboratory is in its golden age, the acquisition of multimodal equipement is uncertain, as the sociology study on the acquisitions and integration processes of PET-MRI in French hospitals has clearly shown. We then conclude on the benefits of the collaboration between chemists and sociologists and on the possibilities and perspectives opened by this work
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Biscotti, Anaïs. "Synthèse d'agents de contraste oligosaccharidiques pour l'IRM." Rouen, 2016. http://www.theses.fr/2016ROUES047.
Abstract:
La synthèse de nouveaux agents de contraste pour l'IRM est décrite dans ce manuscrit. Sept ligands carboxylates avaient été précédemment introduits sur la face primaire de la β-cyclodextrine perméthylée poue chélater le Gd(III). L'influence positive des groupements hydroxyles de la cyclodextrine sur le signal IRM avait pu être démontrée. Une nouvelle voie de synthèse a alors été développée afin d'accéder à de plus grandes quantités d'agent de contraste pour effectuer des analyses potentiométriques et des tests in vivo sur petit animal. L'étude IRM a été focalisée sur la zone cardiaque de la souris, et a permis d'obtenir des résultats prometteurs sur le plan du contraste de l'image. Cependant, bien qu'aucune toxicité directe n'ait été observée, la trop faible constante de stabilité calculée du complexe métallique nous a amené à poursuivre l'étude sur une nouvelle série de composés oligosaccharidiques afin de déterminer précisément la contribution réelle de la sphère d'hydratation secondaire de la cyclodextrine. Ainsi, le ligand DOTA utilisé cliniquement a été introduit sur la β-cyclodextrine native et certains de ses dérivés par monosubstitution de la structure oligosaccharidique. L'efficacité des produits obtenus en imagerie a été comparée à un dérivé témoin ne présentant pas de sphère d'hydratation interne. Les études relaxométriques ont confirmé une influence des fonctions hydroxyles sur les mesures de relaxivité, mais la contribution exacte de la seconde sphère n'a pas pu être mesurée. Afin d'optimiser l'influence du macrocycle sur les valeurs de relaxivité en maintenant le lanthanide dans l'axe de la cavité, une nouvelle voie de synthèse a été initiée pour produire le ligand azoté par disubstitution d'un hydroxyle sur chacune des unités A et D d'une α-cyclodextrineThe synthesis of new MRI contrast agents based on cyclodextrins was reported. Seven carboxylates ligands have been introduced on the primary face of the macrocycle to chelate Gd(III). The positive influence of the hydroxyl groups on MRI signal has been proed. An efficient synthetic scale-up was then performed in order to carry out potentiometric studies and in vivo MRI analysis. The MRI study was focused on mice's cardiac zones, and revealed promising results as contrast product. However, the weak stability constant of the metallic complex led to introduce the DOTA ligand, daily used for clinical MRI diagnosis, by monosubstitution of the native β-cyclodextrin or its derivatives in order to determine the contribution of the second coordination sphere of cyclodextrin. The efficiency of these new conjugates was evaluated by comparing with that of a compound having no inner sphere. Relaxemetric studies were performed and proved the influence of the hydroxyl groups on the relaxivity measurements. Nevertheless, the exact effect of the second sphere could not be measured. To improve the influence of the macrocycle on relaxivity values by maintaining the lantanide in the cavity axis, a new synthetic strategy was started to introduce the nitrogen ligand on one primary hydroxyl of both A and D units of α-cyclodextrin
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Simonpietri, Caroline. "Techniques modernes en écho Doppler." Paris 5, 1997. http://www.theses.fr/1997PA05P158.
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Masson, Jean-Baptiste. "Imagerie de contraste ionique térahertz Physique statistique des plasmons polaritons de surface." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002917.
Abstract:
La physiologie et le fonctionnement de cellules nerveuses ainsi que de cellules présentant une différence conséquente de molarité entre différents compartiments, restent des questions très actuelles à l'interface de la physique et de la biologie. Ainsi la possibilité d'échanges d'eau lors du fonctionnement de neurones pourrait changer de manière assez radicale la façon dont leur activité est modélisée. Afin de chercher a visualiser ces échanges une technique: la microscopie de contraste ionique térahertz a été développée. Elle est basée sur la grande sensibilité du rayonnement térahertz aux concentrations ioniques dans l'eau. Ainsi un système de génération et de mesure de rayonnement basées sur des antennes semi-conductrices fut construit. Le problème de la limite de diffraction, qui réduit les mesures par rayonnement térahertz à une résolution de l'ordre de 300 µm, fut résolu par le couplage d'imagerie de champ proche avec ouverture avec une technique d'analyse permettant de visualiser des variations spatiales avec une résolution dépassant ?/100. Cette technique d'analyse qui est aussi une configuration expérimentale fut nommée le contraste de champ proche. La microscopie de contraste ionique térahertz a permis de confirmer les échanges d'eau lors d'un ensemble d'activités biologique liés aux neurones. De plus il a permis de quantifier de manière précise les volumes d'eau déplacés. Ceci ayant pour conséquence majeure que l'eau ne peut être négligée dans l'activité biologique neuronale. De plus cette technique a pu être étendue à d'autres systèmes biologiques, comme des cellules cardiaques et a ainsi permis la mesure résolue en temps des flux d'ions à l'intérieure de celles-ci. Le positionnement énergétique du rayonnement térahertz fait de lui un outil puissant dans l'étude de processus de transformations sur de longues molécules biologiques. Cependant un rehaussement du signal parait indispensable. C'est ainsi que son couplage possible avec de la plasmonique fut envisagé. L'absence d'activité spécifique de l'immense majorité des métaux dans cette zone du spectre a poussé l'étude vers des matériaux présentant des structures de taille inférieure à la longueur d'onde. Les réseaux de trous d'Ebbesen furent le système principal étudié. L'étude se focalisa sur la modélisation des phénomènes physiques ayant lieu lors de l'interaction du rayonnement térahertz avec celle-ci. Ainsi un modèle de Fano modifié s'est montré capable de modéliser la transmission des plaques ainsi que la dépendance en taille et en forme des trous, du signal transmis. De plus il fut montré que les plasmons polaritons générés à la surface de ces plaques peuvent interagir entre eux. Enfin une modélisation inhabituelle a vu décrire un certain nombre d'expériences sur ces plaques par! des transitions de phases et de la résonance stochastique. Les travaux sur ce sujet montrent qu'il reste encore beaucoup de phénomène non compris sur la nature des interactions entre la lumière et les réseaux de trous de taille inférieure à la longueur d'onde.
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Abe, Lyu. "Imagerie à haute dynamique : coronographie à contraste de phase et détecteurs spécifiques." Nice, 2002. http://www.theses.fr/2002NICE5733.
Abstract:
La confirmation dans les années 1990 de l'existence de planètes extra-solaires a lancé un véritable challenge aux astronomes dont le but est désormais de pouvoir détecter directement ces objets et de déterminer leur nature physique. Les performances requises en termes d'imagerie à haute dynamique sont de plusieurs dizaines de millions, objectif qui n'a encore jamais été atteint. Pour ce faire j'ai mené une réflexion globale sur ce thème d'imagerie à haute dynamique au travers de coronographie et des détecteurs spécifiques. La première partie du manuscrit est consacrée à la conception de caméras à comptage de photon utilisant des capteurs CCD de 800 par 600 pixels et à une cadence de lecture de 100 images par seconde. Ces développements s'inscrivent surtout dans le contexte de l'observation au sol d'objets faibles, en particulier pour la coronographie stellaire, et aussi dans le domaine de l'interférométrie optique à longue base, là où le temps caractéristique d'évolution de la turbulence atmosphérique n'est que de quelques millisecondes dans le spectre visible. L'exploitation de ces caméras sur l'interféromètre GI2T/REGAIN a permis de valider mon travail au travers de programmes scientifiques dont je présente les objectifs et les résultats. La seconde partie est plus spécifiquement consacrée à la coronographie avec l'étude et le développement du coronographe à couteau de phase dont le but ultime est de pouvoir "annuler" ou rejeter la lumière provenant d'une étoile pour pouvoir observer un compagnon faible en orbite autour d'elle. Cet instrument est théoriquement compatible avec la détection directe de planètes extra-solaires en termes de rapport d'intensité (plusieurs dizaines de million). Afin de valider le principe physique de ce concept, j'ai réalisé un prototype monochromatique du coronographe dont j'expose les résultats et extrapole sur les possibilités d'achromatisation en vue d'observations au solThe existence of extra-solar planets was confirmed in the years 1990, and it is now challenging for astronomers to be able to directly observe them and determine their physical nature. The required performance in terms of high dynamic range imaging is about several tens of million, which has never been reached yet. In order to attain this goal, I have carried out a global reflection on this high dynamic range imaging theme through coronagraphy and specific detectors. The first part of this document is dedicated to the design of photon counting cameras using 800 by 600 pixels CCD with a frame rate of 100 images per second. These developments come within the scope of ground-based observations, especially for stellar coronagraphy and optical long baseline interferometry where the atmospheric turbulence coherence time is only about a few milliseconds in the visible spectrum. The operation of these cameras on the GI2T/REGAIN interferometer could validate my work through scientific programs for which I present the goals and obtained results. The second part more specifically focuses on coronagraphy with the study and the development of the phase knife coronagraph which ultimate goal is to "null" or reject the light from a distant star, so as to detect a faint orbiting companion. This instrument is theoretically compatible with the direct observation of extra-solar planets in terms of intensity ratio (several tens of million). In order to validate the physical principle of this concept, I have built a monochromatic laboratory prototype of this coronagraph, for which I give the obtained performance and extrapolate on the achromatisation possibilities aiming future ground-based observations
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Rey, Marie-Christine. "Imagerie fonctionnelle du foie en échographie après injection de produit de contraste." Bordeaux 2, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR23053.
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Kriaa, Hana. "Imagerie de dislocations par contraste de canalisation des électrons : théorie et expérience." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0336.
Abstract:
La technique Imagerie par Contraste de Canalisation d’Électrons (ECCI) est utilisée dans le Microscope Électronique à Balayage (MEB) pour contraster et caractériser les défauts cristallins, tels que les dislocations. Ces dernières génèrent, en effet, différents contrastes selon l’orientation du faisceau incident par rapport aux plans cristallins {hkl} : dislocation brillante ou noir/ blanc sur un fonde sombre, dislocation noir sur un fond clair…Des modèles théoriques, basés sur la théorie dynamique de la diffraction, ont d’abord été, développés afin de décrire les contrastes produit d’un cristal parfait. Ensuite, ils ont été étendus au cas d’un cristal imparfait. Néanmoins, ces modèles théoriques ne proposent aucun calcul détaillé et aucune expression analytique. Dans cette thèse, nous développons une approche théorique originale pour modéliser les profils d’intensité BSE dans un cristal contenant des dislocations parallèles à la surface. Dans ce sens, nous proposons une modélisation pour différentes conditions de diffraction. Dans un deuxième temps, pour comprendre les mécanismes de formation des images ECC des dislocations, nous confrontons nos résultats expérimentaux aux profils théoriques obtenus. Finalement, nous présentons une nouvelle approche afin de comprendre les mécanismes de déformation des matériaux au voisinage des interfaces. Cette méthodologie consiste à caractériser les zones d’intérêts par ECCI avant et après avoir introduit localement une déformation plastique par nanoindentation. Ici, nous nous concentrons sur le cas d’un alliage à base de TiAlThe Electron Channeling Contrast Imaging (ECCI) is a Scanning Electron Microscope (SEM) technique used to contrast and characterize crystalline defects, such as dislocations. These latter generate, in fact, different contrasts according to the orientation of the incident beam with respect to the crystalline planes {hkl}: bright or black/white on a dark background, black on bright background…Theoretical models, based on dynamical diffraction theory, were first developed to describe the contrasts produced by a perfect crystal. Then, they were extended to the case of an imperfect crystal. Nevertheless, such theoretical models do not propose any detailed calculation and any analytical expression. In this thesis, we develop an original theoretical approach for modelling BSE intensity profiles in a crystal containing dislocations parallel to the surface. In this sense, we propose modelling for different diffraction conditions. Secondly, in order to understand the mechanisms of the formation of dislocation ECC images, we confront our experimental results with the obtained theoretical profiles. Finally, we propose a new approach for understanding the deformation mechanisms of materials near interfaces. This methodology consists in characterizing the areas of interest by ECCI before and after introducing, locally, the plastic deformation by nanoindentation. Here, we focus on the case of a TiAl bases alloy
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Kriaa, Hana. "Imagerie de dislocations par contraste de canalisation des électrons : théorie et expérience." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0336.
Abstract:
La technique Imagerie par Contraste de Canalisation d’Électrons (ECCI) est utilisée dans le Microscope Électronique à Balayage (MEB) pour contraster et caractériser les défauts cristallins, tels que les dislocations. Ces dernières génèrent, en effet, différents contrastes selon l’orientation du faisceau incident par rapport aux plans cristallins {hkl} : dislocation brillante ou noir/ blanc sur un fonde sombre, dislocation noir sur un fond clair…Des modèles théoriques, basés sur la théorie dynamique de la diffraction, ont d’abord été, développés afin de décrire les contrastes produit d’un cristal parfait. Ensuite, ils ont été étendus au cas d’un cristal imparfait. Néanmoins, ces modèles théoriques ne proposent aucun calcul détaillé et aucune expression analytique. Dans cette thèse, nous développons une approche théorique originale pour modéliser les profils d’intensité BSE dans un cristal contenant des dislocations parallèles à la surface. Dans ce sens, nous proposons une modélisation pour différentes conditions de diffraction. Dans un deuxième temps, pour comprendre les mécanismes de formation des images ECC des dislocations, nous confrontons nos résultats expérimentaux aux profils théoriques obtenus. Finalement, nous présentons une nouvelle approche afin de comprendre les mécanismes de déformation des matériaux au voisinage des interfaces. Cette méthodologie consiste à caractériser les zones d’intérêts par ECCI avant et après avoir introduit localement une déformation plastique par nanoindentation. Ici, nous nous concentrons sur le cas d’un alliage à base de TiAlThe Electron Channeling Contrast Imaging (ECCI) is a Scanning Electron Microscope (SEM) technique used to contrast and characterize crystalline defects, such as dislocations. These latter generate, in fact, different contrasts according to the orientation of the incident beam with respect to the crystalline planes {hkl}: bright or black/white on a dark background, black on bright background…Theoretical models, based on dynamical diffraction theory, were first developed to describe the contrasts produced by a perfect crystal. Then, they were extended to the case of an imperfect crystal. Nevertheless, such theoretical models do not propose any detailed calculation and any analytical expression. In this thesis, we develop an original theoretical approach for modelling BSE intensity profiles in a crystal containing dislocations parallel to the surface. In this sense, we propose modelling for different diffraction conditions. Secondly, in order to understand the mechanisms of the formation of dislocation ECC images, we confront our experimental results with the obtained theoretical profiles. Finally, we propose a new approach for understanding the deformation mechanisms of materials near interfaces. This methodology consists in characterizing the areas of interest by ECCI before and after introducing, locally, the plastic deformation by nanoindentation. Here, we focus on the case of a TiAl bases alloy
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Berti, Romain. "Caractérisation d'agents de contraste ultrasonore pour l'imagerie et la thérapie." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066711.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est l'étude d'agents de contraste ultrasonore (ACU) pour l'imagerie et la thérapie. Pour cela, des expériences ont été mises en place afin de caractériser leurs propriétés acoustiques et physiques. Deux nouveaux types d'agents de contraste ont été testés : des particules à coques épaisses polymérique (PLGA) et des particules à coque fine télomérique (FTAC). Des mesures effectuées sur les premières particules ont permis de comparer les ACU de taille nanométrique et micrométrique. Les résultats montrent que l'épaisseur de la coque des ACU gouverne leur comportement en terme de signal rétrodiffusé. De plus, ils présentent un signal suffisant in vitro. Ces ACU sont stables et leurs propriétés physiques facilement modifiables. Nous avons ensuite procédé à des mesures de destruction pour vérifier leur capacité à être utilisés comme vecteurs de médicaments. Ces particules se sont révélées trop robustes. Il est donc nécessaire de les optimiser afin de les utiliser comme vecteurs de principe actif. Suite à cette étude, nous nous sommes orientés vers la fabrication de nouveaux agents de contraste avec une coque fine faite à partir de FTAC. Avec ces agents nous avons conduit les mêmes mesures que précédemment et avons obtenus un très bon signal rétrodiffusé in vitro. La possibilité pour ces agents d'être détruits par une onde ultrasonore de forte intensité a également été validée. Ce dernier type d'ACU représente donc un bon candidat d'agent de contraste ultrasonore à la fois pour l'imagerie et la thérapie. En parallèle, des simulations en différences finies nous ont permis de modéliser la réponse d'une solution d'agents de contraste à une onde ultrasonore. Ces résultats nous permettent de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu et d'interpréter les résultats expérimentaux obtenus.
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Allard, Michèle. "Tolérance neurologique des complexes du gadolinium utilisés en imagerie par résonance magnétique." Bordeaux 2, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR25051.
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Pouliquen, Daniel. "Conception et évaluation de produits de contraste pour l'IRM du proton." Rennes 1, 1988. http://www.theses.fr/1988REN1B004.
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Lewin, Maïté. "Imagerie de l'angiogenèse tumorale." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077214.
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Le, Marrec Loïc. "Investigation ultrasonore, qualitative et quantitative, d'objets à fort contraste." Aix-Marseille 2, 2004. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2004AIX22103.pdf.
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Taton, Philippe. "Imagerie cellulaire d'un modèle expérimental de microthrombose vasculaire." Bordeaux 2, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR2M058.
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Gerfault, Laurent. "Imagerie des produits de contraste ultrasonore : simulation et approche de la perfusion myocardique." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0041.
Abstract:
A l'instar des autres méthodes d'imagerie (IRM, Rayons X), l'échographie est devenue une imagerie de contraste. Elle consiste en l'amélioration des performances de l'imagerie classique par injection intraveineuse d'un produit de contraste, constitué par une population de microparticules gazeuses (diamètre inférieur à 10 pm). L'agent de contraste ultrasonore est strictement vasculaire, il permet d'augmenter l'intensité vidéo sur 1 'image écho graphique et le signal Doppler des zones vascularisées dans le but d'améliorer la visualisation de structures internes du corps humain et d'aborder l'imagerie fonctionnelle telle que la perfusion myocardique. Les performances acoustiques in vitro de ces produits sont avérées. Cependant, l'utilisation de ceux ci dans le corps humain n'a pas permis d'obtenir la même efficacité. Ainsi, ce travail à pour but de mieux connaître le produit et ses interactions avec le milieu intracorporel. Les int1uences du milieu (filtrage pulmonaire, dilution du bolus de l'agent de contraste, diffusion du gaz interne des particules, pression cardiaque,. . . ) et de l'onde acoustique sont abordées pour connaître les modifications physiques du produit in vivo. L'impact de ces paramètres physiques sur la réponse acoustique des particules est étudié à partir d'un modèle acoustique linéaire dont nous précisons le domaine de validité. L'évaluation clinique se réalisant sur l'image échographique, nous présentons une simulation des signaux échographiques des produits de contraste. Cette approche qualitative est complétée par une approche quantitative portant sur la mesure de la perfusion. En premier lieu, nous comparons un modèle basé sur la mécanique des fluides, décrivant la dilution d'un bolus d'agent, à des mesures acoustiques effectuées sur un système circulant tubulaire. En second lieu, nos conclusions sur ce fantôme sont appliquées à l'étude de la perfusion myocardique sur des cœurs isolés de porcsLike other imaging modalities (MRI or X-Ray), ultrasound scanning has become a contrast imaging modality. It consists in the enhancement of standard ultrasound imaging using an intra-veinously injected ultrasound contrast agent (USCA). Video intensity and Doppler signals of perfused region, reached by the contrast agent, are enhanced. Then, contrast imaging allows a better visualization of perfusion of different organs, and the approach of functional imaging like myocardial perfusion study. In vitro efficiency of USCA has been demonstrated, but its in vivo use has shown a decrease of efficiency. This work studies the interactions between contrast agent and intra-corporal medium, and the influence of measurement method in the aims of understanding this lack of efficiency. The influences of intra-corporal medium actions (pulmonary filtering, dilution of USCA bolus, diffusion of internal gas of USCA micro particles cardiac pressure) and ultrasound waves are inspected to evaluate physical modifications of USCA in in-vivo conditions. The impact of these physical changes on acoustical responses of USCA is then studied. As clinical evaluation is performed on echographic images, simulations of echographic signals are computed. Finally, the feasibility of absolute measurement of blood flow rate is evaluated. A comparison between a newly developed fluid dynamics based model of bolus dilution and acoustical measurements made on a circulating tubular phantom is made. Our conclusions are applied to the study of myocardial perfusion using an isolated pig heart model
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Brik, Mohab-Eddine. "Utilisation de nitroxydes comme agent de contraste en imagerie par résonance magnétique nucléaire." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37603459v.
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Thomas, Lijo. "Imagerie polarimétrique active à large spectre pour l’amélioration du contraste et la microscopie." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLO008/document.
Abstract:
L’imagerie de polarisation est une technique permettant de révéler des contrastes qui n’apparaissent pas dans les images d’intensité classiques. En d’autres termes, elle permet de transformer une différence de propriétés polarimétriques en différence de niveau de gris. Elle trouve des applications en décamouflage, télédétection, microscopie, etc. Les imageurs polarimétriques utilisent souvent des modulateurs de polarisation basés sur des matrices de cristaux liquides rapides et fiables. Cependant, les LCVR contrôlent l’état de polarisation de la lumière à seulement une longueur d’onde donnée, et si le système est utilisé à d’autres longueurs d’ondes, il a des performances réduites. Si la lumière qui illumine la scène à un spectre large, il est donc nécessaire d’insérer un filtre spectral de bande étroite dans la voie d’imagerie, ce qui a pour effet de réduire la quantité de lumière entrant dans le système et donc le rapport signal à bruit des images.Un moyen de résoudre ce problème est d’utiliser des modulateurs de polarisation achromatiques, mais cela induit un coût et une complexité accrus qui peuvent ne pas être nécessaires si l’objectif est d’améliorer la performance de détection de cible en augmentant le contraste entre l’objet d’intérêt et le fond. Dans cette thèse, j’étudie l’impact d’un élargissement du spectre d’illumination sur la performance de détection de cible par des systèmes d’imagerie polarimétriques utilisant des composants chromatiques. A travers des simulations, je montre tout d’abord qu’élargir le spectre d’illumination peut augmenter le contraste car l’augmentation du flux de lumière compense la perte de précision polarimétrique. De plus, en prenant en compte les caractéristiques polarimétriques chromatiques des composants, on peut accroître encore l’augmentation du contraste. Ces résultats sont ensuite validés à travers des expériences réelles d’imagerie polarimétrique active. Ils démontrent que la largeur du spectre d’éclairement peut être considérée comme un paramètre additionnel pour optimiser ces systèmes d’imagerie.Afin de mettre en pratique l’expertise acquise en imagerie polarimétrique active à un autre domaine, j’ai collaboré avec un partenaire industriel (Carl Zeiss, Germany) pour doter un microscope optique d’une capacité polarimétrique. L’imagerie d’un échantillon fin et transparent est un problème difficile. Par exemple, la coloration de l’échantillon peut ajouter des détails parasites et n’est pas applicable à l’imagerie du vivant. Une technique prometteuse est le contraste de phase différentiel (DPC) qui consiste à extraire le gradient de phase de l’objet à partir de deux images illuminées de manière asymétrique et acquises selon des angles complémentaires. La source de lumière est une matrice de LED programmables qui peut générer différents motifs d’illumination. Cependant, cette méthode d’imagerie prend du temps et les flashs intermittents émis par la source peuvent rendre l’observation inconfortable.J’ai donc proposé une solution alternative consistant à installer deux polariseurs avec des axes orthogonaux devant la source de lumière et une caméra sensible à la polarisation qui peut détecter simultanément des polarisations orthogonales. La lumière polarisée atteint la caméra sensible à la polarisation après avoir traversé l’échantillon transparent. Les composantes orthogonales sont extraites de l’image acquise par un procédé de débayerisation. A travers différentes expériences, je compare les performances de cette méthode innovante avec la méthode de DPC classique. Je montre qu’elles fournissent des qualités d’images similaires dans la plupart des cas alors que la nouvelle méthode permet de diviser le temps d’acquisition par deux, tout en supprimant les flashs intermittentsPolarization imaging is a technique which reveals contrasts that do not appear in classical intensity images. It transforms the difference in polarimetric properties of a scene into difference in gray level of an image. This technique has found applications in decamouflaging, remote sensing, microscopy etc. Polarimetric imagers often use polarization modulation devices based on liquid crystal variable retarders (LCVR), which are fast and reliable. However, LCVR control the polarization state of light only at one given nominal wavelength, and performance loss might be observed if imaging is performed at other wavelengths, due to the wavelength dependence of the LCVR. If the light source that illuminates the scene has a broad spectrum, it is thus necessary to insert a narrowband spectral filter in the imaging path. However, spectral filtering significantly decreases the amount of light entering the system and thus the signal-to-noise ratio of polarimetric images.A way to circumvent this issue is to achromatize the polarization modulators. However, this comes at the price of higher complexity and cost, and this may not be needed if the objective is to improve target detection performance by increasing the target/background discriminability (or contrast). In the thesis, we present the investigation of the impact of broadening the spectrum of the light entering the system on the discriminability performance of active polarimetric systems. Through simulations, we show that broadening the bandwidth of the illumination can increase the contrast between two regions, as the increase of light flux compensates for the loss of polarimetric precision. Moreover, we show that taking into account the chromatic characteristics of the components of the imaging system, it is possible to further enhance the contrast. We validate these findings through experiments in active polarimetric imaging configuration, and demonstrate that the spectral bandwidth can be considered as an additional parameter to optimize polarimetric imaging set-ups.We collaborated with an industrial partner (Carl Zeiss, Germany) to implement polarization imaging in optical microscopy. Imaging thin and transparent specimen in microscopy is a challenging task. Staining the sample is a solution but it adds false/spurious details to the image, thus not suitable for live imaging. Recently, differential phase contrast (DPC) imaging by asymmetric illumination is proved to be a desirable choice. This works on the principle that the phase gradient of a transparent specimen can be extracted from two images, illuminated and recorded at complementary angles. Then, DPC is computed as normalized difference between two images. Here the light source is programmable LED array and different pattern of illumination can be generated. This imaging method consumes more time and intermittent flash of light from light source makes sample observation inconvenient for the observer.A practical solution we propose is to install two polarization foils with orthogonal polarization axes below the light source side by side and a polarization sensitive camera which can detect orthogonal eigen polarization states at a time in the existing setup. The polarization foils separate light waves from complementary angles since orthogonally polarized light waves do not interact with each other. The polarized light reaches polarization sensitive camera after passing through transparent sample. The pixels sensitive to horizontal and vertical polarization detect horizontal and vertical polarized light respectively. Then horizontal and vertical polarized light information are separated from the recorded image and reconstructed the missing information using debayering process. Through experiments, we show that polarization based DPC and standard DPC images have similar quality in most cases and the new technique reduces time consumption by half
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LANG, DANIEL. "Les agents de contraste utilises en imagerie par resonance magnetique (i. R. M. )." Strasbourg 1, 1992. http://www.theses.fr/1992STR15005.
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Ouellet, Mireille, and Mireille Ouellet. "Système optique d'imagerie haut contraste embarqué sur un ballon stratosphérique." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37114.
Abstract:
Plusieurs projets de télescopes spatiaux ont pour objectif d’étudier des exoplanètes en ayant recours à des techniques d’imagerie directe à haut contraste. Afin d’atteindre une différence de contraste requise entre la lumière de l’étoile et celle réfléchie par l’exoplanète, ses systèmes doivent utiliser un coronographe pour occulter la lumière de l’étoile et corriger en temps réel les erreurs de front d’onde avec des techniques d’optique adaptative. Les aberrations sont détectées par un analyseur de front d’onde, puis une boucle de contrôle envoie une commande qui modifie la surface d’un miroir déformable pour compenser les erreurs de front d’onde. Les performances des systèmes d’optiques adaptatives sont cependant souvent limitées par la présente d’erreurs quasi statiques qui sont causées par la différence de trajet optique entre la caméra de science et le senseur de front d’onde. Un système d’imagerie haut contraste a donc été développé pour démontrer le potentiel d’une technique de contrôle qui permet d’éliminer cette source d’erreur. Cette boucle de contrôle a la particularité d’utiliser un coronographe qui permet d’analyser les erreurs de front d’onde directement à partir de l’image de la caméra de science. Le système optique développé dans le cadre de ce mémoire a été testé en laboratoire et a également été optimisé pour réaliser une démonstration fonctionnelle dans des conditions similaires à l’espace lors d’un vol de ballon dans la stratosphère. Les résultats de vol ont permis de valider la maturité technologique de certaines composantes qui ont le potentiel d’être utilisées pour les prochaines générations de télescopes spatiaux.Plusieurs projets de télescopes spatiaux ont pour objectif d’étudier des exoplanètes en ayant recours à des techniques d’imagerie directe à haut contraste. Afin d’atteindre une différence de contraste requise entre la lumière de l’étoile et celle réfléchie par l’exoplanète, ses systèmes doivent utiliser un coronographe pour occulter la lumière de l’étoile et corriger en temps réel les erreurs de front d’onde avec des techniques d’optique adaptative. Les aberrations sont détectées par un analyseur de front d’onde, puis une boucle de contrôle envoie une commande qui modifie la surface d’un miroir déformable pour compenser les erreurs de front d’onde. Les performances des systèmes d’optiques adaptatives sont cependant souvent limitées par la présente d’erreurs quasi statiques qui sont causées par la différence de trajet optique entre la caméra de science et le senseur de front d’onde. Un système d’imagerie haut contraste a donc été développé pour démontrer le potentiel d’une technique de contrôle qui permet d’éliminer cette source d’erreur. Cette boucle de contrôle a la particularité d’utiliser un coronographe qui permet d’analyser les erreurs de front d’onde directement à partir de l’image de la caméra de science. Le système optique développé dans le cadre de ce mémoire a été testé en laboratoire et a également été optimisé pour réaliser une démonstration fonctionnelle dans des conditions similaires à l’espace lors d’un vol de ballon dans la stratosphère. Les résultats de vol ont permis de valider la maturité technologique de certaines composantes qui ont le potentiel d’être utilisées pour les prochaines générations de télescopes spatiaux.
Several space telescope projects aim to study exoplanets using high-contrast direct imaging techniques. In order to achieve the required difference in contrast between the light from the star and that reflected by the exoplanet, those systems must use a coronagraph to mask the light of the star and correct in real time wavefront errors with adaptive optics techniques.The aberrations are detected by a wavefront sensor, then a control loop sends a command that modifies the surface of a deformable mirror to compensate for the wavefront errors. However, the performance of adaptive optics systems is often limited by the present quasi-static errors that are caused by the optical path difference between the science camera and the wavefront sensor. A high contrast imaging system has been developed to demonstrate the potential of a control technique which enables the reduction of this kind of error. This control loop has the particularity of using a coronagraph which allows the analyze of the wavefront errors directly from the science camera’s image. The optical system developed within the frameworkof this master’s project has been tested in a laboratory and was also optimized to perform afunctional demonstration in space-like conditions during a balloon flight in the stratosphere.The flight results validated the readiness level of some components that could potentially beused for the next generation of space telescopes.
Several space telescope projects aim to study exoplanets using high-contrast direct imaging techniques. In order to achieve the required difference in contrast between the light from the star and that reflected by the exoplanet, those systems must use a coronagraph to mask the light of the star and correct in real time wavefront errors with adaptive optics techniques.The aberrations are detected by a wavefront sensor, then a control loop sends a command that modifies the surface of a deformable mirror to compensate for the wavefront errors. However, the performance of adaptive optics systems is often limited by the present quasi-static errors that are caused by the optical path difference between the science camera and the wavefront sensor. A high contrast imaging system has been developed to demonstrate the potential of a control technique which enables the reduction of this kind of error. This control loop has the particularity of using a coronagraph which allows the analyze of the wavefront errors directly from the science camera’s image. The optical system developed within the frameworkof this master’s project has been tested in a laboratory and was also optimized to perform afunctional demonstration in space-like conditions during a balloon flight in the stratosphere.The flight results validated the readiness level of some components that could potentially beused for the next generation of space telescopes.
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Bolley, Julie. "Elaboration et caractérisation d’agents de contraste IRM pour le ciblage des intégrines αvβ3." Thesis, Paris 13, 2014. http://www.theses.fr/2014PA132012/document.
Abstract:
L’imagerie de l’angiogénèse tumorale représente actuellement un domaine majeur de la recherche pour la détection précoce des cancers et le développement de nouveaux traitements des tumeurs. Les cellules endothéliales des néovaisseaux formés surexpriment l’intégrine αvβ₃, qui se lie sélectivement aux peptides contenant la séquence Arg-Gly-Asp (RGD). Le processus angiogénique joue également un rôle dans le développement d’autres pathologies telles les maladies cardiovasculaires. Le but de ce projet est ainsi de concevoir un agent de contraste bimodal (IRM et fluorescence) ciblant les intégrines αvβ₃ pour une détection précoce de l’angiogénèse. Des nanoparticules superparamagnétiques d’oxyde de fer ont été fonctionnalisées en surface par des agents complexants de type cathécol ou bisphosphonate présentant des fonctions réactives terminales, acide carboxylique ou alcyne. L’efficacité du couplage de diverses molécules (fluorophores, PEG, RGD) par chimie des carbodiimides ou par chimie click (réactions de Huisgen ou thiol-yne) a été comparée. La stabilité des différentes sondes dans le sérum et leur potentiel en tant qu’agent de contraste IRM a été évalué. L’affinité vis-à-vis des intégrines a été étudiée par résonance plasmonique de surface et par dosage de liaisons sur support solide en présence d’un compétiteur radioactif. Dans le but d’optimiser les propriétés d’agents de contraste IRM, une étude de l’influence de la taille et de la forme des nanoparticules a été réalisée. Les premières évaluations in vitro et in vivo des nanoplateformes ont été entreprises. Parallèlement, une nanoplateforme théranostique, alliant diagnostic et thérapie, a été envisagéeThe molecular imaging of tumor angiogenesis currently represents a major field of research for the diagnostic and the development of new treatment strategy of solid tumors. Endothelial cells from tumor neovessels overexpress the αvβ₃ integrins, which selectively bind to Arg- Gly-Asp (RGD)-containing peptides. The angiogenic process plays a key role during the development of other pathologies like cardiovascular diseases. So, the aim of this project is to design a bimodal contrast agent (MRI and fluorescence) targeting αvβ₃ integrins for early angiogenesis detection. Superpamagnetic iron oxide nanoparticles were surface functionalized with cathecol and bisphosphonate as anchoring agents and bearing carboxylic acid or alkyne functions as terminal end groups. We compared the efficiency of conjugation of three different types of molecules (fluorophores, PEG and RGD peptides) using carbodiimide coupling and click chemistry (Huisgen and thio-yne reactions). The stability of the various nanoplatforms and their uses as MRI contrast agents were evaluated. The affinity towards integrins was evidenced by surface plasmon resonance and solid-phase receptor-binding assay with a radioactive competitor ligand. With the aim to improve MRI properties, nanoparticles differing by their size and shape were synthesized and the magnetic properties were studied. The first in vitro and in vivo experiments were performed. In parallel, a theranostic nanoplatform, with both properties of diagnostic and therapy, has been considered
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Renault, Gilles. "Etude de la perfusion en échographie de contraste." Paris 11, 2006. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00603579.
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Richert, Michael. "Apport de la polarimétrie en imagerie active : optimisation du contraste polarimétrique et mesure de biréfringence induite par imagerie de Mueller." Toulouse, ISAE, 2009. http://www.theses.fr/2009ESAE0015.
Abstract:
Les systèmes d'imagerie usuels sont fondés sur la seule mesure de l'intensité de la lumière transmise, réfléchie ou diffusée par l'objet étudié, et n’exploitent pas l'information contenue dans le caractère vectoriel de celle-ci, c'est-à-dire sa polarisation. Cette thèse présente le développement et la validation expérimentale d'un imageur de Mueller en lumière cohérente permettant la mesure complète de cette information polarimétrique. En particulier, elle propose une application de cet instrument pour la mesure de biréfringence induite dans des matériaux transparents, pour la caractérisation des contraintes élastiques. Une validation semi-quantitative de ce phénomène par simulation numérique est présentée. Par ailleurs, cette thèse propose une méthode originale d'optimisation du contraste entre un objet et son fond à partir de l'information polarimétrique complète de la scène en identifiant les états de polarisation incidents et d'analyses qui permettront de maximiser ce contraste. Cette méthode a été validée numériquement et a montré un gain en contraste notable par rapport aux mesures polarimétriques classiques.
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Galicher, Raphaël. "Étude de techniques d'imagerie à haut contraste basées sur la cohérence." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00436293.
Abstract:
Depuis 1995, environ 350 exoplanètes ont été détectées mais seule une dizaine l'a été directement pour plusieurs raisons. D'abord, les projections de l'étoile hôte et de sa planète sur la sphère céleste sont très proches -- quelques fractions de secondes d'arc. Ceci impose un diamètre minimum pour le télescope et un système compensant les perturbations atmosphériques. Ensuite, le flux lumineux de l'étoile hôte est entre un million et dix milliards de fois plus fort que celui de la planète. Pour réduire ce flux stellaire sans affecter le flux planétaire, nous utilisons un coronographe dont les performances sont limitées par les défauts optiques qui doivent être compensés ou estimés. Pendant ma thèse, j'ai étudié sur des plans théoriques et expérimentaux deux techniques: le coronographe à quatre quadrants à étages multiples (MFQPM) pour atténuer le flux stellaire et la self coherent camera (SCC) qui minimise l'impact des aberrations optiques en utilisant l'incohérence entre lumières stellaires et planétaires. J'ai montré en laboratoire qu'un prototype non optimisé du MFQPM fournissait une extinction achromatique de l'étoile centrale de mille à dix milles entre 550 et 750nm. Puis, j'ai montré par simulations que la SCC s'associe aisément avec un coronographe de type Lyot et qu'en utilisant ses deux modes de fonctionnement -- analyseur de surface d'onde en plan focal et imagerie différentielle --, des planètes de type Terre pouvaient être détectées de l'espace sous des conditions réalistes. J'ai également mesuré un défaut réel de phase via la SCC sur le banc d'Imagerie Très Haute Dynamique que j'ai développé à l'Observatoire de Paris.
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Le, Borgne Edmond. "Imagerie par resonance magnetique : principes et applications en angiographie, interet de l'agent de contraste." Lille 2, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL2T011.
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Chauvin, Gaël. "Étude des environnements circumstellaires en imagerie à haut contraste et à haute résolution angulaire." Grenoble 1, 2003. http://www.theses.fr/2003GRE10158.
Abstract:
Dans le contexte de la recherche des compagnons de faibles masses, planètes et naines brunes, et des disques de poussières autour des étoiles brillantes, une première partie de mon travail est consacrée à l'étude des performances de détection des instruments dédiés à l'imagerie à haut contraste et à haute résolution angulaire. Je me suis particulièrement intéressé aux instruments équipant actuellement les grands telescopes au sol, qui sont composés d'un système d'optique adaptative et d'une caméra infrarouge, couplée à un coronographe stellaire. J'ai eu la chance de participer aux phases d'intégration et de tests de l'instrument d'optique adaptative NAOS. Il est actuellement installé sur le télescope UT4 du Very Large Telescope de l'ESO, au Chili. J'ai, ensuite, developpé un modèle de contraste afin de cerner et d'étudier le comportement des différentes limitations dans une image d'optique adaptative, en fonction de la configuration observationnelle choisie, des modes de fonctionnement du détecteur, des caractéristiques de l'instrument utilisé et de la qualité d'image liée aux conditions atmosphériques. Cette réflexion a été déterminante dans le cadre du second volet de mon travail, portant sur la recherche en imagerie coronographique des compagnons naines brunes ou planètes et des disques circumstellaires. Deux catégories d'étoiles se sont avérées particulièrement propices à ce type d'étude. Il s'agit des membres des associations jeunes et proches, favorisant, par leur statut évolutif, la détection d'objets peu massifs, et les étoiles ayant une planète détectée par des mesures de vitesses radiales. Je présente, d'une part, les résultats que j'ai obtenus, concernant la détection de plusieurs compagnons de faibles masses probables, dans les associations jeunes du groupe Béta Pictoris, de MBM 12 et de Tucana-Horologium, ainsi qu'une étude statistique, sans précédent, sur la fraction de compagnons stellaires et naines brunes parmi ces étoiles. Je décris, d'autre part, les résultats obtenus lors de relevés systématiques d'imagerie profonde des étoiles ayant des planètes. Ils concernent la découverte d'objets faibles, jusqu'à présent inconnus dans l'environnement de ces étoiles, et les capacités de détection atteintes grâce à l'imagerie à haut contraste et à haute résolution angulaireLn the context of the search for brown dwarfs and giant planets companions to stars, as well as circumstellar disks, a first part of my work has been devoted to the study ofthe detection capabilities performed by high contrast and high angular resolution instruments. 1 have been, mainly, interested by the instruments, which presently equip the large ground based telescopes, and which are composed of an adaptive optics system and an infTared camera, coupled with a stellar coronagraph. 1 have been particularly involved into the integration and test phases of the Nasmyth Adaptive Optics System NAOS, presently installed at the UT4 telescope of the ESO Very Large Telescope, in Chili. 1 also developed a model to study and to predict the detection capabilities performed by su ch instruments as a function of the detector modes, the instrument characteristics, the observing configurations or the atmospheric conditions. Thinking of the limitations and the optimization of the observing detection performances has been crucial for the second part of my work, dedicated to the search for low mass companions to stars and circumstellar disks. Two types of targets have been found ideal for this study: the young, nearby associations due to their evolutionary status and the stars with planets, indirectly detected by the radial velocity measurements. I present the detection of severa! substellar candidates in the young, nearby associations Beta Pictoris, MBM 12 and Tucana-Horologium, as well as an unprecedented work on the fraction of stellar companions and of brown dwarf companions among these stars. 1 also describe the recent results concerning the discovery of faint companions in the circumstellar environment of stars with planets and 1 present the detection capabilities performed thanks to our deep imaging strategy
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Bonaldi, Vincent-Marie. "Tomodensitométrie spiralée et optimisation des protocoles d'injection du contraste iodé intra-veineux : études expérimentales en pathologie humaine." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO1T072.
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Aired-Selmani, Leila. "Caractérisations théoriques et expérimentales d'agents de contraste ultrasonore ciblés." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR3301/document.
Abstract:
Depuis leur introduction, les agents de contraste ont révolutionné l'imagerie échographique. Ils sont composés de microbulles gazeuses, qui injectés par voie intraveineuse dans le sang, ils améliorent l'image échographique. Une autre application pour laquelle les caractéristiques physiques des agents de contraste sont exploitées est l'imagerie ciblée. Une approche basée sur l'utilisation de ligands intégrés à la paroi des microbulles, celles-ci adhérent aux facteurs de surfaces moléculaires surexprimés par les cellules endothéliales qui tapissent la paroi interne des vaisseaux sanguins. Pour pouvoir distinguer ces microbulles de celles qui circulent librement, elles doivent réfléchir un signal acoustique suffisamment intense. Cependant, le faible taux d'adhérence des microbulles engendre une réduction du signal acoustique. Pour résoudre ce problème, il est important de déterminer l'effet des parois sur leurs dynamiques acoustiques. Dans cette thèse, nous avons étudié l’effet des parois élastiques sur le comportement dynamique des microbulles constituant les agents de contraste. Dans un premier temps, un modèle théorique représentant une paroi avec une épaisseur finie a été développé. Il a été démontré que l’amplitude de l’écho rétrodiffusé par une microbulle proche d’une paroi avec une épaisseur finie est inférieure à celui d’une microbulle se trouvant dans un fluide infini. D'autres parts, pour représenter la paroi d’un vaisseau sanguin, les propriétés mécaniques de la paroi élastique ont été intégrées au modèle. Il a été observé que la fréquence de résonance d’une microbulle proche d’une paroi est supérieure à celle dans un fluide infini. Par la suite, nous avons étudié l’effet de trois types de parois sur le comportement d’une microbulle parmi lesquelles la paroi d'OptiCell communément utilisée en expérimentations ultrasonores. Les résultats ont montré que la microbulle proche de la paroi d’OptiCell diffuse un écho supérieur à celui de la microbulle éloignée de la paroi, lorsque la fréquence d’excitation est au-dessus de sa fréquence de résonance. Nous avons constaté aussi que les petites bulles sont plus sensibles à la proximité de la paroi. Par la suite, nous avons développé un modèle décrivant une microbulle attachée à une paroi élastique. Nous avons montré que le contact direct de la bulle avec la paroi induit une diminution de l'écho par rapport à la même bulle dans un liquide infini. Le contact direct de la bulle avec la paroi engendre une augmentation de la fréquence de résonance part rapport à une bulle sans contact direct. Enfin, une étude expérimentale a montré l'avantage de l'imagerie sous-harmonique pour différencier les microbulles attachées des microbulles libresSince they were introducted, contrast agents have revolutionized the ultrasound imaging. They are composed of tiny gaseous microbubbles and when injected intravenously into the blood, they improve the ultrasound image. Targeted imaging is another application based on the physical characteristics of contrast agents. This approach is based on the ligands incorporation into the microbubbles shell. The microbubble attach to the molecular factors overexpressed by endothelial cells, covering the inner wall of blood vessels. To distinguish these microbubbles from those freely circulating, attached microbubble have to produce an acoustic signal that is sufficiently strong. However, the low microbubbles adhesion induces a decrease of the acoustic signal. To make it possible, it is important to determine the effect of the elastic wall on their acoustic response. This thesis aimed to study the effect of elastic walls on the ultrasonic behavior of targeted microbubbles. First, a theoretical model describing a wall with finite thickness was developed. It has been shown that the scattered echo amplitude by a microbubble near a wall with finite thickness is small in comparison to the echo from a microbubble located in an infinite fluid. Furthermore, and in order to account for the effect of blood vessel wall, the mechanical properties of the wall have been incorporated into the model. The results showed that the resonane frequency of a microbubble near the wall is higher than the resonanace of the same microbubble in an infinite medium. Subsequently, we studied the effect of three types of walls on the microbubble behavior including the wall of OptiCell chamber which is commonly used in ultrasonic experiments. We have shown that microbubbles near the OptiCell wall diffuses a higher echo than those far from the wall when the excitation frequency is above the microbubble resonance frequency. On the other side, we observed that small microbubbles to the presence of the wall. Afterward, we developed a model describing a microbubble attached to the wall. We have shown that the microbubble in direct contact with the wall induces a decrease of the echo amplitude compared to the same bubble in infinite liquid. Moreover, the direct contact of the bubble with the wall generates an increase of the resonance frequency relative to a bubble without direct contact. Finally, an experimental study has shown the advantage of the subharmonic imaging to differentiate attached microbubbles from the free ones
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Gardin, Isabelle. "Contraste en imagerie par resonance magnetique nucleaire : optimisation des sequences "retour apres inversion" et "retour a la saturation", influence des agents de contraste paramagnetiques." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30031.
Abstract:
On developpe par simulation informatique une etude theorique, qui conduit a proposer des relations mathematiques simples permettant de fixer le choix des parametres experimentaux en fonction des temps de relaxation longitudinale, transversale, de la densite des spins de l'eau tissulaire dans le but d'optimiser le contraste des images. Utilisation de substances paramagnetiques en tant qu'agent de contraste