Dissertations / Theses on the topic 'Imagerie médicale – Évaluation'
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Mihalcea, Adela Cecilia. "Évaluation du foie restant post hépactectomie partielle par les examens d'Imagerie médicale." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10104.
Abstract:
30 donneurs vivants pour transplantation hépatique ont été évalués, prospectivement, par TDM et IRM, avec réalisation d'un plan de résection virtuelle et confrontation des résultats avec les données per- et post-opératoires. Une interface informatique 3D spécifique a été développée pour faciliter le planning virtuel de l'intervention. 49 variantes anatomiques ont été révélées chez 24 patients. L'identification a été correcte dans 26 cas sur 30. Les volumes des greffons virtuels et réels présentaient une bonne corrélation (p<0. 0001). Le volume résiduel virtuel a été corrélé avec la variation post opératoire du taux de prothrombine (p<0. 0001) et de la bilirubine conjuguée (p<0. 0001), paramètres de défaillance hépatique. Cette étude montre qu'actuellement l'imagerie peut élaborer un plan d'hépatectomie virtuelle, essentiel dans la chirurgie hépatique
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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
3
Folliot, Véronique. "Synthèse et évaluation de molécules et macromolécules chelatantes en vue de leur utilisation en imagerie médicale." Le Mans, 1989. http://www.theses.fr/1989LEMA1005.
Abstract:
Etude de la fixation sur un support macromoleculaire de groupes possedant des proprietes chelatantes vis-a-vis de traceurs radioactifs pour l'imagerie scintigraphique, ou d'elements paramagnetiques pour l'imagerie par resonance magnetique
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Bergeron, Mélanie. "Évaluation des performances du scanner LabPET." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4008.
Abstract:
Ce mémoire porte sur l'évaluation et l'amélioration des performances du premier appareil commercial de Tomographie d'Émission par Positrons (TEP) pour petits animaux basé sur des détecteurs à photodiode avalanche (PDA) et une électronique de traitement entièrement numérique. Cet appareil est la version améliorée d'un premier prototype TEP basé sur les PDA datant de 1995. Cette nouvelle version a été conçue sur une plateforme électronique numérique pour améliorer à la fois la résolution spatiale, permettant de détecter de plus petites structures chez la souris, et la sensibilité afin d'injecter une dose de radiotraceur plus faible à l'animal. Le but d'utiliser une électronique numérique était d'augmenter la flexibilité du traitement des signaux pour l'adapter selon de nouvelles applications. Afin de vérifier toutes ces caractéristiques potentielles, nous avons effectué une évaluation systématique et exhaustive des performances de ce nouveau scanner (désigné sous le sigle commercial « LabPET ») pour l'application en imagerie moléculaire. Des procédures d'ajustement automatique de plusieurs paramètres du scanner, dont la tension de polarisation des détecteurs PDA dans les conditions optimales d'opération, ont été mises au point pour faciliter l'étalonnage du grand nombre de détecteurs (1536 ou 3072 selon la version du scanner). Une technique pour normaliser les délais temporels de chaque détecteur a permis d'améliorer les performances temporelles du scanner et la qualité d'image. Cette technique a aussi servi à caractériser de façon individuelle les détecteurs au niveau de leur résolution en temps, ce qui permet de connaître leurs performances et de suivre leur possible dégradation à long terme. Par la suite, les performances de l'appareil pour l'imagerie, telles que la résolution spatiale et temporelle, la résolution en énergie, la sensibilité, le temps mort et le taux de comptage, ont été mesurées en suivant dans la mesure du possible les recommandations des normes de la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) pour l'évaluation d'appareils d'imagerie. De plus, des balises pour l'élaboration de protocoles d'acquisition ont été établies afin d'obtenir des images optimales. Pour ce faire, une caractérisation plus exhaustive de la qualité d'image à l'aide de mires et d'images de rats et de souris a été réalisée. Deux appareils avec champ axial de 3.75 et 7.5 cm ont été caractérisés dans le cadre de ce projet de maîtrise. À la suite de toutes les améliorations apportées à l'appareil et à la lumière des résultats obtenus, la plupart des concepts utilisés pour la fabrication de l'appareil ont conduit à des images de qualité supérieure.
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Bernardin, Aude. "Méthodes biocompatibles de fonctionnalisation de substrats et surfaces : évaluation par imagerie de fluorescence." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112255.
Abstract:
Ces travaux de thèse portent sur le développement de méthodes de fonctionnalisation compatibles avec le vivant et s’inscrivent dans un vaste domaine d’applications biomédicales. Une nouvelle méthode de couplage en conditions douces entre nitrones et cycloalcynes contraints a été développée par analogie avec la réaction de cycloaddition [3+2] entre cycloalcynes contraints et azotures existant dans la littérature. L’évaluation des couplages avec les azotures ou les nitrones a été réalisée par imagerie de fluorescence grâce à la synthèse de deux sondes portant des groupes cyclooctynes, l’une organique et l’autre à base de nanocristaux semi-conducteurs fluorescents. A cette occasion, nous avons montré l’intérêt de la fonctionnalisation de ces objets en l’absence de cuivre, qui permet de maintenir un rendement quantique de fluorescence élevé, contrairement à la chimie clic classique (catalysée au cuivre). Des lames de verre portant des azotures ou des nitrones ont également pu être fonctionnalisées par les sondes-cycloalcynes. Le marquage des acides sialiques membranaires in vitro après incorporation métabolique de mannosamines modifiées a finalement permis de valider le concept en conditions biologiquesThis work describes the development of biocompatible functionalisation methods of wide interest in the field of biomedical applications. A new water-compatible coupling method between nitrones and strained-cycloalkynes is here developed, by analogy with the [3+2] cycloaddition between azides and strained-cycloalkynes described in the literature. The efficiency of the coupling is evaluated by fluorescence imaging. Two fluorescent probes bearing cyclooctyne groups are synthesized, an organic dye-based probe and a quantum dotbased probe. Contrary to Cu(I)-catalyzed click chemistry, the developped methodology enables quantum dots’ functionalization while maintaining their high fluorescence quantum yield. Glass slides have also been coated with azides or nitrones, surfaces on which can be subsequently grafted cyclooctyne-probes. Fluorescent labelling of cell membrane’s sialic acids after metabolic incorporation of modified mannosamines has also been carried out in vitro to confirm the potential interest of strained-alkyne chemistry in biological conditions
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Baudin, Olivier. "Schéma de compression adaptative d’image : Modélisation paramétrique et classification, quantification et codage, évaluation. Application en imagerie médicale." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0024.
Abstract:
Ce travail porte sur l'étude et la réalisation d'un algorithme destiné à la compression d'images médicales (statiques). La méthode comprend une phase d'apprentissage pendant laquelle une analyse de bases d'images d'une modalité médicale donnée permet de régler et d'adapter la chaîne de compression aux caractéristiques locales des images. La qualité des images reconstruites est évaluée par un protocole suivant une méthode de type ROCThis work concerns the study and the realization of a medical (static) image compression algorithm. The method integrates a learning phase during which image data bases of given medical modalities are analyzed in order to adjust and adapt the compression scheme to the local caracteristics of the images. The quality of the reconstructed images is evaluated using an ROC protocol
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Hajjaj, Bouchra. "Conception, synthèse et évaluation biologique d’antagonistes de la bombésine pour la visualisation de cancers par imagerie médicale." Thesis, Montpellier 1, 2013. http://www.theses.fr/2013MON13517.
Abstract:
La surexpression des récepteurs GRP au niveau de différents types de cancers communs offre la possibilité d'utiliser des analogues radiomarqués de la bombésine pour leur diagnostic et leur traitement. Ce travail de thèse est consacré à la conception, la synthèse et l'évaluation biologique de nouveaux radiopharmaceutiques, contenant un antagoniste des récepteurs GRP, un bras espaceur et le chélatant cyclique DOTA. Nous avons tout d'abord déterminé la longueur du bras espaceur permettant une optimisation des propriétés biologiques. Puis en se basant sur les résultats de cette étude nous avons réalisé la synthèse et l'évaluation biologique de radio-ligands constitués d'antagonistes originaux des récepteurs GRP. Ces antagonistes ont été conçus en se basant sur le composé JMV 594, un antagoniste puissant de la bombésine synthétisé dans notre laboratoire. En plus de modifications réalisées sur ce peptide, des dimères ont également été synthétisés de façon à obtenir des antagonistes plus stables et plus affins pour les récepteurs GRPThe abundant expression of the GRP receptor in many frequently occurring cancers that inflict humans provides the opportunity to use radiolabeled bombesin analogs for their diagnosis and treatment. This postgraduate work is dedicated to the design, synthesis and biological evaluation of new radiopharmaceuticals. These are made up of a GRP receptor antagonist, a spacer and the cyclic metal chelating agent DOTA. We first determined the spacer length which has optimal biological properties. Moving forward from this study, different radio-ligands containing new bombesin antagonists have been synthesized and biologically evaluated. Those antagonists are based on compound JMV 594, a powerful bombesin antagonist synthesized in our laboratory. Besides modifications of this peptide also dimers have been made to obtain more stable bombesin antagonist with more affinity to the GRP receptor
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Hungr, Nikolai. "Conception et évaluation de systèmes robotiques de ponction d'aguilles percutanées sous contrôle d'imagerie médicale." Phd thesis, Université de Grenoble, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00997017.
Abstract:
Cette thèse décrit la conception et l'évaluation de systèmes robotiques de ponctions percutanées d'aiguilles guidés par imagerie médicale. Les ponctions percutanées d'aiguilles sont devenues de plus en plus communs dans la diagnostique et le traitement d'un assortiment de maladies humaines. Des exemples d'interventions fréquentes sont les biopsies, les ablations de tumeurs par radiofréquence, la cryothérapie, le drainage et la curiethérapie, entre autres. Le couplage de l'imagerie médicale avec l'insertion d'une aiguille donne suite à un nombre de difficultés pour le clinicien, tels que l'alignement précis de l'aiguille à la trajectoire planifiée dans l'image, la réalisation de trajectoires complexes et hors-plans difficiles à visualiser, et la compensation du mouvement et déformation des tissus mous. La robotique peut être utilisé pour assister à ces procédures pour simplifier les défis et potentiellement améliorer leur précision, leur bénéfices cliniques et leurs taux d'inclusion. Cette thèse expose les défis techniques et cliniques auxquels il faut faire typiquement face pendant la conception et l'évaluation de tels robots de ponction, tout en restant sur les aspects qui les différentient d'autres robots médicaux. Une revue de l'état de l'art est utilisé pour décrire ces défis et pour présenter les divers solutions déjà proposés pour leur faire face. Sur cette base, deux tels systèmes robotiques, développés pendant cette thèse, sont décrits en détail, donnant ainsi des exemples concrètes des nombreuses contraintes imposés dans le cadre de ponctions d'aiguilles guidés par imagerie médicale. Le premier système, s'appelant PROSPER, est dédié aux interventions prostatiques transpérinéales guidés par imagerie ultrasonique, en particulier la curiethérapie. Le robot est fixé à la table chirurgicale et une sonde échographique 3D transrectale lui est rigidement relié, permettant ainsi un calibrage préopératoire entre l'espace du robot et l'espace image. Le protocole développé pour ce système inclue un recalage écho-écho peropératoire pour compenser le mouvement et la déformation de la prostate pendant l'insertion des aiguilles. Ce chapitre expose les défis d'un système qui n'est pas physiquement présent dans l'espace de l'image et qui tient en compte le divers contraintes intrinsèques à l'environnement des tissus mous. Le deuxième système s'appelle LPR et est destiné à la radiologie interventionnelle des régions thoraciques et abdominopelviennes, sous guidage TDM et IRM. Il est fixé sur le corps du patient et positionne et insère une aiguille selon une trajectoire et visant une cible choisis par le radiologue dans l'image. Le robot est calibré à l'image en peropératoire par moyens de mires multimodales incorporés dans la structure du robot. Il est entièrement compatible avec les deux modalités d'imagerie en terme de qualité d'image et contraintes de taille. Par rapport au robot PROSPER, ce chapitre montre comment la présence du robot dans l'espace de l'image donne suite à un nombre d'autres défis qui doivent être considérés pour permettre son acceptabilité clinique. Dans les descriptions des deux systèmes, l'accent est mis sur les solutions innovantes mises en place dans le but de fournir des vrais bénéfices cliniques aux patients ainsi qu'aux cliniciens. Des prototypes de chaque système ont été développés et évalués sur des fantômes synthétiques en termes de leur précision et compatibilité préclinique.
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Bondiau, Pierre-Yves. "Mise en oeuvre et évaluation d'outils de fusion d'image en radiothérapie." Nice, 2004. http://www.theses.fr/2004NICE4114.
Abstract:
Le cancer est un problème majeur de santé publique. Les traitements peuvent être à visée systémique ou loco-régionale, dans ce dernier cas l’imagerie médicale jour un rôle important, permettant de préciser la localisation de la tumeur. L’objectif de la radiothérapie est de délivrer une dose curatrice de radiation au volume cible tout en épargnant les organes à risques (OAR) avoisinants. La détermination de la localisation précise de ce volume cible ainsi que des OAR permet de définir la balistique des faisceaux d’irradiation. Après le rappel des principes de la radiothérapie, nous précisons les enjeux cliniques des tumeurs oculaires, cérébrales et prostatiques. Les différentes techniques de recalage d’images sont passées en revue dans le but d’être didactique vis-à-vis de la communauté médicale. Les résultats du recalage sont présentés dans le cadre de la planification de la radiothérapie oculaire, cérébrale et prostatique afin de préciser les types de recalage applicable en oncologie. Nous présentons les perspectives de ce type d’application selon différentes régions anatomiques ainsi que son intérêt dans la segmentation automatique. Les applications de la segmentation automatique et l’évaluation des résultats dans le cadre des tumeurs de l’encéphale sont décrits après avoir passé en revue les différentes méthodes de segmentation selon les localisations anatomiques. Une application originale est la simulation numérique de la croissance tumorale virtuelle qui est comparée avec la croissance réelle d’une tumeur cérébrale présentée par un patient. Nous concluons avec les différents développements de la fusion d’image ainsi que les pistes de recherche devant être exploréesCancer is a major problem of public health. Treatment can be done in a general or loco-regional way, in which case medical images are important as they specify the localization of the tumour. The objective of the radiotherapy is to deliver a curative dose of radiation in the target volume while sparing the organs at risks (OAR). The determination of the accurate localization of the targets volume as well as OAF makes it possible to define the ballistics of irradiation beams. After the description of the principles of radiotherapy and cancers treatment, we specify the clinical stakes of ocular, cerebral and prostatic tumours. We review the state of the art image matching algorithms, with a didactic purpose for the medical community. The results of image matching techniques are presented in the framework of cerebral and prostatic radiotherapy planning in order to determine the types of applicable method in oncology. Then, we present the prospects for these methods with respect to the anatomical localization and automatic segmentation. Applications of automatic segmentation and the evaluation of the results in the framework of brain tumour are described after a review of the various segmentation methods according to anatomical localizations. An original application is the digital simulation of the virtual tumoral growth and the comparison with the real growth of a cerebral tumour presented by a patient. We conclude with the future developments possible of the tools for image processing in radiotherapy as well as the tracks of research to be explored in oncology
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Urbano, Rodriguez Luis Alberto. "Contribution à la compression d'images par transformée en cosinus discrète en imagerie médicale, et évaluation sur une base d'images multi-modalités." Tours, 1991. http://www.theses.fr/1991TOUR3307.
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Mouhamed, Souad. "Dévelopement et évaluation d'un logiciel d'imagerie médicale, implante sur une station de travail, pour une utilisation dans un service de pneumologie." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0090.
Abstract:
Les opérations, de manipulation d'images et d'accès aux informations, telles qu'elles sont pratiquées dans un hôpital sont d'une nature manuelle. Les médecins consacrent ainsi une part non négligeable de leur travail à la recherche et à la manipulation des informations médicales. L'intégration et l'adaptation d'une station de travail aux différentes tâches du clinicien se présentent comme des solutions d'avenir. L'informatisation des, tâches médicales offre des nouvelles perspectives, comme le traitement d'images. Cette étude concerne la conception et la réalisation d'un logiciel médical permettant la visualisation et le traitement interactif d'images médicales multi-modalités. Ce logiciel est implanté sur une station de travail chimique destinée à être intégrée au sein d'un PACS. Nos objectifs dans la conception ont été dirigés de sorte que la méthodologie de travail et les besoins du clinicien soient en priorité respectés. Ainsi, le logiciel dispose de fonctionnalités pour sélectionner, visualiser, traiter les images dans le but d'aider le clinicien à établir son diagnostic. Nous avons utilisé une méthode de conception s'appuyant sur une décomposition fonctionnelle qui conduit à un découpage du logiciel en modules. Ces modules coïncident avec les différentes étapes de travail du clinicien et réalisent chacun une unité fonctionnelle séparée. L'interface homme-machine qui constitue le lien privilégié entre l'utilisateur et le système a été développée avec une grande attention. De ce fait, le logiciel de par sa convivialité et son ergonomie est utilisable par des usagers non-informaticiens. L'évaluation du logiciel en site hospitalier et avec des experts médicaux a confirmé la demande des médecins pour ce type de logiciel, et a souligné leur motivation à travailler avec un tel logicielIn a hospital, the tasks of information retrieval and image manipulations are generally manual. Physicians spend an important part of their work to search and handle of medical information. The integration and the adaptation of a workstation to different tasks of the clinician appear as a good. Solution. The automatisation of these tasks open new perspectives to physicians such as image processing. This study is devoted to the design and the realization of a software allowing interactive visualization and processing of multi modalities medical images. This software is implemented on a workstation which is intended to be integrated in a PACS. Ours goals in the conception have primarily been to respect the methodology and the needs of the clinicians. Thus, the software provides functionalities for selection, visualization, and processing the images in order to help the clinician to establish his diagnosis. We used a functional decomposition method which lead to a division of the software in modules. This modules are defined from the decomposition of the working method of the clinician, and are independent from each others. The user interface which constitutes a privileged connection between the user and the system has been developed with particular attention. Due to his conviviality and its ergonomy, the software is us able by non-computer-oriented users. The evaluation of the software by medical experts on the hospital site has confirmed the call of the physicians for this type of tool, and has emphasized their motivation for working with such a software
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Martin, Chantal. "Conception d'une sonde anti-diffraction et évaluation d'algorithmes en vue de la mesure locale de l'atténuation dans les tissus biologiques." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO1T151.
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Colliot, Olivier. "Représentation, évaluation et utilisation de relations spatiales pour l'interprétation d'images : application à la reconnaissance de structures anatomiques en imagerie médicale." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005764.
Abstract:
Les relations spatiales telles que l'adjacence, les distances, les directions ou encore les symétries constituent un élément essentiel des descriptions d'agencement spatial entre les objets d'une scène et sont donc utiles à un grand nombre de tâches d'interprétation d'images. La reconnaissance de structures cérébrales constitue notre cadre d'application. Le cerveau est en effet une scène structurée dans
laquelle les objets partagent une grand nombre de relations
spatiales pertinentes.
Notre travail de thèse est articulé autour des questions suivantes.
Comment représenter des relations spatiales ? Comment les utiliser pour
formaliser la description d'une scène, en l'occurrence la description de
structures neuroanatomiques ? Comment les utiliser à des fins de segmentation
d'images et de reconnaissance de formes, en particulier dans le cadre des structures cérébrales ?
Dans un premier temps, nous nous intéressons à un type de relation particulier :
les symétries planes, qui sont importantes dans le cadre de l'imagerie
cérébrale et ont été l'objet de moins d'attention que d'autres types de relations.
Nous proposons une méthode pour quantifier le degré de
symétrie dans les objets flous et les images via une mesure de symétrie ainsi qu'un algorithme pour
localiser le plan de symétrie d'un objet donné. L'application de cette méthode au plan de symétrie du cerveau est précise et robuste comme l'a montré l'évaluation menée sur des images synthétiques et réelles.
Puis nous montrons comment la description des structures cérébrales peut se faire
à l'aide d'un ensemble de relations spatiales et comment une telle description
peut être formalisée par un graphe hiérarchique synthétique. Cette description est
comparée avec celle obtenue à partir d'un atlas iconique, grâce à une structure appelée graphe hiérarchique exemple.
Enfin, les deux dernières parties traitent de l'utilisation des relations spatiales
en segmentation d'images. Une méthode pour intégrer de telles connaissances à un
modèle déformable via la construction d'une force externe est proposée. Elle se distingue nettement des autres approches disponibles puisque les relations sont directement introduites pour la recherche des contours des objets. Nous
présentons ensuite une procédure complète de segmentation de structures cérébrales internes fondée
sur la description précédente et sur un modèle déformable. Les premiers résultats obtenus, évalués visuellement, sont prometteurs.
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Shi, Yu. "Mise en oeuvre et évaluation d'un dispositif d'imagerie d'impédance bioélectrique." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT068H.
Abstract:
L'imagerie d'impedance bioelectrique est une nouvelle technique d'imagerie medicale, qui a pour but de reconstruire une image de la distribution de conductivite electrique au sein d'un milieu physiologique, a partir d'informations electriques recueillies a la peripherie du milieu. Elle apparait comme potentiellement complementaire des autres techniques d'imagerie medicale existantes. Ce travail presente la mise en uvre et l'evaluation d'un dispositif experimental appliquant la technique d'imagerie d'impedance. Un systeme d'acquisition des donnees utilisant 16 electrodes et travaillant en multifrequence est mis en uvre et est associe a un systeme de pilotage compose d'une carte d'interface standard et d'un logiciel de pilotage. Un logiciel de reconstruction, base sur l'algorithme de la retroprojection filtree, est egalement developpe. L'ensemble constitue un dispositif experimental d'imagerie d'impedance, qui a ete evalue sur une cuve de mesure et sur un modele de test standard europeen permettant d'obtenir des images resistives et reactives. Les performances de ce dispositif ont ete comparees a celles des equipes europeennes impliquees dans l'action concertee en imagerie d'impedance. Deux etudes theoriques sont aussi presentees dans ce travail. La premiere, qui utilise la technique des elements frontiere, est consacree a la resolution du probleme direct en imagerie d'impedance: la non-linearite de la relation de sensibilite, c'est-a-dire la relation entre la variation de la distribution de conductivite dans le milieu a imager et la variation de la difference de potentiel peripherique, est demontree a l'issue de cette etude. La seconde est consacree a la possibilite de l'utilisation de la fonction de transfert de modulation pour evaluer et comparer les differents systemes d'acquisition et differents algorithmes de reconstruction en imagerie d'impedance
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Ménard, Laurent. "Étude, développement et évaluation clinique d'un imageur gamma per-operatoire." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1999. http://www.theses.fr/1999VERS0002.
Abstract:
L'efficacité du traitement chirurgical du cancer dépend de la localisation précise et de l'ablation complète des lésions tumorales. Dans ce contexte, l'introduction en bloc opératoire de systèmes de détection nucléaire miniaturisés associés à des radio pharmaceutiques pour le marquage des tumeurs permet, en guidant le geste opératoire du chirurgien, de s'assurer en temps réel de la qualité de l'exérèse des tissus cancéreux. L'imageur gamma poci (per-opérative compact imager), qui fait l'objet de cette thèse, a été conçu pour développer et renforcer la technique d'assistance chirurgicale par radio-guidage en apportant un nouvel outil de discrimination entre tissus sains et tissus pathologiques. La phase initiale de recherche des techniques de détection les mieux adaptées a une localisation haute-résolution au contact de la plaie opératoire a abouti au choix d'un imageur modulable élabore autour d'un tube intensificateur d'image lu par une photodiode à localisation bidimensionnelle. La géométrie de deux têtes de détection gamma associant un collimateur à trous parallèles et un scintillateur a ensuite été définie à l'aide de simulations numériques. A partir de ces solutions instrumentales, un premier prototype de poci, possédant un champ de vision de 24 mm de diamètre, a été développé sa caracterisation a mis en evidence une resolution spatiale millimetrique et une efficacité de détection proche de celle des gamma-cameras cliniques, conformement aux previsions numeriques. En collaboration avec l'hôpital Gustave Roussy, l'évaluation clinique de cet imageur per-operatoire a alors été menée sur la localisation transcutanée du ganglion sentinelle pour des patients atteints de mélanomes malins ou de cancers du sein. Les résultats prometteurs obtenus lors de cette étude préliminaire permettent d'envisager, des a présent, de manière favorable, l'utilisation de poci en bloc opératoire et d'étendre son utilisation a d'autres pathologies cancéreuses.
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Souplet, Jean-Christophe. "Évaluation de l'atrophie et de la charge lésionnelle sur des séquences IRM de patients atteints de sclérose en plaques." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00635295.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est d'analyser une base de données d'images de résonance magnétique (IRM) cérébrales de patients atteints de sclérose en plaques (SEP). Dans ce but, deux marqueurs ont été choisis (la charge lésionnelle et l'atrophie). Ceux-ci peuvent être évalués manuellement. Cependant, ces mesures sont fastidieuses et sujettes à une grande variabilité intra et inter experts. L'enjeu de cette thèse est donc de les automatiser. Cette automatisation commence par l'amélioration et la proposition de nouveaux algorithmes semi-automatiques. Ceux-ci permettent d'obtenir plus rapidement et de manière contrôlée par l'expert des mesures de référence. De nouvelles méthodes automatiques ont aussi été proposées. Une chaîne de traitement visant à segmenter les différents compartiments (substance blanche, substance grise et liquide céphalo-rachidien) a été mise en place. Les segmentations produites par cette chaîne ont été utilisées pour calculer automatiquement un seuil à appliquer sur une séquence IRM pour obtenir une segmentation des lésions. Cette approche est reprise de la littérature mais deux nouvelles versions en sont ici proposées. La première segmente les lésions du cortex, la seconde celles du cervelet. Enfin, les segmentations obtenues par la chaîne de traitement sont utilisées pour calculer la fraction parenchymateuse cérébrale et ainsi évaluer l'atrophie. Ces méthodes ont été comparées aux autres méthodes automatiques existantes et disponibles sur internet ainsi qu'aux mesures de référence obtenues par un expert. À partir de ces travaux, la base de données a été analysée. Les algorithmes développés ont été implémentés dans un nouveau logiciel : SepINRIA.
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Renaudin, Christian. "Qualité image et évaluation de la sténose artérielle en angiographie numérique à l'aide du scanner X 3D morphomètre." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO1T208.
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Zhang-Ge, Lu. "Modèles numériques pour l'évaluation objective de la qualité d'images médicales." Angers, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00995416.
Abstract:
L'évaluation de la qualité des images médicales est essentielle pour optimiser un système d'imagerie. Dans le cadre d'approches basées sur la tâche, les modèles numériques proposés ont des limites: pour la tâche de localisation, la plupart des modèles ont besoin de la connaissance a priori des paramètres du signal; les modèles dédiés à la détection de signaux dans une image 3D se limitent aux signaux symétriques. Dans cette thèse, nous proposons de nouveaux modèles numériques: le CJO pour la détection sur une coupe d'un signal dont l'amplitude, l'orientation et la taille ne sont pas connus a priori; le PCJO et le msPCJO pour la détection-localisation de plusieurs signaux paramétriques d'amplitude, d'orientation, de taille et d'emplacement variables sur une coupe (PCJO) ou en 3D (msPCJO). Deux expériences ont été conçues et mises en oeuvre pour la validation de nos modèles sur des images IRM présentant des lésions de SEP. Les résultats indiquent que nos modèles sont performants et prometteurs pour l'évaluation de systèmes d'imagerieMedical image quality assessment is critical for comparing and optimizing medical imaging system. In the frame of task-based approach, numerical observers proposed for the objective medical image quality assessment have several limitations: e. G. For the multi-signal localization, most need a priori knowledge of signal parameters; multi-slice MOs narrow the task down to the detection of one symmetrical signal at the image centre. In this thesis, we propose novel numerical observers: the CJO for the detection of one parametric signal with random amplitude, orientation and size on single-slice; the PCJO and the msPCJO for the detection-localization of multiple parametric signals with random amplitude, orientation, size and location on single-slice and multi-slice, respectively. Two observer studies were designed and implemented for their validation on MR images with MS lesions, and the JAFROC FOM results indicate that they are promising for predicting radiologists' task performance, ultimately for evaluating medical imaging systems
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Fresneau, Nathalie. "Synthèse d'hétérocycles tricycliques à noyau diazinique et leur évaluation comme ligands des récepteurs sérotoninergiques 5-HT4 pour un traitement de la maladie d'Alzheimer." Rouen, 2013. http://www.theses.fr/2013ROUES005.
Abstract:
A ce jour, malgré quelques traitements symptomatiques, il n’y a aucun médicament capable de guérir ou même de stopper la progression de la maladie d’Alzheimer. Parmi les différentes approches pour le développement de traitements curatifs, les agonistes des récepteurs sérotoninergiques 5-HT4 sont récemment apparus comme des composés prometteurs. Les récents travaux réalisés au CERMN (Caen) ont permis de synthétiser des ligands des récepteurs 5-HT4 en séries (aza)phénanthridines, dont certains composés présentaient des affinités nanomolaires. A partir de ces résultats, nous avons développé de nouveaux ligands tricycliques contenant un cycle diazinique afin d’améliorer leur affinité et leur sélectivité vis à vis des récepteurs 5-HT4. Nos ligands ont été préparés à partir des diazino[c](iso)quinolinones correspondantes. Pour la synthèse de ces précurseurs, deux méthodologies impliquant un couplage pallado-catalysé (Suzuki ou Stille) et une cyclisation anionique, ont été développées. Ainsi, 20 composés ont été obtenus dans les trois séries diaziniques et évalués sur les récepteurs 5-HT4. Les dérivés pyrazino[2,3-c]isoquinoléines ont montré des affinités subnanomolaires pour les récepteurs 5-HT4 et les meilleurs composés se sont révélés être sélectifs. Une évaluation du profil fonctionnel a montré qu’ils agissaient comme des antagonistes, ce qui empêche leur utilisation potentielle comme traitement curatif de la maladie d'Alzheimer. Parmi les meilleurs composés, un ligand iodé présentant une bonne affinité et sélectivité pour les récepteurs 5-HT4 a été radiomarqué avec 125I et a montré des résultats prometteurs pour l’imagerie TEMP
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Cherifi, Daikha. "Amélioration et évaluation de la qualité des images." Thesis, Paris 13, 2014. http://www.theses.fr/2014PA132053.
Abstract:
Dans le cadre de cette thèse nous nous sommes intéressés à l’amélioration de la qualité visuelle des images, en rehaussant le contraste des images. Nous avons proposé, tout d’abord, une méthode de rehaussement simple et efficace s’inspirant du système visuel humain. Cette méthode est efficace,quand elle est appliquée aux images naturelles en couleur, ou monochromes. La méthode proposée est ensuite améliorée pour pouvoir rehausser d’autre type d’image comme les images médicale, telles que les images de rétine et l’endoscopie. Par la suite, nous nous sommes aussi intéressés aux rehaussements des images médicales et en particulier aux images de mammographie et nous avons donc proposé une méthode de rehaussement de contraste qui leur est spécifiquement dédiée. Au final,nous nous sommes intéressés à l’évaluation des méthodes de rehaussement proposées et aux différentes approches existantes dans la littérature. La méthode d’évaluation proposée s’appuie sur l’analyse radiale et angulaire du spectre d’énergie de Fourier. La validation de notre méthode de rehaussement de contraste a été faite en utilisant des échantillons d’images de 2 bases et en utilisant un test subjectif pour la comparer à d’autres méthodes de rehaussement. La note subjective finale de MOS, obtenue par la moyenne des notes des observateurs, montre la fiabilité de notre méthode de rehaussement de contraste et son intérêt par comparaison aux autres méthodes classiquesThe aim of this thesis is to propose new methods for image enhancement based on oriented and multi-scale transforms using some perceptual criteria. The first part of the thesis is devoted to the development of a simple and efficient contrast enhancement method inspired from the human visual system. This method is evaluated on a set of natural color and monochrome images. The obtained results are evaluated subjectively and by using objective measures based on energy spectrum analysis and perceptual criteria. The enhancement technique is also extended to some medical images, such as mammography and endoscopy images. A special contrast enhancement method adapted to mammography is then proposed. It is based on a segmentation process using a priori information on the mammography images. The last part of the thesis is devoted to image enhancement evaluation. A critical literature survey of image enhancement evaluation methods is provided. The evaluation method proposed in this thesis is based on the radial and angular analysis of the Fourier powerspectrum. Another perceptual approach is proposed to evaluate the output. This method is based on the analysis of the visibility map computed by using a pyramidal contrast. The evaluation is performed on some samples taken from two databases. Both subjective and objective evaluations demonstrate the efficiency of the proposed image enhancement methods
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Eickenberg, Michael. "Évaluation de modèles computationnels de la vision humaine en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112206/document.
Abstract:
L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) permet de mesurer l'activité cérébrale à travers le flux sanguin apporté aux neurones. Dans cette thèse nous évaluons la capacité de modèles biologiquement plausibles et issus de la vision par ordinateur à représenter le contenu d'une image de façon similaire au cerveau. Les principaux modèles de vision évalués sont les réseaux convolutionnels.Les réseaux de neurones profonds ont connu un progrès bouleversant pendant les dernières années dans divers domaines. Des travaux antérieurs ont identifié des similarités entre le traitement de l'information visuelle à la première et dernière couche entre un réseau de neurones et le cerveau. Nous avons généralisé ces similarités en identifiant des régions cérébrales correspondante à chaque étape du réseau de neurones. Le résultat consiste en une progression des niveaux de complexité représentés dans le cerveau qui correspondent à l'architecture connue des aires visuelles: Plus la couche convolutionnelle est profonde, plus abstraits sont ses calculs et plus haut niveau sera la fonction cérébrale qu'elle sait modéliser au mieux. Entre la détection de contours en V1 et la spécificité à l'objet en cortex inférotemporal, fonctions assez bien comprises, nous montrons pour la première fois que les réseaux de neurones convolutionnels de détection d'objet fournissent un outil pour l'étude de toutes les étapes intermédiaires du traitement visuel effectué par le cerveau.Un résultat préliminaire à celui-ci est aussi inclus dans le manuscrit: L'étude de la réponse cérébrale aux textures visuelles et sa modélisation avec les réseaux convolutionnels de scattering.L'autre aspect global de cette thèse sont modèles de “décodage”: Dans la partie précédente, nous prédisions l'activité cérébrale à partir d'un stimulus (modèles dits d’”encodage”). La prédiction du stimulus à partir de l'activité cérébrale est le méchanisme d'inférence inverse et peut servir comme preuve que cette information est présente dans le signal. Le plus souvent, des modèles linéaires généralisés tels que la régression linéaire ou logistique ou les SVM sont utilisés, donnant ainsi accès à une interprétation des coefficients du modèle en tant que carte cérébrale. Leur interprétation visuelle est cependant difficile car le problème linéaire sous-jacent est soit mal posé et mal conditionné ou bien non adéquatement régularisé, résultant en des cartes non-informatives. En supposant une organisation contigüe en espace et parcimonieuse, nous nous appuyons sur la pénalité convexe d'une somme de variation totale et la norme L1 (TV+L1) pour développer une pénalité regroupant un terme d'activation et un terme de dérivée spatiale. Cette pénalité a la propriété de mettre à zéro la plupart des coefficients tout en permettant une variation libre des coefficients dans une zone d'activation, contrairement à TV+L1 qui impose des zones d’activation plates. Cette méthode améliore l'interprétabilité des cartes obtenues dans un schéma de validation croisée basé sur la précision du modèle prédictif.Dans le contexte des modèles d’encodage et décodage nous tâchons à améliorer les prétraitements des données. Nous étudions le comportement du signal IRMf par rapport à la stimulation ponctuelle : la réponse impulsionnelle hémodynamique. Pour générer des cartes d'activation, au lieu d’un modèle linéaire classique qui impose une réponse impulsionnelle canonique fixe, nous utilisons un modèle bilinéaire à réponse hémodynamique variable spatialement mais fixe à travers les événements de stimulation. Nous proposons un algorithme efficace pour l'estimation et montrons un gain en capacité prédictive sur les analyses menées, en encodage et décodageBlood-oxygen-level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) makes it possible to measure brain activity through blood flow to areas with metabolically active neurons. In this thesis we use these measurements to evaluate the capacity of biologically inspired models of vision coming from computer vision to represent image content in a similar way as the human brain. The main vision models used are convolutional networks.Deep neural networks have made unprecedented progress in many fields in recent years. Even strongholds of biological systems such as scene analysis and object detection have been addressed with enormous success. A body of prior work has been able to establish firm links between the first and last layers of deep convolutional nets and brain regions: The first layer and V1 essentially perform edge detection and the last layer as well as inferotemporal cortex permit a linear read-out of object category. In this work we have generalized this correspondence to all intermediate layers of a convolutional net. We found that each layer of a convnet maps to a stage of processing along the ventral stream, following the hierarchy of biological processing: Along the ventral stream we observe a stage-by-stage increase in complexity. Between edge detection and object detection, for the first time we are given a toolbox to study the intermediate processing steps.A preliminary result to this was obtained by studying the response of the visual areas to presentation of visual textures and analysing it using convolutional scattering networks.The other global aspect of this thesis is “decoding” models: In the preceding part, we predicted brain activity from the stimulus presented (this is called “encoding”). Predicting a stimulus from brain activity is the inverse inference mechanism and can be used as an omnibus test for presence of this information in brain signal. Most often generalized linear models such as linear or logistic regression or SVMs are used for this task, giving access to a coefficient vector the same size as a brain sample, which can thus be visualized as a brain map. However, interpretation of these maps is difficult, because the underlying linear system is either ill-defined and ill-conditioned or non-adequately regularized, resulting in non-informative maps. Supposing a sparse and spatially contiguous organization of coefficient maps, we build on the convex penalty consisting of the sum of total variation (TV) seminorm and L1 norm (“TV+L1”) to develop a penalty grouping an activation term with a spatial derivative. This penalty sets most coefficients to zero but permits free smooth variations in active zones, as opposed to TV+L1 which creates flat active zones. This method improves interpretability of brain maps obtained through cross-validation to determine the best hyperparameter.In the context of encoding and decoding models, we also work on improving data preprocessing in order to obtain the best performance. We study the impulse response of the BOLD signal: the hemodynamic response function. To generate activation maps, instead of using a classical linear model with fixed canonical response function, we use a bilinear model with spatially variable hemodynamic response (but fixed across events). We propose an efficient optimization algorithm and show a gain in predictive capacity for encoding and decoding models on different datasets
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Jouclas, Rémy. "Synthèse et évaluation d'agents de contraste destinés à la détection multimodale d'une activité enzymatique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS493.
Abstract:
L’imagerie médicale a permis à l’Homme de mieux connaitre son anatomie, le fonctionnement de son corps, et de diagnostiquer ses pathologies à des stades de plus en plus précoces, à partir de techniques peu invasives. Au cœur de cette discipline, l’imagerie moléculaire permet d’observer les processus biologiques qui participent au fonctionnement du vivant à des fins exploratoires, diagnostiques, thérapeutiques et aujourd’hui théranostiques. L’activité enzymatique étant à l’origine d’une grande part du métabolisme, la plupart des pathologies implique le dérèglement de celle-ci. L’observation par imagerie moléculaire de cette activité constitue alors un outil prépondérant de l’arsenal médical. Parmi les techniques d’imagerie les plus adaptées à cet enjeu, l’Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM) permet d’observer les tissus et organes de façon non invasive, en s’appuyant couramment sur l’administration au patient d’agents de contraste. Ces molécules destinées à renforcer la qualité des images acquises peuvent également être utilisées pour réagir à la présence de cibles biologiques d’intérêt, notamment des enzymes, accompagnant ainsi les clichés obtenus d’informations biologiques et physiologiques. Parmi les nombreux outils pharmacologiques destinés à l’IRM, les complexes de lanthanides ont déjà prouvé leur efficacité en imagerie clinique, et peuvent potentiellement être détectés par trois modalités d’imagerie complémentaires : l’IRM à effets T₁ et paraCEST, et l’imagerie optique. Notre équipe travaille à la conception d’une plateforme modulable permettant de détecter une grande variété d’enzymes. Elle est constituée d’un « déclencheur » qui peut être activé par une enzyme ciblée, relié par l’intermédiaire d’un bras « auto-immolable » à un « rapporteur » assurant la détection de la sonde. Ce dernier se compose d’un chélate de lanthanide qui confère à la sonde des propriétés magnétiques détectables par IRM à effets T₁ et paraCEST. Par ailleurs, une antenne de type pyridine assure l’excitation du lanthanide conduisant à sa luminescence, qui peut être détectée par imagerie optique. L’activation enzymatique de l’agent de contraste conduit à la dégradation du bras « auto-immolable », qui s’accompagne d’une modification détectable des propriétés magnétiques et optiques du rapporteur ainsi libéré. Une plateforme de ce type a été conçue lors de travaux précédents ce projet de thèse pour la détection de l’activité de la β-galactosidase. Cependant le processus de dégradation du bras « auto-immolable » déclenché par l’activité de l’enzyme ne permet pas de libérer le rapporteur sous forme activée. En effet, la cascade électronique à l’origine de ce processus est considérablement ralentie par la coordination du bras « auto-immolable » au lanthanide. Aussi, l’objectif de ce projet de thèse consiste à modifier la structure de ces agents de contraste afin de lever ce blocage cinétique, tout en conservant une détectabilité par les trois modalités d’imagerie citées précédemment.Pour ce faire, six nouveaux analogues ont été synthétisés sous forme de modèles de sondes dénués de leur partie déclencheur, afin de s’assurer de la conservation de leurs propriétés magnétiques et optiques tout en s’affranchissant des difficultés synthétiques liées à la présence de celui-ci. A l’issue de la caractérisation physicochimique de ces derniers, deux structures ont été retenues pour la conception de sondes activables par la β-galactosidase. Une première permettant la détection trimodale de l’activation enzymatique, et une seconde dont la détection par IRM à effets T₁ et paraCEST est pH-dépendante. Enfin, à l’issue de leur synthèse, des tests enzymatiques nous ont permis de suivre les cinétiques d’activation des agents de contrastes obtenus par les modalités d’imagerie prévues pour ces composésMedical imaging has allowed Mankind to reach a good knowledge in human anatomy, body operation and to diagnose pathologies earlier and earlier, through minimally invasive techniques. Molecular imaging at the heart of this science enables the sight of biological processes standing in the operation of life for both exploratory, diagnostic, therapeutic and even theranostic means. As a wide part of metabolism is provided by enzymatic activity, its imbalance can mean pathological context. Thus, monitoring enzymatic activity through molecular imaging could become a new power weapon in medical arsenal. Among best adapted imaging techniques to this stake, Magnetic Resonance Imaging (MRI) permits to picture tissues and organs non-invasively, widely through contrast agent prescription. These molecules designed to sharpen acquired images quality can also be used for reaction with biological targets of interest, especially enzymes, thus binding those pictures with biological and physiological data. In the many pharmacological tools associated with MRI, lanthanides complexes have already proven efficiency in clinical imaging, and are likely to be detected through three complementary imaging modalities: T₁-MRI, paraCEST-MRI and optical imaging.Our team achieves the design of a tunable platform that can detect a wide range of enzymes. It is composed of a “trigger” that can be activated by a targeted enzyme, bound through a self-immolative linker to a “reporter” moiety that enables the probe to be detected. The latter is endowed with a lanthanide chelate that gives the probe magnetic and optical properties that can be monitored by T₁-MRI or paraCEST-MRI. In addition, a pyridine antenna enables lanthanide sensitization and luminescence, that can be detected by optical imaging. Upon enzymatic activation, self-immolation of the linker causes the release of the reporter moiety, and the modification of its magnetic and optical properties.Previous work in our team has achieved the synthesis of a probe following these concepts and aiming at β-galactosidase activity detection. However, enzyme-triggered self-immolation of the probe did not release the activated reporter moiety, due to the linker’s coordination to the lanthanide. This PhD project is thus intended to modify the chemical structure of this platform to enhance its activation kinetics, while keeping it detectable by MRI and optical imaging. To reach this goal, six novel analogues have been synthetized as models without trigger moiety to check the preservation of magnetic and optical properties while making synthesis easier and faster. Following probes’ magnetic and optical characterization, two structures were selected for the design of a probe aiming at β-galactosidase activity detection. The first one could enable trimodal detection of its activity, and the second one showed pH-dependency of T₁ and paraCEST effects. After synthesis, enzymatic tests allowed us to monitor enzyme activation kinetics for both probes by the previously scheduled imaging modalities
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Mambo, Shadrack. "Optimisation et évaluation des performance en traitement d'image." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1125/document.
Abstract:
Résumé : Thèse de DoctoratL’importance de l’imagerie médicale comme élément principal dans plusieurs application médicales et diagnostiques de soin de santé est indispensable. L’intégration des données utiles obtenues des diverses images est vitale pour une analyse appropriée de l’information contenues dans ces images sous observation. Pour que ce processus d’intégration réussisse, une procédure appelée recalage d’image est nécessaire.Le but du recalage d’image consiste à aligner deux images afin de trouver une transformation géométrique qui place une des deux images dans la meilleure correspondance spatiale possible avec l’autre image en optimisant un critère de recalage. Les deux images sont dites image cible et image source. Les méthodes de recalage d’image consistent à avoir référencées par des points de contrôle. Ceci est suivi d’une transformation de recalage qui associe les deux images et d’une fonction définie sur base de la mesure de similarité qui a pour but de mesurer la valeur qualitative de proximité ou encore de degré de concordance entre l’image cible et l’image source. Enfin, un optimisateur qui cherche à trouver la transformation optimale au sein du champ de solution de la recherche, est appliqué.Cette recherche présente un algorithme automatique de recalage d’image dont le but est de résoudre le problème du recalage d’image à multiple modes sur une paire des clichés de tomographie par ordinateur (CT) faite sur les poumons. Dans cette méthode, une étude comparative entre la méthode classique d’optimisation par algorithme du gradient à pas fixe et celle de l’algorithme évolutionniste est menée. L’objectif de cette recherche est d’effectuer l’optimisation par des techniques de recalage d’image ainsi qu’évaluer la performance de ces mêmes techniques afin de doter les spécialistes du domaine médical d’une estimation de combien précis et robuste le processus de recalage serait. Les paires des clichés obtenues de la tomographie par ordinateur faite sur les poumons sont recalées en utilisant l’information mutuelle comme mesure de similarité, la transformation affine ainsi que l’interpolation linéaire. Un optimisateur qui recherche la transformation optimale au sein de l’espace de recherche est appliqué afin de minimiser la fonction économique (fonction objectif).Les études de détermination d’un modèle de transformation qui dépend des paramètres de transformation et de l’identification des mesures de similarité basée sur l’intensité du voxel ont été menées. En alignant la transformation avec les points de control, trois modèles de transformation sont comparés. La transformation affine produit la meilleure reconstitution d’image en comparaison aux transformations non réfléchissantes et projectives. Les résultats de cette recherche sont assez comparables à celles rapportées dans le challenge de recherche EMPIRE 10 et sont conformes à la fois aux principes théoriques aussi bien qu’aux applications pratiques.La contribution de cette recherche réside dans son potentiel à améliorer la compréhension scientifique du recalage d’image des organes anatomiques du corps humain. Cette recherche établie ainsi une base pour une recherche avancée sur l’évaluation de la performance des techniques de recalage et la validation des procédures sur d’autres types d’algorithmes et domaines d’application du recalage d’images comme la détection, la communication par satellite, l’ingénierie biomédicale, la robotique, les systèmes d'information géographique (SIG) et de localisation parmi tant d’autresD’Tech Thesis SummaryThe importance of medical imaging as a core component of several medical application and healthcare diagnosis cannot be over emphasised. Integration of useful data acquired from different images is vital for proper analysis of information contained in the images under observation. For the integration process to be successful, a procedure referred to as image registration is necessary.The purpose of image registration is to align two images in order to find a geometric transformation that brings one image into the best possible spatial correspondence with another image by optimising a registration criterion. The two images are known as the target image and the source image. Image registration methods consist of having the two images referenced with control points. This is followed by a registration transformation that relates the two images and a similarity metric function that aims to measure the qualitative value of closeness or degree of fitness between the target image and the source image. Finally, an optimiser which seeks an optimal transformation inside the defined solution search space is performed.This research presents an automated image registration algorithm for solving multimodal image registration on lung Computer Tomography (CT) scan pairs, where a comparison between regular step gradient descent optimisation technique and evolutionary optimisation was investigated. The aim of this research is to carry out optimisation and performance evaluation of image registration techniques in order to provide medical specialists with estimation on how accurate and robust the registration process is. Lung CT scan pairs are registered using mutual information as a similarity measure, affine transformation and linear interpolation. In order to minimise the cost function, an optimiser, which seeks the optimal transformation inside the defined search space is applied.Determination of a transformation model that depends on transformation parameters and identification of similarity metric based on voxel intensity were carried out. By fitting transformation to control points, three transformation models were compared. Affine transformation produced the best recovered image when compared to non-reflective similarity and projective transformations. The results of this research compares well with documented results from EMPIRE 10 Challenge research and conforms to both theoretical principles as well as practical applications.The contribution of this research is its potential to increase the scientific understanding of image registration of anatomical body organs. It lays a basis for further research in performance evaluation of registration techniques and validation of procedures to other types of algorithms and image registration application areas, such as remote sensing, satellite communication, biomedical engineering, robotics, geographical information systems and mapping, among others
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Nguyen, Tan-Sy. "A smart system for processing and analyzing gastrointestinal abnormalities in wireless capsule endoscopy." Electronic Thesis or Diss., Paris 13, 2023. http://www.theses.fr/2023PA131052.
Abstract:
Dans cette thèse, nous abordons les défis liés à l'identification et au diagnostic des lésions pathologiques dans le tractus gatro-intestinal (GI). L'analyse des quantités massives d'informations visuelles obtenues par une capsule vidéo-endoscopique (CVE) qui est un excellent outil pour visualiser et examiner le tractus GI y compris l'intestin grêle, représente une charge considérable pour les cliniciens, entraînant un risque accru de diagnostic erroné. Afin de palier à ce problème, nous développons un système intelligent capable de détecter et d'identifier automatiquement diverses pathologies gastro-intestinales. Cependant, la qualité limitée des images acquises en raison de distorsions telles que le bruit, le flou et l'éclairement non uniforme constitue un obstacle significatif. Par conséquent, les techniques de prétraitement des images jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la qualité des images acquises, facilitant ainsi les tâches de haut niveau telles que la détection et la classification des anomalies. Afin de résoudre les problèmes liés à la qualité limitée des images causée par les distorsions mentionnées précédemment, plusieurs nouveaux algorithmes d'apprentissage ont été proposés. Plus précisément, les avancées récentes dans le domaine de la restauration et de l'amélioration de la qualité des images reposent sur des approches d'apprentissage qui nécessitent des paires d'images déformées et de référence pour l'entraînement. Cependant, en ce qui concerne la CVE, un défi significatif se pose en raison de l'absence d'une base de données dédiée pour évaluer la qualité des images. À notre connaissance, il n'existe actuellement aucune base de données spécialisée conçu spécifiquement pour évaluer la qualité vidéo en CVE. Par conséquent, en réponse à la nécessité d'une base de données complète d'évaluation de la qualité vidéo, nous proposons tout d'abord la "Quality-Oriented Database for Video Capsule Endoscopy" (QVCED). Ensuite, nos résultats montrent que l'évaluation de la gravité des distorsions améliore significativement l'efficacité de l'amélioration de l'image, en particulier en cas d'illumination inégale. À cette fin, nous proposons une nouvelle métrique dédiée à l'évaluation et à la quantification de l'éclairage inégal dans les images laparoscopiques ou par CVE, en extrayant l'éclairement de l'arrière-plan de l'image et en tenant compte de l'effet de la mise en égalisation de l'histogramme. Notre métrique démontrant sa supériorité et sa performance compétitive par rapport aux méthodes d'évaluation de la qualité d'image avec référence complète (FR-IQA).Après avoir effectué l'étape d'évaluation, nous développons une méthode d'amélioration de la qualité d'image visant à améliorer la qualité globale des images. Le nouvel algorithme est basé sur un mécanisme de l'attention croisée, qui permet d'établir l'interaction d'information entre la tâche de l'extraction du niveau de distorsion et de la localisation de régions dégradées. En employant cet algorithme, nous sommes en mesure d'identifier et de cibler précisément les zones spécifiques des images affectées par les distorsions. Ainsi, cet algorithme permet le traitement approprié adapté à chaque région dégradée, améliorant ainsi efficacement la qualité de l'image. Suite à l'amélioration de la qualité de l'image, des caractéristiques visuelles sont extraites et alimentées dans un classificateur pour fournir un diagnostic par classification. La difficulté dans le domaine de CVE est qu'une partie significative des données reste non étiquetée. Pour relever ce défi, nous avons proposé une méthode efficace basée sur l'approche d'apprentissage auto-supervisé ("Self-Supervised Learning" ou SSL en anglais) afin d'améliorer les performances de la classification. La méthode proposée, utilisant le SSL basé sur l'attention, ont réussi à résoudre le problème des données étiquetées limitées couramment rencontré dans la littérature existanteIn this thesis, we address the challenges associated with the identification and diagnosis of pathological lesions in the gastrointestinal (GI) tract. Analyzing massive amounts of visual information obtained by Wireless Capsule Endsocopy (WCE) which is an excellent tool for visualizing and examining the GI tract (including the small intestine), poses a significant burden on clinicians, leading to an increased risk of misdiagnosis.In order to alleviate this issue, we develop an intelligent system capable of automatically detecting and identifying various GI disorders. However, the limited quality of acquired images due to distortions such as noise, blur, and uneven illumination poses a significant obstacle. Consequently, image pre-processing techniques play a crucial role in improving the quality of captured frames, thereby facilitating subsequent high-level tasks like abnormality detection and classification. In order to tackle the issues associated with limitations in image quality caused by the aforementioned distortions, novel learning-based algorithms have been proposed. More precisely, recent advancements in the realm of image restoration and enhancement techniques rely on learning-based approaches that necessitate pairs of distorted and reference images for training. However, a significant challenge arises in WCE which is an excellent tool for visualizing and diagnosing GI disorders, due to the absence of a dedicated dataset for evaluating image quality. To the best of our knowledge, there currently exists no specialized dataset designed explicitly for evaluating video quality in WCE. Therefore, in response to the need for an extensive video quality assessment dataset, we first introduce the "Quality-Oriented Database for Video Capsule Endoscopy" (QVCED).Subsequently, our findings show that assessing distortion severity significantly improves image enhancement effectiveness, especially in the case of uneven illumination. To this end, we propose a novel metric dedicated to the evaluation and quantification of uneven illumination in laparoscopic or WCE images, by extracting the image's background illuminance and considering the mapping effect of Histogram Equalization. Our metric outperforms some state-of-the-art No-Reference Image Quality Assessment (NR-IQA) methods, demonstrating its superiority and competitive performance compared to Full-Reference IQA (FR-IQA) methods.After conducting the assessment step, we proceed to develop an image quality enhancement method aimed at improving the overall quality of the images. This is achieved by leveraging the cross-attention algorithm, which establishes a comprehensive connection between the extracted distortion level and the degraded regions within the images. By employing this algorithm, we are able to precisely identify and target the specific areas in the images that have been affected by distortions. This allows an appropriate enhancement tailored to each degraded region, thereby effectively improving the image quality.Following the improvement of image quality, visual features are extracted and fed into a classifier to provide a diagnosis through classification. The challenge in the WCE domain is that a significant portion of the data remains unlabeled. To overcome this challenge, we have developed an efficient method based on self-supervised learning (SSL) approach to enhance the performance of classification. The proposed method, utilizing attention-based SSL, has successfully addressed the issue of limited labeled data commonly encountered in the existing literature
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Griffon, Nicolas. "Modélisation, création et évaluation de ux de terminologies et de terminologies d'interface : application à la production d'examens complémentaires de biologie et d'imagerie médicale." Phd thesis, Université de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00877697.
Abstract:
Les intérêts théoriques, cliniques et économiques, de l'informatisation des prescriptions au sein des établissements de santé sont nombreux : diminution du nombre de prescriptions, amélioration de leur pertinence clinique, diminution des erreurs médicales... Ces béné ces restent théoriques car l'informatisation des prescriptions est, en pratique, confrontée à de nombreux problèmes, parmi lesquels les problèmes d'interopérabilité et d'utilisabilité des solutions logicielles. L'utilisation de terminologies d'interface au sein de ux de terminologies permettrait de dépasser ces problèmes. L'objectif principal de ce travail était de modéliser et développer ces ux de terminologies pour la production d'examens de biologie et d'imagerie médicale puis d'en évaluer les béné ces en termes d'interopérabilité et d'utilisabilité. Des techniques d'analyse des processus ont permis d'aboutir à une modélisation des ux de terminologies qui semble commune à de nombreux domaines. La création des ux proprement dits repose sur des terminologies d'interface, éditées pour l'occasion, et des référentiels nationaux ou internationaux reconnus. Pour l'évaluation, des méthodes spéci- ques mises au point lors du travail d'intégration d'une terminologie d'interface iconique au sein d'un moteur de recherche de recommandations médicales et d'un dossier médical, ont été appliquées. Les ux de terminologies créés induisaient d'importantes pertes d'information entre les di érents systèmes d'information. En imagerie, la terminologie d'interface de prescription était signi cativement plus simple à utiliser que les autres terminologies, une telle di érence n'a pas été mise en évidence dans le domaine de la biologie. Si les ux de terminologies ne sont pas encore fonctionnels, les terminologies d'interface, elles, sont disponibles pour tout établissement de santé ou éditeur de logiciels et devraient faciliter la mise en place de logiciels d'aide à la prescription.
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Rene, Amandine. "Conception d'une méthodologie d'évaluation et de validation cliniques d'un dispositif médical logiciel d'aide au diagnostic en imagerie : application au suivi lésionnel en oncologie." Thesis, Montpellier 1, 2014. http://www.theses.fr/2014MON1T009.
Abstract:
Les logiciels d'aide au diagnostic sont, aujourd'hui, intégrés dans la pratique quotidienne. Ils sont également des éléments clefs de la recherche médicale. Définis comme dispositifs médicaux, une évolution récente de la règlementation impose des évaluations cliniques aux fabricants. L'industrie pharmaceutique bénéficie d'une méthode éprouvée pour l'évaluation des médicaments. Elle n'est pas totalement transposable aux dispositifs médicaux, encore moins pour les logiciels. L'objectif de cette thèse est de proposer une méthodologie d'évaluation et de validation cliniques de ces dispositifs. Dans un premier temps, le cadre règlementaire et normatif est présenté ainsi que des méthodologies émanant de différents domaines. La synthèse de ces données permet la présentation d'un premier item de la méthode permettant l'évaluation clinique des performances logicielles. Afin d'aller plus loin dans l'analyse, une seconde partie de la méthode est consacrée à l'évaluation/validation de l'ergonomie logicielle, sujet sensible pour les logiciels médicaux. Enfin, et afin de rendre à ces dispositifs leur vraie place dans le parcours de soins, le dernier item propose de mettre en évidence leur intérêt dans la pratique clinique, ainsi que dans la prise en charge du patient, via leur implication dans la recherche de nouveaux biomarqueurs en imagerie. Ces différentes méthodes respectent et dépassent le cadre règlementaire afin de répondre aux attentes de tous les acteurs du cycle de vie des logiciels d'aide au diagnostic en imagerie. Un exemple d'application est finalement présenté via la démonstration de l'impact d'un logiciel dédié sur l'évaluation de la réponse oncologique en imagerieAided-diagnosis software in imaging are now integrated to radiological workflow but they are also key elements in medical research. Defined as medical devices, recent regulatory changes now impose clinical evaluations on manufacturers. The pharmaceutical industry benefits from a proven method in drug evaluation. Yet, transposition to medical devices is not fully effective and even more complex in the case of software. The aim of this thesis is to propose a clinical evaluation and validation methodology for these devices. The first part introduces the normative and regulatory framework as well as methodologies from various areas. The synthesis of these data allows the presentation of the first methodology item enabling the clinical evaluation of software performance. In order to further the analysis, the second part of the methodology is dedicated to evaluation/validation of software ergonomics, a sensitive issue in medical software. Finally, to restore these devices to their true place in health care, the last item proposes to highlight their impact in clinical practice and in patient management, through their implication in the search for new biomarkers in imaging. These various methods comply with and go beyond the regulatory framework in order to meet the expectations of all the stakeholders involved in the life cycle of aided-diagnosis software in imaging. To conclude, an example of its application is presented showing the impact of a dedicated software in the evaluation of oncology response in imaging
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Benyahia, Nesrine. "Le droit de l'imagerie médicale et ses enjeux de santé publique : étude comparative France, Angleterre, Allemagne et Québec." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCB173.
Abstract:
L'imagerie médicale est une activité de soins à la croisée de toutes les spécialités médicales. Elle est devenue une activité de soins primordiale au coeur du diagnostic et du traitement de nombreuses pathologies en oncologie, neurologie et cardiologie, par exemple. Son rôle essentiel dans le parcours de soins du patient est le résultat du développement important des technologies, mais également des indications cliniques. L'encadrement de l'imagerie médicale dans le système de santé français reste néanmoins flou et bordé de contraintes juridiques et économiques. Ce flou juridique et économique est un frein à l'accès effectif aux techniques d'imagerie médicale pour les patients à travers notamment un contrôle exacerbé des installations des équipements et une tarification des actes désorganisée. Par ailleurs, l'absence d'évaluations médico-économiques retarde l'implémentation des innovations et crée même des risques d'atteinte à la sécurité et à la qualité des examens d'imagerie réalisésMedical imaging is a care activity at the crossroads of all medical specialties. It has become a primary care activity at the heart of the diagnosis and treatment of many pathologies in oncology, neurology and cardiology, for instance. Its essential role in the care path of the patient is the result of the important development of the technologies, but also of the clinical indications. The framing of medical imaging in the French healthcare system remains nevertheless unclear and bordered by legal and economic constraints. This legal and economic uncertainty is an obstacle to the effective access to medical imaging technology for patients through, in particular, an exacerbated control of equipment installations and a disorganized acts pricing procedure. Furthermore, the lack of medico-economic evaluations delays the implementation of innovations and even creates risks to the safety and quality of the imaging tests performed
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Gross, Dominique. "Conception et évaluation d'une sonde CMUT mixte dédiée à la thérapie ciblée à guidage ultrasonore." Thesis, Tours, 2015. http://www.theses.fr/2015TOUR3313/document.
Abstract:
Présentés pour la première fois en 1994, les transducteurs ultrasonores capacitifs micro- usinés, ou CMUTs (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers), représentent une technologie alternative aux matériaux piézoélectriques pour la transduction électroacoustique. En particulier, leur souplesse de conception et leur haut degré de miniaturisation en font des candidats privilégiés pour le développement de sondes mixtes complexes alliant thérapie et imagerie par ultrasons. C’est dans ce contexte que s’est inscrit ce travail de thèse, dédié au développement d’une première sonde CMUT mixte. Le document débute par une présentation générale de la technologie et du contexte du projet. Puis, le développement est présenté, en commençant par les étapes préliminaires de modélisation numérique jusqu’aux caractérisations les plus avancées du prototype fabriqué. Les résultats démontrent l’intérêt de la technologie pour les applications viséesPresented for the first time in 1994, capacitive micromachined ultrasonic transducers (CMUT) are a promising alternative to the piezoelectric technology for electroacoustic transduction. Particularly, their intrinsic design flexibility and miniaturization capability are strong advantages for the manufacturing of high-end Ultrasound-guided Focused Ultrasound (USgFUS) probes. The work presented in this Ph.D. dissertation is devoted to the f irst development of a USgFUS CMUT probe. After a general introduction of the CMUT technology and the context of this research project, the development is reported starting from the preliminary numerical studies to the most advanced characterizations of the fabricated device. The first results demonstrate the benefits of this technology for the targeted applications
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Marache-Francisco, Simon. "Évaluation de la correction du mouvement respiratoire sur la détection des lésions en oncologie TEP." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00770662.
Abstract:
La tomographie par émission de positons (TEP) est une méthode d'imagerie clinique en forte expansion dans le domaine de l'oncologie. De nombreuses études cliniques montrent que la TEP permet, d'une part de diagnostiquer et caractériser les lésions cancéreuses à des stades plus précoces que l'imagerie anatomique conventionnelle, et d'autre part d'évaluer plus rapidement la réponse au traitement. Le raccourcissement du cycle comprenant le diagnostic, la thérapie, le suivi et la réorientation thérapeutiques contribue à augmenter le pronostic vital du patient et maîtriser les coûts de santé. La durée d'un examen TEP ne permet pas de réaliser une acquisition sous apnée. La qualité des images TEP est par conséquent affectée par les mouvements respiratoires du patient qui induisent un flou dans les images. Les effets du mouvement respiratoire sont particulièrement marqués au niveau du thorax et de l'abdomen. Plusieurs types de méthode ont été proposés pour corriger les données de ce phénomène, mais elles demeurent lourdes à mettre en place en routine clinique. Des travaux récemment publiés proposent une évaluation de ces méthodes basée sur des critères de qualité tels que le rapport signal sur bruit ou le biais. Aucune étude à ce jour n'a évalué l'impact de ces corrections sur la qualité du diagnostic clinique. Nous nous sommes focalisés sur la problématique de la détection des lésions du thorax et de l'abdomen de petit diamètre et faible contraste, qui sont les plus susceptibles de bénéficier de la correction du mouvement respiratoire en routine clinique. Nos travaux ont consisté dans un premier temps à construire une base d'images TEP qui modélisent un mouvement respiratoire non-uniforme, une variabilité inter-individuelle et contiennent un échantillonnage de lésions de taille et de contraste variable. Ce cahier des charges nous a orientés vers les méthodes de simulation Monte Carlo qui permettent de contrôler l'ensemble des paramètres influençant la formation et la qualité de l'image. Une base de 15 modèles de patient a été créée en adaptant le modèle anthropomorphique XCAT sur des images tomodensitométriques (TDM) de patients. Nous avons en parallèle développé une stratégie originale d'évaluation des performances de détection. Cette méthode comprend un système de détection des lésions automatisé basé sur l'utilisation de machines à vecteurs de support. Les performances sont mesurées par l'analyse des courbes free-receiver operating characteristics (FROC) que nous avons adaptée aux spécificités de l'imagerie TEP. L'évaluation des performances est réalisée sur deux techniques de correction du mouvement respiratoire, en les comparant avec les performances obtenues sur des images non corrigées ainsi que sur des images sans mouvement respiratoire. Les résultats obtenus sont prometteurs et montrent une réelle amélioration de la détection des lésions après correction, qui approche les performances obtenues sur les images statiques.
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Khalil, Toni. "Processus d’évaluation de la qualité de l’imagerie médicale et outils d’aide à la décision basée sur la connaissance." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0351.
Abstract:
Les grands progrès que l'imagerie médicale a offerts dans le domaine médical sur le plan diagnostique (Radiologie conventionnelle, Tomodensitométrie, Résonnance magnétique nucléaire et la Radiologie interventionnelle) ont poussé la médecine à passer par ce domaine comme premier choix. Avec un nombre toujours croissant d'images diagnostiques réalisées chaque année, ainsi que les recommandations des organisations internationales exigeant une irradiation à faible dose entraînant un énorme bruit pouvant fausser le diagnostic, les méthodes de dé-bruitage par Intelligence Artificielle (IA) offrent la possibilité de répondre à la demande croissante. Dans cette thèse, on quantifie l'effet du dé-bruitage basé sur l'IA sur les paramètres textuels de la radiographie en relation avec un réseau neurone convolutif. L'étude était basée sur le principe de caractérisation du bruit radiographique issu d'une radiographie d'un fantôme d'eau, puis générer ce bruit dans une radiographie destine à produire des images artificiellement bruitées, et, ceci afin de pouvoir alimenter un réseau neurone par des milliers d'images pour assurer sa phase d'apprentissage. Après la phase d'apprentissage, la phase d'essai et l'inférence, des radiographies thoraciques humaines ont été extraites des archives pour valider le dé-bruitage sur des radiographies humaines en RGB et en « greyscale ». L'étude a été réalisée à l'aide d'un fantôme d'eau pour des raisons éthiques afin d'éviter l'irradiation des personnes, d'éviter les mouvements volontaires et involontaires des patients, et de fournir une étude à partir d'une matière homogène (eau) qui constitue la majeure partie du corps humain. Cette étude est réalisée d'une part sur 17 radiographies d'un fantôme d'eau avec différentes doses d'exposition pour étudier la distribution du bruit sur différentes valeurs d'échelle de gris et, d'autre part sur 25 radiographies réparties en 5 groupes de 5 images, chaque groupe est réalisé avec la même dose d'exposition sans et avec des obstacles à côté pour étudier l'effet de gain du détecteur plat choisi comme moyen de prétraitement. La distribution de bruit a été détectée sur deux niveaux de gris, soit 160 et 180 respectivement et, a montré un niveau de bruit plus important sur le niveau 160 où l'absorption du rayon est plus importante et, par de ce fait, l'effet quantique est plus important. Des diagrammes de dispersion de bruit sur ces deux niveaux ont été présentés. D'autre part, la présence d'obstacles dans un même cliché a montré une absorption directement proportionnelle avec le nombre d'obstacles à côté du fantôme d'eau, ce qui a déclenché un facteur de gain du capteur qui, dans son rôle génère un bruit de tracé non linéaire. Les caractéristiques de texture des images dé-bruitées à travers l'IA par rapport aux radiographies artificiellement bruitées ont été comparées avec un coefficient de rapport de signal sur bruit (PSNR). Les caractéristiques avec des valeurs PSNR augmenté sur les images RGB et sur les images « greyscale » ont été considérées comme concordantes. Un test a été effectué pour comparer les valeurs absolues entre les images IA sans bruit et les images présentant un bruit artificiel. Les résultats du rapport des caractéristiques concordantes étaient de (38,05/30,06) -100 (26,58%) d'amélioration en RGB contre (35,93/22.21) - 100 (61,77%) d'amélioration en « greyscale ». En conclusion, l'application d'un dé-bruitage basé sur l'IA sur les images radiographiques conserve la plupart des informations de texture de l'image. Le dé-bruitage basé sur l'intelligence artificielle dans la radiographie à faible dose est une approche très prometteuse car elle adapte le dé-bruitage, en préservant l'information où elle est nécessaireThe great progress that medical imaging has offered in the medical sector on the diagnostic level (Conventional Radiology, Computed Tomography, Nuclear Magnetic Resonance and Interventional Radiology) has pushed medicine to go through this area as the first choice. With an ever-increasing number of diagnostic images produced each year, as well as the recommendations of international organizations requiring low-dose irradiation resulting in enormous noise that can distort the diagnosis, Artificial Intelligence (AI) de-noising methods offer an opportunity to meet growing demand. In this thesis, we quantify the effect of AI-based de-noising on X-ray textural parameters with respect to a convolutional neural network.The study was based on the principle of characterizing the radiographic noise resulting from an X-ray of a water phantom and, generating this noise in a standard dose radiography aimed at producing artificially noisy images, and this in order to be able to feed a neural network by thousands of images to ensure its learning phase. After the learning phase, the testing phase and the inference, human chest X-rays were extracted from the archive to validate the de-noising on human X-rays in RGB and in “greyscale”. The study was done through a water phantom for ethical reasons in order to avoid irradiating people, avoiding voluntary and involuntary patient movements, and ensuring a study based on a homogeneous material (water) which constitutes the majority of the human body. This study is carried out on the one hand on 17 X-rays of a water phantom with different exposure doses to study the noise distribution on different gray scale values and, on the other hand on 25 X-rays divided into 5 groups of 5 images each taken with the same exposure dose without and with adjacent obstacles to study the gain effect of the flat panel detector chosen as the pre-processing means. The noise distribution was detected on two gray levels, i.e. 160 and 180 respectively, and showed a higher level of noise on the 160 level where the absorption of the X-ray beam is greater and, consequently, the quantum effect is most important. Noise scatter diagrams on these two levels have been shown. On the other hand, the presence of obstacles in the same image showed an absorption directly proportional to the number of obstacles next to the water phantom, which triggered a gain factor of the detector which, in its role produces nonlinear trace noise. Texture characteristics of AI-de-noised images compared to artificially noisy radiographs were compared with a peak signal-to-noise ratio (PSNR) coefficient. Features with increased PSNR values on RGB images and on greyscale images were considered to be consistent. A test to compare absolute values between AI-de-noised and artificially noisy images was performed. The results of the concordant features report were (38.05/30.06) -100 (26.58%) improvement in RGB versus (35.93/22.21) - 100 (61.77%) improvement in ‘greyscale'. In conclusion, applying AI-based de-noising on X-ray images retains most of the texture information of the image. AI-based de-noising in low-dose radiography is a very promising approach because it adapts de-noising, preserving information where it should
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Benoit, Didier. "Conception, reconstruction et évaluation d'une géométrie de collimation multi-focale en tomographie d'émission monophotonique préclinique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949951.
Abstract:
La tomographie d'émission monophotonique (TEMP) dédiée au petit animal est une technique d'imagerie nucléaire qui joue un rôle important en imagerie moléculaire. Les systèmes TEMP, à l'aide de collimateurs pinholes ou multi-pinholes, peuvent atteindre des résolutions spatiales submillimétriques et une haute sensibilité pour un petit champ de vue, ce qui est particulièrement attractif pour imager des souris. Une géométrie de collimation originale a été proposée, dans le cadre d'un projet, appelé SIGAHRS, piloté par la société Biospace. Ce collimateur présente des longueurs focales qui varient spatialement dans le plan transaxial et qui sont fixes dans le plan axial. Une haute résolution spatiale est recherchée au centre du champ de vue, avec un grand champ de vue et une haute sensibilité. Grâce aux simulations Monte Carlo, dont nous pouvons maîtriser tous les paramètres, nous avons étudié cette collimation originale que nous avons positionnée par rapport à un collimateur parallèle et un collimateur monofocal convergent. Afin de générer des données efficacement, nous avons développé un module multi-CPU/GPU qui utilise une technique de lancer de rayons dans le collimateur et qui nous a permis de gagner un facteur ~ 60 en temps de calcul, tout en conservant ~ 90 % du signal, pour l'isotope ⁹⁹^mTc (émettant à 140,5 keV), comparé à une simulation Monte Carlo classique. Cependant, cette approche néglige la pénétration septale et la diffusion dans le collimateur. Les données simulées ont ensuite été reconstruites avec l'algorithme OSEM. Nous avons développé quatre méthodes de projection (une projection simple (S-RT), une projection avec volume d'intersection (S-RT-IV), une projection avec calcul de l'angle solide (S-RT-SA) et une projection tenant compte de la profondeur d'interaction (S-RT-SA-D)). Nous avons aussi modélisé une PSF dans l'espace image, anisotrope et non-stationnaire, en nous inspirant de la littérature existante. Nous avons étudié le conditionnement de la matrice système pour chaque projecteur et collimateur, et nous avons comparé les images reconstruites pour chacun des collimateurs et pour chacun des projecteurs. Nous avons montré que le collimateur original proposé est le système le moins bien conditionné. Nous avons aussi montré que la modélisation de la PSF dans l'image ainsi que de la profondeur d'intéraction améliorent la qualité des images reconstruites ainsi que le recouvrement de contraste. Cependant, ces méthodes introduisent des artefacts de bord. Comparé aux systèmes existants, nous montrons que ce nouveau collimateur a un grand champ de vue (~ 70 mm dans le plan transaxial), avec une résolution de 1,0 mm dans le meilleur des cas, mais qu'il a une sensibilité relativement faible (1,32x10⁻² %).
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Gautier, Juliette. "Nanoparticules d'oxydes de fer PEGylées pour la délivrance de la doxorubicine : développement et évaluation de leur potentiel théragnostique." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR3805/document.
Abstract:
Des nanoparticules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) PEGylées ont servi de plateforme pour la formulation de nanovecteurs théragnostiques pour la délivrance d’un agent anticancéreux, la doxorubicine (DOX). Le chargement de la DOX sur les nanovecteurs à l’aide d’un complexe avec l’ion fer (II) a été optimisé. Ce complexe se dissocie en milieu acide, typique des compartiments intracellulaires. La spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS) a confirmé que les nanovecteurs libèrent la DOX sous forme non complexée. La cytotoxicité in vitro induite par la libération de la DOX a été évaluée sur différentes lignées cellulaires de cancer du sein, et comparée à celle de la DOX en solution. Les voies d’internalisation des nanovecteurs ont été explorées en microscopie électronique en transmission (MET), et le devenir intracellulaire de la DOX a été suivi en imagerie confocale multispectrale (ICMS). Enfin, un protocole thérapeutique in vivo chez la souris tumorisée a permis d’évaluer la capacité de la nanoformulation à limiter la croissance tumorale, la possibilité d’un ciblage magnétique, et la réduction des effets secondaires induits par la DOXPEGylated superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) were used as a platform to build theranostic nanovectors for the delivery of an anticancer drug, doxorubicin (DOX). The DOX loading on nanocarriers via a DOX-iron (II) complex was optimized. The complex dissociates at low pH, typical of intracellular compartments. Surface enhanced Raman scattering (SERS) confirmed that the nanovectors released DOX under free form. In vitro cytotoxicity due to DOX loaded on nanocarriers was performed on different breast cancer cells, and compared to that of DOX in solution. Internalization pathways of nanovectors were explored with transmission electron microscopy (TEM), and intracellular fate of DOX was monitored by confocal spectral imaging (CSI). To finish, a therapeutical protocol was performed on tumorized mice, in order to evaluate the efficacy of the nanoformulation on tumor reduction, the possibility of magnetic targeting, and the decrease of side effects induced by DOX
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Denneval, Charline. "Design, synthèse et évaluation de contrastophores bimodaux pour l'imagerie par absorption à deux photons et par tomographie par émission de positons." Thesis, Rouen, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAM0012/document.
Abstract:
L’objectif de ce travail a porté sur l’élaboration d’une sonde bimodale ADP–TEP (absorption à deux photons–tomographie par emission de positons) pour des applications en imagerie médicale.Dans un premier temps, le projet a consisté en le design, la synthèse et l’évaluation des propriétés photophysiques d’une nouvelle série de chromophores diaziniques A–p–D (A : groupement électro-attracteur, p : lien conjugué, D : groupement électro-donneur). Des études de relation structure-propriétés photophysiques impliquant des modulations sur chacune des sous-structures (groupements A et D, lien p-conjugué) ont été réalisées puis étudiées en UV et en fluorescence. Suite à l’obtention de ces premiers résultats, des mesures d’absorption à deux photons ont été effectuées sur ces fluorophores.Dans un second temps, les fluorophores ont été modifiés afin de greffer des parties hydrophiles. Des propriétés photophysiques encourageantes ont été obtenues et des premiers tests en imagerie bi-photonique ont été réalisés.L’insertion du fluor radiomarqué est envisagée via l’insertion d’un groupement –BF2. Pour cela des structures chélatantes, « mimes de BODIPY », incorporant une pyrimidine ou un triazole ont été élaborées. Des premiers essais ont été conduits mais n’ont pas permis l’obtention des composés borés correspondantsThe purpose of this subject has been the synthesis of a bimodal probe using TPA–PET techniques for a potential application in biological imaging.In this context, we have synthesized a new range of A–π –D fluorophores incorporating diazine (p-deficient heterocycle) as electron-withdrawing moiety, N,N-dimethylaniline as electron-donating part and fluorene as p-conjugated linker. In order to increase the conjugation along the scaffold, ethynyl and/or triazole bridges have been introduced on both sides of the fluorene. The UV/Vis and photoluminescence properties have been measured. Further to those results two-photon absorption cross-section of our fluorophores (dTPA) has been obtained. Following these promising results, hydrophilic compounds using PEG groups have been prepared and photoluminescence properties have been carried out. In order to use the boron center as a site for radiofluorination, the synthesis of "BODIPY-like" probes has been considered. A new series of pyrimidine and triazole ligand have been synthesized but the corresponding boron complexes haven’t been obtained
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Jiang, Zhifan. "Évaluation des mobilités et modélisation géométrique du système pelvien féminin par analyse d’images médicales." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10003/document.
Abstract:
Le meilleur traitement des troubles des mobilités du système pelvien féminin est un enjeu de société concernant particulièrement les femmes âgées. C'est dans ce contexte que cette thèse porte sur le développement des méthodes d'analyse d'images médicales permettant d'évaluer les mobilités pelviennes et modéliser les géométries des organes pelviens. Pour ce faire, nous proposons des solutions reposant sur le recalage des modèles déformables sur des images, issues de la technique d'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). L'ensemble des résultats permet, à partir d'IRM, spécifiquement à chaque patiente, de détecter la forme et de quantifier le mouvement d'une part des organes et de reconstruire leurs surfaces. Ce travail facilite la simulation du comportement des organes pelviens par la méthode des éléments finis. L'ensemble des outils développés a pour objectif d'aider à comprendre le mécanisme des pathologies. Ceci permettra enfin de mieux prédire l'apparition de certaines d'entre elles, de préciser et personnaliser les procédures chirurgicalesThe better treatment of female pelvic mobility disorders has a social impact affecting particularly aged women. It is in this context that this thesis focuses on the development of methods in medical image analysis, for the evaluation of pelvic mobility and the geometric modeling of the pelvic organs. For this purpose, we provide solutions based on the registration of deformable models on Magnetic Resonance Images (MRI). All the results are able to detect the shape and quantify the movement of a part of the organs and to reconstruct their surfaces from patient-specific MRI. This work facilitates the simulation of the behavior of the pelvic organs using finite element method. The objective of these developed tools is to help to better understand the mechanism of the pathologies. They will finally allow to better predict the presence of certain diseases, as well as make surgical procedures more accurate and personalized
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Pescheloche, Michel. "Traitements graphiques informatisés : de nouveaux outils pour automatiser des évaluations dans le secteur santé." Paris 12, 1994. http://www.theses.fr/1994PA120028.
Abstract:
Le travail presente a pour objectif principal de concevoir et d'experimenter de nouveaux outils informatiques pour evaluer les efficacites de 3 types d'activites du secteur sante. Partant d'une trilogie objectifs, moyens et methodes commune, des logiciels ont ete concus pour chaque type d'activite. Tous ces logiciels ont pour but de fournir aux acteurs concernes des connaissances directement operationnelles dans leur pratique sous forme graphique: les messages graphiques operationnels. Les secteurs d'activite concernes sont: l'evaluation de l'efficacite des systemes de traitement des analyses biologiques, l'evaluation de l'efficacite des formations, l'evaluation de l'efficacite sante. Dans ce memoire sont presentes pour chaque theme: un rappel de l'etat de l'art, l'environnement dans lequel est situe ce travail. L'accent est mis sur les caracteristiques qui rendent les messages graphiques operationnels et en assurent la lisibilite. Les programmes qui les produisent de facon interactive sont evalues dans leur domaine d'application. Dans une synthese finale, l'auteur revient sur l'approche conceptuelle marquee par la systemique et initialise un langage graphique. La conclusion ouvre des perspectives pour ce type de produit permettant la realisation de solutions tres variees
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Seror, Oliver. "Adaptation et évaluation du monitorage par IRM de température des ablations hépatiques par radiofréquence." Bordeaux 2, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR21331.
Abstract:
Dans ce travail la faisabilité et la précision de l'IRM de température reposant sur la mesure la variation thermo dépendante de la fréquence de résonance des protons de l'eau (PRF) est évaluée pour le monitoring des ablatons hépatiques par radiofréquence. Trois étapes expérimentales précèdent la réalisation d'une étude clinique pilote : une étude ex vivo sur échantillons de foie, une série d'ablation in vivo dans le foie de lapin, une série d'ablations in vivo dans le foie de porc avec du matériel de radiofréquence clinique et enfin une série de huit patients traités pour tumeurs hépatiques par radiofréquence sous contrôle continu d'IRM de température. Nos résultats montrent que l'IRM de température est une technique de monitoring à la fois faisable et fiable pour monitorer en temps réel les ablations hépatiques par radiofréquence. Des modifications de la technique d'imagerie et du matériel de radiofréquence devraient améliorer l'opérationnalité de ce nouveau ttype de monitoringIn this work the feasibility and the accuracy of MR-thermometry based on the proton resonance frequency shift and using the concept of thermal dose for the monitoring of radiofrequency ablation in the liver were assed. Before the achievement of a clinical pilot study, we carried out three experimental studies : the first was performed ex vivo on liver samples, the second in vivo in the liver of rabbits and the third in vivo in the liver of pigs using clinical available radiofrequency material. Finally the clinical study consisted of the treatment of malignant liver tumours of eight patients by radiofrequency ablation under continuous MR-thermometry monitoring. At each steps of this work Mr-thermometry appeared as a faeasible and reliable monitoring technique to assess in real time the extent of ablation zone during radiofrequency ablation. Further changes in imaging protocol and in the radiofrequency material might improve significantly the effectiveness of this new monitoring imaging
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Monchy, Romain de. "Développement et évaluation d'une théorie de milieu effectif combinée à un facteur de structure polydisperse pour la caractérisation ultrasonore de l'agrégation érythrocytaire." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4762/document.
Abstract:
Ce travail de thèse a pour objectif de développer et de valider expérimentalement un modèle de diffusion adapté au sang agrégeant, prenant en compte une forte fraction volumique de globules rouges (hématocrite de 40%) et des structures d’agrégats polydisperses. Un modèle développé récemment pour l’estimation de la microstructure du sang est la théorie de milieu effectif combinée à un modèle de facteur de structure monodisperse. Pour augmenter le domaine de validité de ce modèle en hautes fréquences, nous proposons une théorie de milieu effectif prenant en compte la composante incohérente de la diffusion par des agrégats de globules rouges. A l’aide de simulation numériques tridimensionnelles, nous montrons que la nouvelle modélisation permet de prédire les coefficients de rétrodiffusion de façon satisfaisante pour un produit $kR<2$ ($k$ étant le nombre d’ondes et $R$ le rayon d’un agrégat). Par ailleurs, nous proposons une théorie de milieu effectif combinée à un facteur de structure polydisperse afin d’estimer, à partir de la mesure expérimentale du coefficient de rétrodiffusion, des paramètres de structure des agrégats : le rayon moyen de la distribution de tailles, son étalement, et la compacité des agrégats. Des expériences réalisées sur du sang de porc cisaillé dans un dispositif de Couette couplé à une sonde ultrasonore montrent que le modèle polydisperse permet d’obtenir de meilleures courbes d’ajustement des coefficients de rétrodiffusion en comparaison des modèles monodisperses classiques. Les tailles d’agrégats estimées par ultrasons sont corrélées de façon satisfaisante (r$^2$ $\approx$ 0.92) avec les tailles estimées par ailleurs dans un dispositif optiqueThis thesis aims to develop and evaluate a scattering model for aggregating blood, taking into account the high volume fraction of red blood cells in blood (40%) and the polydispersity in terms of aggregate size. The effective medium theory combined with the monodisperse structure factor model was recently developed to estimate blood microstructure. In order to improve the modeling at high frequency range, we proposed an effective medium theory that takes into account the incoherent component of the scattering by aggregates of RBCs. Three dimensional simulations were performed and showed that the consideration of the incoherent component allows to approximate the simulation satisfactorily for a product of the wavenumber times the aggregates radius $kR$ up to 2. Besides, we proposed an effective medium theory combined with a polydisperse structure factor. From the measured BSC, this model allows to estimate three structural parameters: the mean radius of the aggregate size distribution, the width of the distribution, and the compactness of the aggregates. Experiments were performed on pig blood shared in a Couette device coupled with an ultrasonic probe, and showed that the polydisperse modeling provides better fitting to the experimental BSC data, when compared to the classical monodisperse models. Satisfactory correlation is obtained (r$^2$ $\approx$ 0.92) between the aggregate sizes estimated with ultrasound and the aggregate sizes estimated on the same sample in an optical device
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Chopard-Lallier, Sophie. "Suivi fonctionnel de la greffe d'îlots de Langerhans : interêt de l'imagerie IRM et de l'immuno-monitoring cellulaire." Thesis, Besançon, 2013. http://www.theses.fr/2013BESA3001.
Abstract:
La greffe d'îlots de Langerhans permet de traiter le diabète de type 1 en restituant une insuline-sécrétion. La moitié des patients reprend l'insuline dans les 5 ans. Cette perte de fonction s'explique par l'absence d'outils de monitoring. Le but de notre travail était de déterminer l'efficacité de l'IRM à diagnostiquer un rejet de greffe, et d'évaluer l'intérêt du monitoring cellulaire chez les patients.Imagerie IRM chez le ratMéthodes : Des îlots syngéniques, allogéniques ou xénogéniques ont été greffés par voie intra-portale à des rats diabétiques après marquage avec une nanoparticule de fer (ferucarbotran). Les IRM étaient réalisées dans une IRM clinique 3T.Résultats : La décroissance du signal était différente suivant les 3 types de greffes. Le signal IRM des greffes allogéniques était significativement plus bas à J4 alors que la glycémie était normale. En prenant un seuil de 84% à J4, l'IRM permet d'obtenir une sensibilité de 91% et une spécificité de 70% Innnuno-monitoring cellulaireMéthodes : Des réactions lymphocytaires mixtes étaient réalisées entre les PBMC des patients greffés, et les splénocytes des donneurs. La réaction immunitaire était évaluée par la sécrétion d'IFNy (ELISpot), par la prolifération cellulaire (cytométrie du flux du Ki67), et par le dosage des cytokines (Bioplex). Le résultat était corrélé à la fonction du greffon évaluée par le (3-score).Résultats : Les patients avec une mauvaise fonction montraient une plus grande réactivité anti-donneur avec l'ELISpot IFNy (p=0,007, r=-0,50) et l'index de prolifération (p=0,006, r=-0,51). Les patients avec une mauvaise fonction avaient des taux d'IFNy, IL-5 et IL-17 plus élevésLangerhans islet transplantation allows curingtype 1 diabetes by restoring an endogenous insulin secretion. Halfof patients will resume insulin withinyears. This loss of function may be explained by the lack of monitoring tools able to diagnose an ongoing graft failure. The aims of our work were toevaluate the efficiency of MRI to diagnose islet graft rejection, and to assess the feasibility of immune cellular monitoring in transplanted patients.MRI in the rat mortelMethods: Syngeneic, allogeneic and xenogeneic islets were transplanted intra-portally to diabetic rats after labeling with superparamagnetic ironoxide nanoparticles (ferucarbotran). Images were acquired on a clinical 3T MRI scanner.Results: The signal decreasing was different between the 3 types of transplantations. At day 4, the MRI signal in allogeneic group was significantlylower while glycaemia remained normal. With a cut-off value of 84% at day 4, sensitivity of 91% and specificity of 70% were obtained.Cellular immune monitoringMethods: Mixed lymphocyte cultures were performed with peripheral blood mononuclear cells from recipients and splenocytes from donors. Immunereactivity was assessed by the release of IFNy (ELISpot), cell prolifération (flow cytometry of Ki67), and cytokine quantification (Bioplex). Theresults were correlated to the islet graft function assessed by (5-score.Results: Patients with low islet function showed higher cellular reactivity against donor cells assessed by ELISpot IFNy ((p=0,007, r=-0,50) andproliferation index (p=0,006, r=-0,51). Patients with low graft function had higher levels of IFNy, IL-5 and 1L-17