Dissertations / Theses: 'Rehaussement de contraste ultrasonore'

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Galaz, Belfor. "Relation entre la structure et les propriétés acoustiques des agents de contraste ultrasonores et leur utilisation comme vecteur de médicaments." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066430.

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Abstract:

Ces travaux de recherche ont pour objectif d'établir des relations entre les paramètres acoustiques et les caractéristiques d’un nouvel Agent de Contraste Ultrasonore (ACU) composé d'une coque polymérique encapsulant un fluide perfluoré. Nous utilisons le rapport signal sur bruit (SNR) pour estimer le rehaussement de contraste. Nous simulons la réponse acoustique pour étudier la diffusion, l’atte��nuation et la vitesse de propagation de l’onde. L’étude est effectuée sur des particules de diamètre compris entre 150 nm et 6 m, dispersées dans de l’eau. Pour des particules de petite taille par rapport à la longueur d’onde et des concentrations faibles, nous pouvons utiliser des modèles théoriques établis pour une particule isolée. Ils permettent de valider notre approche. Nos simulations évaluent, également les effets de l’épaisseur, des propriétés mécaniques de la coque et du cœur liquide. La caractérisation des propriétés acoustiques de cet ACU vise à optimiser les processus de fabrication.

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Novell, Anthony. "Imagerie de contraste ultrasonore avec transducteurs capacitifs micro-usinés." Phd thesis, Tours, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00665141.

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Abstract:

Les produits de contraste ultrasonore constituent un véritable apport pour l'imagerie échographique et sont aujourd'hui utilisés en clinique pour l'évaluation de la perfusion cardiaque ou encore la détection de tumeurs. Depuis quelques années, les transducteurs capacitifs micro-usinés (cMUTs) se présentent comme une alternative intéressante aux transducteurs piézoélectriques classiques et offrent certains avantages comme une large bande passante. Nous proposons dans cette thèse d'évaluer le potentiel de cette technologie pour l'imagerie de contraste. Dans un premier temps, notre étude s'est orientée vers l'adaptation des cMUTs à l'imagerie non linéaire. Ensuite, de nouvelles méthodes de détection de contraste, basées sur le comportement spécifique des microbulles, ont été développées pour exploiter les avantages de la technologie cMUT. Comparés aux méthodes conventionnelles, les résultats obtenus montrent une meilleure visualisation des agents de contraste par rapport aux tissus environnants. L'utilisation de cMUTs améliore l'efficacité de ces méthodes démontrant, ainsi, leur intérêt pour l'imagerie de contraste.

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Pauzin, Marie-Christine. "Modélisation du comportement dynamique d'un agent de contraste ultrasonore." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00430076.

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Abstract:

Les agents de contraste ultrasonore (ACU) sont des microbulles de gaz contenues dans une enveloppe biocompatible. Injectés par voie intraveineuse, ils permettent d'améliorer le contraste échographique. La mise au point de nouvelles techniques d'imagerie utilisant les ACU nécessite une connaissance fine de leur comportement dynamique. Un état de l'art comparatif des modèles théoriques, illustrés de résultats numériques, a motivé une étude du caractère non linéaire des équations de Rayleigh-Plesset, Hoff, et Marmottant. Les courbes amplitude-fréquence, obtenues à l'aide du logiciel MANLAB suite à la mise sous forme quadratique des équations, révèlent le caractère mollissant d'un ACU et permettent de quantifier l'influence de l'amortissement visqueux et de l'amplitude de l'excitation acoustique sur la réponse d'un ACU. Un modèle éléments finis (COMSOL MultiphysicsTM) est ensuite proposé pour évaluer la fréquence de résonance d'un ACU (dont l'enveloppe est modélisée par un corps viscoélastique) placé soit dans un milieu fluide infini, soit dans un milieu fluide semi-infini (présence d'une paroi rigide). Les résultats obtenus en milieu infini sont en accord avec ceux issus des modèles théoriques, validant ainsi le modèle numérique. Des études paramétriques ont été effectuées afin d'étudier l'influence du rayon de l'objet et des paramètres de l'enveloppe sur la fréquence de résonance. En présence d'une paroi, il a été mis en évidence que plus l'ACU est proche de celle-ci, plus sa fréquence de résonance diminue. Ce comportement est confirmé par les résultats expérimentaux parus récemment dans la littérature.

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Le, Marrec Loïc. "Investigation ultrasonore, qualitative et quantitative, d'objets à fort contraste." Aix-Marseille 2, 2004. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2004AIX22103.pdf.

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Aired-Selmani, Leila. "Caractérisations théoriques et expérimentales d'agents de contraste ultrasonore ciblés." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR3301/document.

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Abstract:

Depuis leur introduction, les agents de contraste ont révolutionné l'imagerie échographique. Ils sont composés de microbulles gazeuses, qui injectés par voie intraveineuse dans le sang, ils améliorent l'image échographique. Une autre application pour laquelle les caractéristiques physiques des agents de contraste sont exploitées est l'imagerie ciblée. Une approche basée sur l'utilisation de ligands intégrés à la paroi des microbulles, celles-ci adhérent aux facteurs de surfaces moléculaires surexprimés par les cellules endothéliales qui tapissent la paroi interne des vaisseaux sanguins. Pour pouvoir distinguer ces microbulles de celles qui circulent librement, elles doivent réfléchir un signal acoustique suffisamment intense. Cependant, le faible taux d'adhérence des microbulles engendre une réduction du signal acoustique. Pour résoudre ce problème, il est important de déterminer l'effet des parois sur leurs dynamiques acoustiques. Dans cette thèse, nous avons étudié l’effet des parois élastiques sur le comportement dynamique des microbulles constituant les agents de contraste. Dans un premier temps, un modèle théorique représentant une paroi avec une épaisseur finie a été développé. Il a été démontré que l’amplitude de l’écho rétrodiffusé par une microbulle proche d’une paroi avec une épaisseur finie est inférieure à celui d’une microbulle se trouvant dans un fluide infini. D'autres parts, pour représenter la paroi d’un vaisseau sanguin, les propriétés mécaniques de la paroi élastique ont été intégrées au modèle. Il a été observé que la fréquence de résonance d’une microbulle proche d’une paroi est supérieure à celle dans un fluide infini. Par la suite, nous avons étudié l’effet de trois types de parois sur le comportement d’une microbulle parmi lesquelles la paroi d'OptiCell communément utilisée en expérimentations ultrasonores. Les résultats ont montré que la microbulle proche de la paroi d’OptiCell diffuse un écho supérieur à celui de la microbulle éloignée de la paroi, lorsque la fréquence d’excitation est au-dessus de sa fréquence de résonance. Nous avons constaté aussi que les petites bulles sont plus sensibles à la proximité de la paroi. Par la suite, nous avons développé un modèle décrivant une microbulle attachée à une paroi élastique. Nous avons montré que le contact direct de la bulle avec la paroi induit une diminution de l'écho par rapport à la même bulle dans un liquide infini. Le contact direct de la bulle avec la paroi engendre une augmentation de la fréquence de résonance part rapport à une bulle sans contact direct. Enfin, une étude expérimentale a montré l'avantage de l'imagerie sous-harmonique pour différencier les microbulles attachées des microbulles libres
Since they were introducted, contrast agents have revolutionized the ultrasound imaging. They are composed of tiny gaseous microbubbles and when injected intravenously into the blood, they improve the ultrasound image. Targeted imaging is another application based on the physical characteristics of contrast agents. This approach is based on the ligands incorporation into the microbubbles shell. The microbubble attach to the molecular factors overexpressed by endothelial cells, covering the inner wall of blood vessels. To distinguish these microbubbles from those freely circulating, attached microbubble have to produce an acoustic signal that is sufficiently strong. However, the low microbubbles adhesion induces a decrease of the acoustic signal. To make it possible, it is important to determine the effect of the elastic wall on their acoustic response. This thesis aimed to study the effect of elastic walls on the ultrasonic behavior of targeted microbubbles. First, a theoretical model describing a wall with finite thickness was developed. It has been shown that the scattered echo amplitude by a microbubble near a wall with finite thickness is small in comparison to the echo from a microbubble located in an infinite fluid. Furthermore, and in order to account for the effect of blood vessel wall, the mechanical properties of the wall have been incorporated into the model. The results showed that the resonane frequency of a microbubble near the wall is higher than the resonanace of the same microbubble in an infinite medium. Subsequently, we studied the effect of three types of walls on the microbubble behavior including the wall of OptiCell chamber which is commonly used in ultrasonic experiments. We have shown that microbubbles near the OptiCell wall diffuses a higher echo than those far from the wall when the excitation frequency is above the microbubble resonance frequency. On the other side, we observed that small microbubbles to the presence of the wall. Afterward, we developed a model describing a microbubble attached to the wall. We have shown that the microbubble in direct contact with the wall induces a decrease of the echo amplitude compared to the same bubble in infinite liquid. Moreover, the direct contact of the bubble with the wall generates an increase of the resonance frequency relative to a bubble without direct contact. Finally, an experimental study has shown the advantage of the subharmonic imaging to differentiate attached microbubbles from the free ones

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Bouakaz, Ayache. "Produits de contraste ultrasonore : évaluation acoustique in vitro et application." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0058.

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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 paroi
It's usually more difficult for a radiologist to interpret ultrasonic images than other records issued from other imaging modalities. Indeed, the ultrasonic record has no familiar landmarks for the uninitiated observer. As for other imaging techniques, the use of contrast agents could be considered. Typically, contrast ultrasound involves the injection of echo-producing microbubbles into the bloodstream to enhance the ultrasound echogenicity of a certain structure in the body. In the first part of this study, we proposed a theoretical approach for acoustic characterization of ultrasound contrast agents. Simultaneously, an experimental procedure was developed to quantify the ultrasonic properties of contrast agents in vitro. This was carried out by determining their acoustic parameters. The backscatter coefficient (BC), attenuation coefficient and scattering to attenuation ratio (STAR) were defined to quantify the ultrasonic effectiveness of the contrast agent. The experimental conditions correspond to the clinical reality. The experimental determination of ultrasonic properties is important for an appropriate use of the contrast agent. Afterwards, a method is presented and used to determine the acoustic contribution of a contrast agent to the image enhancement. Optimal values of the acoustic properties necessary to get a visible enhancement of the image are deduced. At last, we propose a newer clinical application using contrast agent. This has been done in intravascular echography and the contrast has been proved useful for this application

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Berti, Romain. "Caractérisation d'agents de contraste ultrasonore pour l'imagerie et la thérapie." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066711.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est l'étude d'agents de contraste ultrasonore (ACU) pour l'imagerie et la thérapie. Pour cela, des expériences ont été mises en place afin de caractériser leurs propriétés acoustiques et physiques. Deux nouveaux types d'agents de contraste ont été testés : des particules à coques épaisses polymérique (PLGA) et des particules à coque fine télomérique (FTAC). Des mesures effectuées sur les premières particules ont permis de comparer les ACU de taille nanométrique et micrométrique. Les résultats montrent que l'épaisseur de la coque des ACU gouverne leur comportement en terme de signal rétrodiffusé. De plus, ils présentent un signal suffisant in vitro. Ces ACU sont stables et leurs propriétés physiques facilement modifiables. Nous avons ensuite procédé à des mesures de destruction pour vérifier leur capacité à être utilisés comme vecteurs de médicaments. Ces particules se sont révélées trop robustes. Il est donc nécessaire de les optimiser afin de les utiliser comme vecteurs de principe actif. Suite à cette étude, nous nous sommes orientés vers la fabrication de nouveaux agents de contraste avec une coque fine faite à partir de FTAC. Avec ces agents nous avons conduit les mêmes mesures que précédemment et avons obtenus un très bon signal rétrodiffusé in vitro. La possibilité pour ces agents d'être détruits par une onde ultrasonore de forte intensité a également été validée. Ce dernier type d'ACU représente donc un bon candidat d'agent de contraste ultrasonore à la fois pour l'imagerie et la thérapie. En parallèle, des simulations en différences finies nous ont permis de modéliser la réponse d'une solution d'agents de contraste à une onde ultrasonore. Ces résultats nous permettent de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu et d'interpréter les résultats expérimentaux obtenus.

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Hessel, Charles. "La décomposition automatique d'une image en base et détail : Application au rehaussement de contraste." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLN017/document.

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Abstract:

Dans cette thèse CIFRE en collaboration entre le Centre de Mathématiques et de leurs Applications, École Normale Supérieure de Cachan et l’entreprise DxO, nous abordons le problème de la décomposition additive d’une image en base et détail. Une telle décomposition est un outil fondamental du traitement d’image. Pour une application à la photographie professionnelle dans le logiciel DxO Photolab, il est nécessaire que la décomposition soit exempt d’artefact. Par exemple, dans le contexte de l’amélioration de contraste, où la base est réduite et le détail augmenté, le moindre artefact devient fortement visible. Les distorsions de l’image ainsi introduites sont inacceptables du point de vue d’un photographe.L’objectif de cette thèse est de trouver et d’étudier les filtres les plus adaptés pour effectuer cette tâche, d’améliorer les meilleurs et d’en définir de nouveaux. Cela demande une mesure rigoureuse de la qualité de la décomposition en base plus détail. Nous examinons deux artefact classiques (halo et staircasing) et en découvrons trois autres types tout autant cruciaux : les halos de contraste, le cloisonnement et les halos sombres. Cela nous conduit à construire cinq mire adaptées pour mesurer ces artefacts. Nous finissons par classer les filtres optimaux selon ces mesures, et arrivons à une décision claire sur les meilleurs filtres. Deux filtres sortent du rang, dont un proposé dans cette thèse
In this CIFRE thesis, a collaboration between the Center of Mathematics and their Applications, École Normale Supérieure de Cachan and the company DxO, we tackle the problem of the additive decomposition of an image into base and detail. Such a decomposition is a fundamental tool in image processing. For applications to professional photo editing in DxO Photolab, a core requirement is the absence of artifacts. For instance, in the context of contrast enhancement, in which the base is reduced and the detail increased, minor artifacts becomes highly visible. The distortions thus introduced are unacceptable from the point of view of a photographer.The objective of this thesis is to single out and study the most suitable filters to perform this task, to improve the best ones and to define new ones. This requires a rigorous measure of the quality of the base plus detail decomposition. We examine two classic artifacts (halo and staircasing) and discover three more sorts that are equally crucial: contrast halo, compartmentalization, and the dark halo. This leads us to construct five adapted patterns to measure these artifacts. We end up ranking the optimal filters based on these measurements, and arrive at a clear decision about the best filters. Two filters stand out, including one we propose

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Cherifi, Daikha. "Amélioration et évaluation de la qualité des images." Thesis, Paris 13, 2014. http://www.theses.fr/2014PA132053.

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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 classiques
The 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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Mulé, Sébastien. "Méthodologie pour l’évaluation de la microcirculation en imagerie ultrasonore de contraste." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112033.

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Abstract:

L'utilisation de l'imagerie ultrasonore de contraste pour l'évaluation de paramètres de la microcirculation chez l’homme et le petit animal est de plus en plus répandue. Cependant, la qualité des paramètres de perfusion estimés reste limitée par de nombreux facteurs : la variabilité de la concentration de l'agent de contraste, l’atténuation du signal ultrasonore et les mouvements présents dans les acquisitions. L'objectif de ce travail est de proposer des solutions méthodologiques pour une prise en compte adaptée de ces différents facteurs dans le cadre d'études par imagerie ultrasonore de contraste chez le petit animal. Une méthode de sélection d’images a posteriori a été proposée, permettant la compensation des mouvements d’origine respiratoire. Cette méthode, basée sur l’Analyse en Composantes Principales et intégrant des informations a priori relatives à la fréquence respiratoire, permet d’extraire les images acquises à un même instant du cycle respiratoire. Une méthode d’estimation de l’atténuation due aux microbulles a également été développée, permettant d’estimer une séquence dynamique spécifique de l’agent de contraste dépourvue d’artéfacts de masquage. Cette séquence dynamique fournit ainsi une représentation de la concentration de l’agent de contraste plus fiable que les séquences originales. Ces méthodes, implémentées dans un logiciel simple d’utilisation et convivial, ont été appliquées et validées sur des acquisitions de perfusion rénale chez la souris et des acquisitions rénales ex vivo réalisées chez le porc. Leur intérêt pour l’étude de la microcirculation tumorale et l’évaluation d’un traitement antiangiogénique ont notamment été mis en évidence
Contrast-enhanced ultrasound (CEUS) imaging is a modality of growing interest in human and small animal studies for the estimation of microcirculation parameters. Nevertheless, estimated microcirculation parameters are still impaired by several artefacts: the contrast agent concentration, microbubble attenuation and motion that is present in the acquisitions. The aim of this work is to propose a methodology for assessing microcirculation in small animal CEUS studies by investigating original methods to correct for these artefacts. An a posteriori frame selection method has been proposed. This method, based on a Principal Component Analysis and that integrates a priori information about the respiratory frequency, allows the selection of the frames acquired at the same respiratory phase. A method for estimating microbubble attenuation in vivo has also been developed. This method provides a dynamic microbubble-specific sequence without shadowing artefacts and therefore more reliable than available from original sequences. These methods, which have been implemented in a user friendly software, have been applied and validated in renal perfusion studies in a murine and a porcine model. Especially, their interest in assessing tumor microcirculation and the efficacy of an antiangiogenic treatment has been highlighted

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Durning, Bruno. "Simulation, estimation spectrale et imagerie des agents de contraste ultrasonores." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10097.

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Dans cette thèse, nous apportons notre contribution aux techniques permettant de rendre l'utilisation des agents de contraste ultrasonore plus performante. Dans un premier temps, nous avons développé un simulateur d'imagerie échographique de contraste (SECI) qui permet de simuler la formation d'images ultrasonores avec agent de contraste. Il prend en compte, la sonde, le milieu de propagation des ultrasons et le comportement individuel, non linéaire, de chaque bulle. Des simulations de bulles isolées, en fonction du MI, de la fréquence incidente et du rayon au repos ont été réalisées. Dans un second temps, nous avons validé SECI avec des acquisitions in vitro. Puis une étude expérimentale de l'agent de contraste a été menée, en fonction du MI. Finalement nous avons proposé des paramètres dédiés à la visualisation des agents de contraste basés sur l'estimation spectrale, la modélisation AR et la projection atomique. Ces paramètres ont été testés sur des acquisitions in vitro et in vivo
In this work, we contribute to make ultrasound contrast agent simpler and more effective to use. First we developed a Simulator of Echo Contrast Imaging (SECI). SECI can simulate ultrasound imaging with contrast agent. It takes into account the probe, the propagating medium, the individual, non linear, response of each bubble. Simulations of bubbles alone, have also been performed, at different MI, transmit frequency, and radius. Then, we validate SECI by comparison with in-vitro experiments. An experimental study of the influence of the MI over the contrast agent behavior has been done. Finally, visualization techniques, based on spectral estimation, auto-regressive modelization, and atomical projection have been tested on in-vitro and in-vivo acquisition

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Santin, Mathieu. "Destruction et cavitation inertielle des agents de contraste ultrasonore : modélisation, expériences et applications." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066223.

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L’étude du comportement des agents de contraste ultrasonore (ACU) présente un fort intérêt pour l’étude et le traitement de nombreuses pathologies. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont principalement concerné l’étude de la destruction des ACUs ainsi que son lien avec la cavitation inertielle. Plusieurs bancs de manipulation ont été mis au point permettant l’étude des ACUs dans diverses conditions. La première partie de la thèse concerne la modélisation de l’oscillation d’une microbulle de contraste ultrasonore lorsque celle-ci est soumise à un champ de pression ultrasonore. La deuxième partie montre l’utilisation d’un détecteur passif de cavitation dans la caractérisation expérimentale de la réponse d’une microbulle d’ACU, ainsi que lors de son couplage à un microscope. Enfin la dernière partie décrit une étude réalisée au laboratoire sur la détection, par échographie de contraste de la réponse à des traitements antiangiogéniques dans un modèle murin de tumeur de pancréas ainsi l’application de l’ensemble des techniques mises au point dans cette thèse pour la caractérisation d’un agent de contraste expérimental

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Ammi, Azzdine Yahya. "Détection et caractérisation de la destruction des microbulles de produit de contraste ultrasonore." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066002.

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Gerfault, Laurent. "Imagerie des produits de contraste ultrasonore : simulation et approche de la perfusion myocardique." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0041.

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A l'instar des autres méthodes d'imagerie (IRM, Rayons X), l'échographie est devenue une imagerie de contraste. Elle consiste en l'amélioration des performances de l'imagerie classique par injection intraveineuse d'un produit de contraste, constitué par une population de microparticules gazeuses (diamètre inférieur à 10 pm). L'agent de contraste ultrasonore est strictement vasculaire, il permet d'augmenter l'intensité vidéo sur 1 'image écho graphique et le signal Doppler des zones vascularisées dans le but d'améliorer la visualisation de structures internes du corps humain et d'aborder l'imagerie fonctionnelle telle que la perfusion myocardique. Les performances acoustiques in vitro de ces produits sont avérées. Cependant, l'utilisation de ceux ci dans le corps humain n'a pas permis d'obtenir la même efficacité. Ainsi, ce travail à pour but de mieux connaître le produit et ses interactions avec le milieu intracorporel. Les int1uences du milieu (filtrage pulmonaire, dilution du bolus de l'agent de contraste, diffusion du gaz interne des particules, pression cardiaque,. . . ) et de l'onde acoustique sont abordées pour connaître les modifications physiques du produit in vivo. L'impact de ces paramètres physiques sur la réponse acoustique des particules est étudié à partir d'un modèle acoustique linéaire dont nous précisons le domaine de validité. L'évaluation clinique se réalisant sur l'image échographique, nous présentons une simulation des signaux échographiques des produits de contraste. Cette approche qualitative est complétée par une approche quantitative portant sur la mesure de la perfusion. En premier lieu, nous comparons un modèle basé sur la mécanique des fluides, décrivant la dilution d'un bolus d'agent, à des mesures acoustiques effectuées sur un système circulant tubulaire. En second lieu, nos conclusions sur ce fantôme sont appliquées à l'étude de la perfusion myocardique sur des cœurs isolés de porcs
Like other imaging modalities (MRI or X-Ray), ultrasound scanning has become a contrast imaging modality. It consists in the enhancement of standard ultrasound imaging using an intra-veinously injected ultrasound contrast agent (USCA). Video intensity and Doppler signals of perfused region, reached by the contrast agent, are enhanced. Then, contrast imaging allows a better visualization of perfusion of different organs, and the approach of functional imaging like myocardial perfusion study. In vitro efficiency of USCA has been demonstrated, but its in vivo use has shown a decrease of efficiency. This work studies the interactions between contrast agent and intra-corporal medium, and the influence of measurement method in the aims of understanding this lack of efficiency. The influences of intra-corporal medium actions (pulmonary filtering, dilution of USCA bolus, diffusion of internal gas of USCA micro particles cardiac pressure) and ultrasound waves are inspected to evaluate physical modifications of USCA in in-vivo conditions. The impact of these physical changes on acoustical responses of USCA is then studied. As clinical evaluation is performed on echographic images, simulations of echographic signals are computed. Finally, the feasibility of absolute measurement of blood flow rate is evaluated. A comparison between a newly developed fluid dynamics based model of bolus dilution and acoustical measurements made on a circulating tubular phantom is made. Our conclusions are applied to the study of myocardial perfusion using an isolated pig heart model

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Chaline, Jennifer. "Analogie macroscopique et acousto-mécanique d'une microbulle : application aux agents de contraste ultrasonore." Thesis, Tours, 2015. http://www.theses.fr/2015TOUR3304/document.

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Abstract:

Sous l’action d’une excitation ultrasonore spécifique, les microbulles d’agents de contraste présentent des oscillations non linéaires. Considérant leur taille et la complexité du phénomène, des expériences et/ou des simulations complexes et onéreuses sont requises. Pour éviter cela, l’utilisation d’une analogie est proposée et validée numériquement. Lorsqu’elles sont soumises aux ultrasons, les microbulles (1-8 µm) présentent une dynamique assez riche et néanmoins complexe dont certains aspects peuvent être décrits par un réseau d’oscillateurs couplés non-linéaires. Dans cette thèse, nous proposons d’étudier le comportement oscillatoire d’une microbulle via un système acousto-mécanique de pendules couplés paramétriquement excités par une force verticale. Il s’agit de comprendre la dynamique d’une bulle unique pour l’étudier ensuite dans des conditions expérimentales et cliniques pour des applications en imagerie et en thérapie. Du point de vue théorique, nous avons montré que les deux systèmes sont décrits par une équation de Mathieu. D’un point de vue expérimental, nous avons développé la chaîne de pendules. Celle-ci consiste en un cercle d’aluminium sur lequel sont fixés des pendules à l’aide de fil de nylon. La chaîne de pendules repose sur le système d’excitation qui génère une excitation sinusoïdale variant de 1 Hz à 5 Hz. Les résultats obtenus (modes de vibration, oscillation sous-harmonique, oscillation radiale) ont été validés par une étude numérique et sont en accord avec les résultats obtenus pour les microbulles
Under specific ultrasound excitation, contrast microbubbles undergo nonlinear oscillations. Considering the size and the complexity of the phenomenon, expensive and complex experiments and/or simulations are required. To overcome this, the use of an analogy is proposed and validated numerically. When subjected to ultrasound, microbubbles present a fairly rich and complex dynamics of which some aspects can be described by a lattice of nonlinearly coupled oscillators. In this thesis, we propose to study the oscillatory behavior of a microbubble through an acousto-mechanical setup of coupled pendula parametrically excited by a vertical force. The aim of this work is to understand the dynamics of a single bubble, to subsequently study it in experimental and clinical conditions for both imaging and therapy. From the theoretical point of view, we have shown that both systems are described by a Mathieu type equation. From the experimental point of view, we have developped the pendula ring. It consists of an aluminum ring on which pendula are fixed with nylon strings. The pendula chain lies on the excitation system that generate a sinusoidal excitation ranging from 1 Hz to 5 Hz. Results obtained (vibration modes, subharmonic oscillations, radial mode) are in agreement with simulations and are similar to the results obtained for microbubbles

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Kanbar, Emma. "Génération et optimisation du signal sous-harmonique des agents de constraste ultrasonore." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR3311/document.

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Abstract:

Les produits de contraste ultrasonore ont considérablement fait évoluer la pratique de l’imagerie échographique. Composés de microbulles de gaz, capables de circuler dans le sang, ils ont facilité la visualisation de la perfusion tissulaire et le diagnostic de tumeurs cancéreuses. L’efficacité d’un agent de contraste se définit par sa capacité à rehausser le signal ultrasonore. La lecture de ce signal a nécessité la mise en place de séquences d’imagerie spécifiques, lesquelles exploitent les composantes non linéaires émises par les microbulles, et plus particulièrement le second harmonique. Néanmoins, l’exploitation du second harmonique pâtit de la propagation non linéaire des ultrasons dans les tissus, réduisant ainsi la discrimination entre les tissus et les zones pathologiques. Depuis quelques années, différents groupes de recherche tentent d’isoler d’autres harmoniques. La composante sous-harmonique apparaît comme une alternative intéressante et offrent de nombreux avantages : parmi ceux-ci, notons tout particulièrement la moindre atténuation du signal et l’absence de génération de composantes sous-harmoniques par propagation non linéaire
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Payen, de la Garanderie Thomas. "Quantification et contrôle du ciblage d'agents de contraste ultrasonore pour l'imagerie de l'effet thérapeutique in vivo." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066647.

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Abstract:

L’objectif de ces travaux était de développer et valider des techniques d’échographie de contraste (DCE-US) pour le suivi de l’effet antiangiogénique in vivo. La première partie de ce travail a consisté en la mise au point de protocoles permettant une évaluation plus robuste de la vascularisation tumorale. Une méthode de quantification de la réponse acoustique des microbulles à partir des images compressées fournies par les échographes cliniques standards a été développée. Un système d’injection contrôlée a permis de réduire sensiblement la variabilité des paramètres DCE-US. Enfin, les effets des différentes caractéristiques d’un flux de microbulles (concentration, volume injecté, débit et diamètre du flux) sur ces paramètres ont été évalués in vitro. La vascularisation et l’expression du VEGFR2 ont ensuite été caractérisées chez deux modèles tumoraux murins en vue d’un suivi de thérapies antiangiogéniques chez la souris par imagerie moléculaire. Le modèle exprimant le plus le VEGFR2 a été utilisé pour étudier la capacité d’agents de contraste ciblés contre le VEGFR2 à discriminer la réponse à un traitement anti-VEGFR2, de celle à un traitement sans inhibition spécifique de ces récepteurs. Cette technique a permis de détecter et distinguer les effets de ces deux médicaments après seulement 4 jours de traitement. L’élimination des différentes sources de variabilité de l’imagerie DCE-US in vivo a permis de démontrer la capacité de l’imagerie de contraste ciblée à distinguer de subtiles différences de réponse thérapeutique
The objective of this research was to develop and validate techniques for dynamic contrast-enhanced ultrasound (DCE-US) for targeted monitoring of antiangiogenic therapy. The first part of the work implemented protocols to obtain a more robust evaluation of the tumor vascularization with DCE-US. Methods were validated for the quantification of the echo-power based on compressed video images such as those widely provided by clinical ultrasound systems. A controlled injection system was demonstrated to significantly reduce variability of DCE-US bolus-injection parameter assessments in mice. Finally, the sensitivity of these parameters to calibrated modifications in vitro of the microbubble concentration, injected volume, flow rate and flow-channel diameter were investigated. The microvascular function and VEGFR2 expression were then characterized in two different murine tumor models to demonstrate the sensitivity of the DCE-US techniques to heterogeneity and modifications during tumor development. The model presenting most marked expression of VEGFR2 was retained to test feasibility of discrimination between therapeutic response directly suppressing VEGFR2 and response with microvascular modifications but no direct VEGFR2 suppression. Sensitive analysis required local assessment of VEGFR2 marking in regions of the tumor with detectable contrast enhancement and provided early (4 days of therapy) discrimination of the anti-VEGFR2 response. Elimination of sources of measurement variability and evaluation of targeted-marking within the context of the heterogeneous microvascular network are essential in obtaining sensitive evaluation of therapeutic response in vivo

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Lamuraglia, Michele. "Evaluation de l'angiogénèse tumorale : Analyse de la cinétique de prise de contraste ultrasonore des tumeurs." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA11T093.

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Labat, Valérie. "Etude de la propagation non linéaire d'une onde acoustique dans les produits de contraste ultrasonore." Tours, 2000. http://www.theses.fr/2000TOUR4039.

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Abstract:

Contrairement à l'échographie conventionnelle, l'imagerie harmonique (native des tissus de contraste) exploite la non-linéarité des milieux en analysant le second harmonique engendré lors de la propagation de l'onde. Elle nécessite de comprendre les mécanismes intervenant dans la génération et la croissance des composantes harmoniques. Pour un produit de contraste ultrasonore (microbulles de gaz en suspension dans un liquide), la difficulté s'accroît car il faut intégrer les interactions mutuelles des ultrasons et des microbulles. L'objectif de ce travail est d'étudier la propagation non linéaire d'une onde acoustique dans un produit de contraste ultrasonore. Dans la première partie, un modèle analytique est développé qui calcule les évolutions spatiales des composantes fondamentale et harmonique de pression dans l'approximation quasi linéaire par une décomposition en une somme de faisceaux gaussiens. Après validation théorique, les évolutions spatiales calculées sont confrontées à des mesures de niveaux de pression. Une technique de mesure du paramètre non linéaire B/A est alors proposée. Avant d'étendre directement ce modèle de propagation aux produits de contraste ultrasonore, nous étudions de façon détaillée le comportement dynamique du produit de contraste, ou comment les bulles de gaz qui le constituent réagissent au passage de l'onde ultrasonore. Puis, nous appréhendons la propagation d'une onde acoustique dans un produit de contraste ultrasonore. Les modèles développés dans les deux premières parties sont alors judicieusement couplés pour fournir les évolutions des composantes de pression du fondamental et de l'harmonique dans un produit de contraste. L'étude menée pour différentes configurations permet de discuter de l'influence des effets d'atténuation, de dispersion et de non-linéarité sur la propagation des ultrasons dans les produits de contraste. Cette étude théorique est complétée par des mesures des niveaux de pression dans un produit de contraste.

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Lucidarme, Olivier. "Quantification non invasive de la microcirculation par imagerie ultrasonore fonctionnelle de contraste avec les techniques de destruction reperfusion." Paris 12, 2003. https://athena.u-pec.fr/primo-explore/search?query=any,exact,990002118320204611&vid=upec.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'étudier la quantilication de la microcirculation à l'aide des produits de contraste ultrasonores. Nous avons décrit in vitro et in vivo le 'phénomène d'entrée de coupe" qui introduit une distorsion des courbes de destruction-reperl si les vaisseaux qui perfusent la zone de mesure sont préalablement inclus dans le plan image. Nous avons validé in vitro un modèle cinétique basé sur l'étude de la phase de destruction des microbulles. Il a permis d'obtenir des estimations quantitatives de flux au cours d'acquisitions d'1 à 2 s. Nous avons enfin étudié un modèle de néoangiogénèse non tumorale chez 36 souris. Les mesures ultrasonores (en phase de destruction) du volume de la microcirculation ont montré une meilleure corrélation avec l'étendue histologique de la microcirculation qu'avec sa densité. La mesure ultrasonore de la vitesse des microbulles n'a montré aucune variation au cours du développement de la microcirculation
Our aim was to study the potential for quantitative contrast enhanced functional ultrasound imaging (fUSI) to assess microcirculation. We described in vitro and in vivo the "entrance in the section phenomenon" that introduces a distortion of the refilling curves when the vessels that feed the region or interest have previouslv traveled across the ultrasound tield. We validated in vitro a b model based on the destruction phase of microhuhbles during ultrasound emission. This model allows the estimation of quantitative flow data during acquisitions of only 1 or 2 seconds. We finally studied a non tumor angiogenesis model in 36 mice. Ultrasound measurement (during the destruction phase) ot' the Uractional blood volume in a gel impregnated with growth exhihited a higher correlation vith the fractional vascularized area of gel than with the microvascular density. Microbubble velocity assessed on fUSI did not change as mi crocirculation increased

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Lucidarme, Olivier Berger Geneviève. "Quantification non invasive de la microcirculation par imagerie ultrasonore fonctionnelle de contraste avec les techniques de destruction reperfusion." Créteil : Université de Paris-Val-de-Marne, 2003. http://doxa.scd.univ-paris12.fr:80/theses/th0211832.pdf.

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Hoeffel, Christine. "Echographie de contraste et microcirculation tissulaire abdominale. Aspects fondamentaux et applications cliniques." Reims, 2009. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00001104.pdf.

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Abstract:

Ce travail a pour but d’étudier le potentiel de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore de contraste (Ifus) viscérale abdominale, qualitative et quantitative. Trois grands axes de recherche sont abordés: 1) Le premier axe consiste à démontrer à partir d’une étude ex vivo sur un modèle porcin que l’évaluation quantitative de la perfusion rénale par échographie de contraste est significativement améliorée par une prise en compte de l’intensité du signal au niveau d’une entrée artérielle. Néanmoins, d’autres paramètres sont à prendre en compte pour assurer la reproductibilité des mesures de la perfusion tissulaire, principalement le phénomène d’atténuation du faisceau ultrasonore par les microbulles de contraste. 2) Le deuxième thème consiste à préciser la valeur de l’Ifus abdominale pour la détection tumorale. La première étude rapporte des performances diagnostiques de l’échographie de contraste comparables à celles de l’imagerie par résonance magnétique pour la détection de métastases hépatiques de tumeurs carcinoïdes. La deuxième étude démontre l’intérêt, notamment en termes de spécificité et de valeurs prédictives, de l’échographie de contraste pour la détection précoce du reliquat tumoral après traitement par radiofréquence percutanée des tumeurs rénales, par rapport aux modalités d’imagerie de référence. 3) Le troisième thème concerne l’intérêt de la quantification par échographie de contraste de la perfusion de tumeurs rénales pour le diagnostic de malignité et la caractérisation tissulaire de ces tumeurs. L’échographie de contraste présente des avantages uniques : faible coût, absence d’irradiation et de toxicité rénale, et excellente résolution temporelle. L’Ifus requiert cependant encore des améliorations et une standardisation pour une bonne reproductibilité et une utilisation clinique. Elle peut néanmoins procurer des informations quantitatives sur la microcirculation qui nécessitent d’être corrélées à celles obtenues avec d’autres méthodes d’imagerie fonctionnelle
The aim of this work was to study the potential for contrast-enhanced functional ultrasound imaging (Cefui) to assess the abdominal microcirculation, according to three major axes of research: 1) The first axis consisted in proposing and validating a new method improving non invasive contrast-enhanced renal blood flow measurements, using the mean signal intensity in a feeding artery in order to normalize contrast-enhanced renal blood flow estimation. However, while these ex vivo results suggest that this technique has great potentials, other parameters, mainly ultrasound beam attenuation, must be taken into account to obtain reproducible measurements. 2) The second axis consisted in evaluating qualitative abdominal Cefui for tumoral detection. For the detection of liver metastases from carcinoid tumor, the first study reports sensitivity values for contrast-enhanced ultrasound similar to those obtained with enhanced computed tomography. The second study demonstrates that Cefui provides high specificity and predictive values for the early detection of residual tumor after radiofrequency ablation of renal tumors even though its sensitivity remains lower than that of contrast-enhanced CT. 3) The third axis deals with added diagnostic value in terms of characterization of renal tumors of quantitative assessment of tumor perfusion compared to that of qualitative analysis. Abdominal Cefui has unique advantages including low cost, availability, absence of renal toxicity and radiation, and excellent temporal resolution. However, it still requires improvements and standardization to be reproducible and be transferred to the clinical setting. It may somehow yield quantitative information with respect to abdominal organs microcirculation. Further studies correlating Cefui results with those of other functional imaging methods are needed

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Thaibaoui, Abdelhakim. "Segmentation floue d'images fondee sur une methode optimale de rehaussement de contraste : application a la detection des drusen sur des images d'angiographie retinienne." Paris 12, 1999. http://www.theses.fr/1999PA120062.

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Abstract:

Pour segmenter les images d'angiographie retinienne, notamment les images de drusen (taches jaunatres hyperfluorescentes), plusieurs methodes ont ete etudiees et proposees. Ces images presentent des difficultes d'analyse : du bruit, un contraste faible, parfois un nombre insuffisant de niveaux de gris et souvent une heterogeneite de certaines regions de l'image. Pour resoudre de tels problemes, nous proposons une methode de segmentation qui procede en deux etapes. La premiere etape concerne le rehaussement du contraste grace a un partitionnement optimal de l'image en trois classes : la premiere classe correspond aux drusen, qui apparaissent en clair, la deuxieme classe au fond de l'image et enfin la troisieme, nommee classe intermediaire, regroupant tous les pixels ambigus. Cette derniere classe est definie comme une region floue. La deuxieme etape de la methode de segmentation fait appel a la logique floue, qui est appliquee a la seule region floue. Elle consiste a attribuer a chaque niveau de gris un degre d'appartenance. Ensuite, l'application d'une methode iterative tenant compte du contexte spatial des pixels permet de decider de l'appartenance definitive d'un pixel a la classe drusen ou a la classe fond. Des etudes quantitatives sur des images de drusen de plusieurs patients ont permis d'effectuer deux types de comparaison : l'une avec une autre methode de segmentation, l'autre avec la detection manuelle faite par un praticien. La methode de segmentation proposee permet de quantifier de maniere objective les drusen au cours du temps ; les resultats obtenus confirment les donnees quantitatives connues en angiographie.

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Kissi, Adelaïde. "Equations aux dérivées partielles et classification non exclusive pour l'analyse d'images échographiques de contraste." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR3306.

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Abstract:

L’échographie Doppler est utilisée, depuis de nombreuses années, pour l’exploration vasculaire afin de visualiser les parois des vaisseaux et mettre en évidence les anomalies anatomiques et fonctionnelles qui leur sont attachées. Son caractère qualitatif rend l’interprétation de l’image très dépendante de l’expérience du praticien et, dans le cadre de certaines pathologies diffuses, l’image ne permet pas toujours d’établir un diagnostic avec certitude. L’introduction d’agents de contraste permet alors d’améliorer la détection des structures vasculaires mais également d’accéder à de nouvelles données fonctionnelles. Ces agents, des microbulles injectées par voie veineuse, sont sensibles à l’intensité du champ ultrasonore appliqué. Ils modifient les propriétés physiques des tissus traversés amenant une modification des caractéristiques de l’onde ultrasonore. L’objectif du travail de thèse était la quantification du rehaussement observé, après injection d’agents de contraste ultrasonores, au cours du processus de perfusion. L’organe cible de cette thèse était le foie. Ceci nécessite une étape préalable de recalage, visant à compenser les mouvements liés à la respiration. Dans la première partie de la thèse, nous dressons un état de l’art de l’imagerie échographique de contraste. Dans la seconde partie, nous décrivons notre méthode, visant à supprimer le bruit dans les séquences, basée sur la diffusion anisotrope non linéaire. Puis, une quantification de la perfusion hépatique, basée sur la classification floue non exclusive, est réalisée en classifiant automatiquement les images ultrasonores en différentes régions de perfusion. Par la suite, une étape de recalage, basée sur le flux optique, est décrite pour réaliser une quantification précise des microbulles présentes dans l’échantillon. La méthode a été validée sur des lésions hépatiques variées et les comparaisons avec d’autres méthodes classiques de recalage présentées montrent la pertinence de l’approche proposée. En conclusion, ce travail aura permis de quantifier et de recaler à partir d’une approche originale, non fondée sur l’opérateur. La mise à disposition de cette méthode pour les applications de routine devrait permettre de renforcer la valeur diagnostique de l’imagerie ultrasonore de contraste d’affections hépatiques
Colorectal carcinoma is a prevalent disease in Europe and United States. Despite of progress in detection, the prognosis of survival is weak : over 50% of patients will survive for five years, with the majority dying within the first two years. More than 30 % of carcinoma spread in liver, from overt micro metastasis, due to specific drainage of blood or to specific liver cells. The particular vascularization of liver by two different systems ( hepatic artery and portal vein) implies some changes in the balance between these two systems during the development of tumour. It is often accepted that for small liver lesions ( below 1 mm), blood supply is provided by portal vein. But, with the growing up of these tumours, an arterial supply is required entailing increase in arterial blood flow. It is therefore essential to depict these blood flow changes to detect and characterize lesions by imaging this specific vascularization. An early detection and a precise quantification of their vascularization would improve the diagnosis. Various methods could be used for this application. One of them is the Doppler sonography that allows the depiction of vascularity but is limited by its lack of sensibility and specifity. The nonlinear imaging, a contrast specific imaging technique, overcomes theses limitations, by the use of ultrasound contrast agents (microbubbles), improving tumours detection and characterization. As they are strictly intravascular, a perfect image of micro as macro vascularization can be made providing a quantitative study of perfusion. Thus, the purpose of my thesis was to quantify the liver arterial perfusion from the analysis of the image enhancement, in power Doppler mode, after an injection of ultrasound contrast agents. The perfusion has been estimated, in a regional basis (often the lesion), to extract physiological parameters in this area with two methods: a fully-automated tracking of lesion in image sequences via a segmentation based on a modification of the well known fuzzy competitive agglomerative clustering coupled with an anisotropic diffusion and a region of interest repositioning with optical flow estimation from structure tensor field. The method has been tested on varied lesions (metastasis, adenoma, focal nodular hyperplasia) and the results show that the assessment of lesion vascularization from our segmentation process can potentially be used for the diagnostic of liver carcinoma

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Boyer, Laure. "Imagerie multiparamétrique en échographie de contraste ultrasonore (DCE-US) pour caractériser la vascularisation tumorale : de la modélisation numérique à l'expérimentation préclinique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS161.

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Abstract:

L’évaluation de la vascularisation tumorale par l’échographie de contraste ultrasonore a montré son intérêt pour déterminer l’efficacité des traitements anti-angiogéniques. Malgré tout, cette technique suscite de nombreux questionnements concernant la sensibilité des méthodes de quantification du signal ultrasonore. Pour répondre à cette problématique, il a été question dans cette thèse de développer la première modélisation numérique de l’écoulement du sang et des agents de contraste dans des réseaux vasculaires pour étudier les méthodes de quantification du signal ultrasonore et leurs sensibilités par rapport à des variations de volume du réseau tumoral et des vitesses du sang. Une première étape de la thèse a consisté à valider, par une comparaison expérimentale, les hypothèses faites pour la modélisation numérique et principalement la prise en compte du sang comme un fluide Newtonien homogène. La modélisation numérique a permis de mettre en évidence les paramètres les plus sensibles aux modifications du débit vasculaire tumorale que sont l’aire sous la courbe, le rehaussement maximal et la pente de la courbe de rehaussement du signal dans le cadre de la méthode semi-quantitative. Lorsqu’il s’agit de suivre les variations du volume vasculaire tumoral, il apparait que la méthode quantitative par deconvolution de la fonction artérielle est plus sensible. Les méthodes de quantification ont également été étudiées par le biais d’une étude in vivo sur 44 souris. Cette approche numérique de l’écoulement des agents de contraste est prometteuse et peut permettre à terme une évaluation plus large des autres méthodes de quantification développées à ce jour pour l’échographie de contraste
Evaluation of tumor vascularization by dynamic contrast-enhanced ultrasonography showed interest for the assessment of the effectiveness of anti-angiogenic treatments. Nevertheless, this technique raises many questions about the sensitivity of quantification methods of the ultrasound signal. To address this issue, this thesis focused on the development of the first digital modeling of blood flow and contrast agents in vascular networks to study the methods of quantification of the ultrasound signal and theirs sensitivity according to variations of tumor network volume and blood velocity. A first step of the thesis was to validate by an experimental comparison, the assumptions of the digital modeling and mainly the taking into account of the blood as a homogeneous Newtonian fluid. Digital modeling allowed to highlight parameters sensitive to the modification of the blood flow which are in the case of the semi-quantitative method the area under the enhancement curve, the maximum of the enhancement curve and the slope of the enhancement curve. When it comes to follow variations of the tumor vascular volume, it appears that the quantitative method by deconvolution of the arterial function is more sensitive. The quantification methods have also been investigated throught an in vivo study of 44 mice. This digital approach of the flow of the contrast agents is promising and may eventually enable a more extensive evaluation of other quantification methods developed in dynamic contrast-enhanced ultrasonography to date

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Dizeux, Alexandre. "Caractérisation ultrasonore de l'angiogenèse, de l'élasticité et de la microstructure tumorale sous l'effet de thérapies conventionnelles et innovantes." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066113/document.

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Abstract:

Les modifications induites par les cellules tumorales sur leur environnement ont pour but de permettre leur développement en remodelant le tissu la soutenant et en créant un nouveau réseau vasculaire (angiogenèse). Plusieurs thérapies anti-angiogéniques inhibant le développement du réseau vasculaire tumoral ont obtenu l’autorisation de mise sur le marché et sont actuellement utilisées en clinique. Ces thérapies induisent de fortes modifications fonctionnelles au sein de la tumeur mais le simple suivi de l’évolution du volume tumoral n’est pas suffisant pour rendre compte de ces modifications. L’objectif principal de la thèse a consisté à utiliser différentes modalités d’imagerie ultrasonore afin d’évaluer leur sensibilité aux modifications générées dans des tumeurs murine (carcinome colorectal et pulmonaire) au cours de plusieurs types de thérapie (chimique : cytotoxique, anti-angiogénique / physique : plasma froid, sono-sensibilisation). Les modifications de la distribution spatiale des micro-vaisseaux et leur fonctionnalité ont été caractérisées à l’aide de l’imagerie de contraste ultrasonore (CEUS), l’altération de la microstructure de la tumeur a été évaluée grâce à l’analyse spectrale des signaux radiofréquences, connu comme « quantitative ultrasound » (QUS) et enfin les variations des propriétés mécaniques des tissus tumoraux ont été mesurées en élastographie à l’aide de la technique « Shear Wave Elastography » (SWE). Afin de comprendre l’origine des modifications observées in vivo, des paramètres standard comme les niveaux de fibrose ou de nécrose ont été caractérisés ex vivo dans le tissu tumoral, grâce à l’immunohistochimie, une technique de référence
Tumor development is complex process made possible thanks to the microenvironment surrounding tumor cell. Modifications induced by tumor cells on their environment enable their own development by remodeling tissues sustaining them and by creating a new vascular network (angiogenesis). The use of several antiangiogenic therapies, inhibiting the sprout of a new vascular network, has been authorized in clinic. These therapies induce strong modifications in tumors at the functional level and following tumor size changes are is not sufficient to fully characterize tumor modifications. The main goal of this thesis was to use different ultrasound-based imaging modalities in order to assess their sensitivity to modifications induced in murine tumor model (colorectal and lung carcinomas) during different type of therapy (chemical: cytotoxic, antiangiogenic / physical: cold plasma, sonosensitization). Modifications of the spatial distribution of microvessels and their functionality were characterized using contrast-enhanced ultrasound (CEUS), alteration of tumor microstructure was assessed using spectral analysis of radiofrequency signal, known as quantitative ultrasound (QUS) and finally variations of mechanical properties in tumor tissues were measured in shear wave elastography (SWE). In order to better understand the origin of the modifications observed in vivo, standard parameters such as level of fibrosis and necrosis were characterize ex vivo in tumor tissue using immunochemistry as gold standard

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Irrera, Paolo. "Traitement d'images de radiographie à faible dose : Débruitage et rehaussement de contraste conjoints et détection automatique de points de repère anatomiques pour l'estimation de la qualité des images." Thesis, Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0031/document.

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Abstract:

Nos travaux portent sur la réduction de la dose de rayonnement lors d'examens réalisés avec le Système de radiologie EOS. Deux approches complémentaires sont étudiées. Dans un premier temps, nous proposons une méthode de débruitage et de rehaussement de contraste conjoints pour optimiser le compromis entre la qualité des images et la dose de rayons X. Nous étendons le filtre à moyennes non locales pour restaurer les images EOS. Nous étudions ensuite comment combiner ce filtre à une méthode de rehaussement de contraste multi-échelles. La qualité des images cliniques est optimisée grâce à des fonctions limitant l'augmentation du bruit selon la quantité d’information locale redondante captée par le filtre. Dans un deuxième temps, nous estimons des indices d’exposition (EI) sur les images EOS afin de donner aux utilisateurs un retour immédiat sur la qualité de l'image acquise. Nous proposons ainsi une méthode reposant sur la détection de points de repère qui, grâce à l'exploitation de la redondance de mesures locales, est plus robuste à la présence de données aberrantes que les méthodes existantes. En conclusion, la méthode de débruitage et de rehaussement de contraste conjoints donne des meilleurs résultats que ceux obtenus par un algorithme exploité en routine clinique. La qualité des images EOS peut être quantifiée de manière robuste par des indices calculés automatiquement. Étant donnée la cohérence des mesures sur des images de pré-affichage, ces indices pourraient être utilisés en entrée d'un système de gestion automatique des expositions
We aim at reducing the ALARA (As Low As Reasonably Achievable) dose limits for images acquired with EOS full-body system by means of image processing techniques. Two complementary approaches are studied. First, we define a post-processing method that optimizes the trade-off between acquired image quality and X-ray dose. The Non-Local means filter is extended to restore EOS images. We then study how to combine it with a multi-scale contrast enhancement technique. The image quality for the diagnosis is optimized by defining non-parametric noise containment maps that limit the increase of noise depending on the amount of local redundant information captured by the filter. Secondly, we estimate exposure index (EI) values on EOS images which give an immediate feedback on image quality to help radiographers to verify the correct exposure level of the X-ray examination. We propose a landmark detection based approach that is more robust to potential outliers than existing methods as it exploits the redundancy of local estimates. Finally, the proposed joint denoising and contrast enhancement technique significantly increases the image quality with respect to an algorithm used in clinical routine. Robust image quality indicators can be automatically associated with clinical EOS images. Given the consistency of the measures assessed on preview images, these indices could be used to drive an exposure management system in charge of defining the optimal radiation exposure

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Danesi, Paolo. "Le contraste et la computation phonologique dans l'apprentissage des primitives phonologiques : Une analyse des harmonies vocaliques de rehaussement basée sur des primitives émergentes en Radical Substance Free Phonology." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2022. http://www.theses.fr/2022COAZ2040.

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Abstract:

RVH est un processus qui affecte la hauteur des voyelles. En présence de voyelles hautes, les voyelles moyennes d'un mot s'élèvent. Les harmonies fermantes présentent une propriété particulière: le rehaussement peut être scalaire ou complet. Les harmonies scalaires ferment les voyelles d'un degré de hauteur, tandis que les harmonies complètes transforment n'importe quelle voyelle en voyelle haute. Les RVH peuvent également être asymétriques: tous les déclencheurs attendus ne déclenchent pas l'harmonie, ou toutes les cibles attendues ne sont pas affectées (une voyelle haute peut ne pas déclencher le processus bien qu'étant phonétiquement haute, ou une voyelle peut ne pas se fermer bien que les autres voyelles le fassent). Dans le cas spécifique du parasitisme, certaines cibles ne subissent l'harmonie que si elles partagent une propriété avec le déclencheur. Trois dialectes de la Lombardie orientale montrent des RVH différentes: à Brescia toutes les voyelles moyennes sont affectées par le processus ; à Bergame l'harmonie cible uniquement les voyelles moyennes arrondies. En Camuno, où l'harmonie est parasitique, les voyelles arrondies se ferment lorsqu'elles sont suivies par des voyelles hautes, tandis que les voyelles non-arrondies ne réagissent que si la voyelle déclenchante est non arrondie. Il est montré que les théories qui peuvent formaliser les asymétries ont des problèmes avec les RVH scalaires, tandis que les théories qui traitent les RVH scalaires sont incapables de gérer les RVH asymétriques. Cette thèse soutient que les asymétries sont une forme spécifique de règles folles (Bach & Harms 1972, Chabot 2021): la classe des voyelles moyennes se divise en un sous-ensemble qui subit l'harmonie et un autre qui ne réagit pas. Cela nécessite l'existence de classes phonologiquement actives (Mielke 2008), plutôt que de classes naturelles. L'origine des difficultés rencontrées par les analyses existantes de RVH est l'hypothèse que les primitives mélodiques ainsi que leurs corrélats phonétiques sont universels et innés. La plupart des théories supposent que les primitives font partie d'un ensemble fixe où le corrélat phonétique de chaque primitive est donné à la naissance et est le même dans toutes les langues. L'alternative (Radical Substance Free Phonology) est une théorie basée sur des primitives émergentes, qui soutient qu'il n'y a pas des primitives à l'état initial de l'apprentissage: les enfants naissent avec la connaissance qu'il existe des primitives et qu'ils doivent les construire à partir des informations environnementales à leur disposition. Différents modèles d'émergence des primitives sont comparés. Les approches analysées (Dresher 2014, Sandstedt 2018, Odden 2022) considèrent que les primitives émergent sous l'influence du contraste et de la computation phonologique. Ils diffèrent cependant en ce que pour Dresher et Sandstedt le contraste et la computation sont également importants, tandis que pour Odden la computation est primaire et le contraste secondaire. Il est montré que dans un environnement où des primitives come α ou β sont utilisées, différentes théories de la computation peuvent produire des spécifications phonologiques différentes. Cette thèse plaide pour une computation phonologique où seuls l'addition et la soustraction des primitives sont permises. Dans cet environnement, les modèles de Dresher et Sandstedt ne peuvent rendre compte des RVH scalaires, alors que l'approche d'Odden peut construire les ensembles requis de représentations pour les RVH parasitiques et scalaires.Il peut également analyser les processus conditionnés par la morphologie, en profitant du fait que les primitives émergentes impliquent une interface entre la phonétique et la phonologie où les associations entre objets phonétiques et phonologiques sont arbitraires.L'approche d'Odden est formellement simple: la computation seule guide l'enfant vers les spécifications phonologiques sans recourir à d'autres mécanismes supplémentaires
Raising Vowel Harmony-RVH is a harmonic process that affects the height of vowels. In presence of high vowels, mid-vowels of a word raise. RVH displays a peculiar property: raising may be scalar or complete. Scalar RVH raise vowels by a degree of height, while complete RVH turn any vowel into a high vowel regardless of its lexical height. RVH may also be asymmetric: not all expected triggers actually trigger the harmony, or not all expected targets are affected (a high vowel may not trigger RVH though being high, or a mid-vowel may not raise while all other mid-vowels do). In the case of parasitism, some targets undergo VH only if they share a property with the trigger. The cross-linguistic properties of RVH are explored through a typological survey. Original fieldwork shows that three similar Eastern Lombard dialects display different RVHs. In Bresciano all mid-vowels are affected by raising ; in Bergamasco RVH targets only rounded mid-vowels. In Camuno RVH is parasitic : rounded vowels undergo raising whenever they are followed by high vowels, while unrounded vowels do so only if the triggering vowel is also unrounded. It is shown that theories able to formalize asymmetries encounter problems with scalar raising patterns, while theories that address the scalar nature of raising are unable to handle asymmetric RVH. It is argued that asymmetries and parasitic RVH are a form of crazy rules (Bach & Harms 1972, Chabot 2021): the class of mid vowels splits into a subset that undergoes raising and another that does not. This requires the existence of phonologically active classes (Mielke 2008), rather than of phonetically natural classes. It is argued that RVHs can only be described when phonological patterning alone defines which segments share a given prime. Given this background, it appears that the origin of the problems of existing analyses of RVH is the shared assumption that melodic primes as well as their phonetic correlates are universal and innate. Most theories assume the existence of a fixed set of primes that is universal and innate, where the phonetic correlate of every prime is given at birth and is the same in all languages. The alternative (Radical Substance Free Phonology) is a theory based on emergent primes, which argues that primes and their phonetic correlates are learned. There are no primes at the initial state : children are born with the knowledge that there are primes and that they will need to construct them based on environmental information. Primes are language-specific and have an arbitrary correlation with phonetics, which depends on contrast and behavior of segments in phonological processing (Mielke 2008, Dresher 2014). Different models of prime emergence are compared (Dresher 2014, Sandstedt 2018, Odden 2022). These proposals consider contrast and phonological processing as factors in prime emergence. For Dresher and Sandstedt contrast and processing are equally important, while for Odden processing has a logical precedence over contrast. In an environment where primes such as α β are used, different theories of computation may produce different prime specifications. This thesis argues for an approach to computation where only addition and subtraction of primes are allowed. This corresponds to the state of computation in Autosegmentalism, where primes may be either linked or delinked. On the representational side, this thesis endorses unary primes. It is shown that Sandstedt's model fails to account for scalar raising patterns and Odden's approach can build the required sets of representations for both parasitic and scalar RVH. It can also account for morphologically conditioned processes based on the fact that emergent primes entail phonetic arbitrariness, i.e. an interface between phonetics and phonology where mappings are arbitrary. Odden's approach is formally simpler than the others: processing alone guides the learner to prime specifications without recurring to other additional assumptions

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Irrera, Paolo. "Traitement d'images de radiographie à faible dose : Débruitage et rehaussement de contraste conjoints et détection automatique de points de repère anatomiques pour l'estimation de la qualité des images." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2015. http://www.theses.fr/2015ENST0031.

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Abstract:

Nos travaux portent sur la réduction de la dose de rayonnement lors d'examens réalisés avec le Système de radiologie EOS. Deux approches complémentaires sont étudiées. Dans un premier temps, nous proposons une méthode de débruitage et de rehaussement de contraste conjoints pour optimiser le compromis entre la qualité des images et la dose de rayons X. Nous étendons le filtre à moyennes non locales pour restaurer les images EOS. Nous étudions ensuite comment combiner ce filtre à une méthode de rehaussement de contraste multi-échelles. La qualité des images cliniques est optimisée grâce à des fonctions limitant l'augmentation du bruit selon la quantité d’information locale redondante captée par le filtre. Dans un deuxième temps, nous estimons des indices d’exposition (EI) sur les images EOS afin de donner aux utilisateurs un retour immédiat sur la qualité de l'image acquise. Nous proposons ainsi une méthode reposant sur la détection de points de repère qui, grâce à l'exploitation de la redondance de mesures locales, est plus robuste à la présence de données aberrantes que les méthodes existantes. En conclusion, la méthode de débruitage et de rehaussement de contraste conjoints donne des meilleurs résultats que ceux obtenus par un algorithme exploité en routine clinique. La qualité des images EOS peut être quantifiée de manière robuste par des indices calculés automatiquement. Étant donnée la cohérence des mesures sur des images de pré-affichage, ces indices pourraient être utilisés en entrée d'un système de gestion automatique des expositions
We aim at reducing the ALARA (As Low As Reasonably Achievable) dose limits for images acquired with EOS full-body system by means of image processing techniques. Two complementary approaches are studied. First, we define a post-processing method that optimizes the trade-off between acquired image quality and X-ray dose. The Non-Local means filter is extended to restore EOS images. We then study how to combine it with a multi-scale contrast enhancement technique. The image quality for the diagnosis is optimized by defining non-parametric noise containment maps that limit the increase of noise depending on the amount of local redundant information captured by the filter. Secondly, we estimate exposure index (EI) values on EOS images which give an immediate feedback on image quality to help radiographers to verify the correct exposure level of the X-ray examination. We propose a landmark detection based approach that is more robust to potential outliers than existing methods as it exploits the redundancy of local estimates. Finally, the proposed joint denoising and contrast enhancement technique significantly increases the image quality with respect to an algorithm used in clinical routine. Robust image quality indicators can be automatically associated with clinical EOS images. Given the consistency of the measures assessed on preview images, these indices could be used to drive an exposure management system in charge of defining the optimal radiation exposure

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Hingot, Vincent. "Development of ultrasound localization microscopy to measure cerebral perfusion during stroke : a study in mouse models prior to its translation in humans." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS562.

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Abstract:

L’échographie est une technique d’imagerie médicale employant des ultrasons. Un examen classique se base sur deux modes principaux, le mode B pour l’imagerie anatomique et le mode Doppler pour l’imagerie des flux sanguins.Dans le contexte des maladies cérébro-vasculaires, l’échographie sert principalement à estimer les altérations du flux sanguin dans les artères cérébrales majeures au travers du Doppler transcranien. Cependant, la faible qualité des images à travers le crâne ne permet pas à l’échographie d’être aussi performante que l’imagerie par résonance magnétique.Les récents progrès en échographie ont permis l’émergence de nouveaux modes d’imagerie, en particulier une technique de super-résolution ultrasonore qui permet d’augmenter la résolution ainsi que le contraste de l’imagerie vasculaire. Elle se base sur l’imagerie rapide de microbulles couramment utilisées comme agents de contraste pour l’échographie. En utilisant cette méthode, il a été possible d’imager jusqu’aux plus petits vaisseaux et permettrait chez l’homme l’imagerie de la perfusion cérébrale de manière plus performante que le Doppler transcranien. Cela pourrait rendre possible une prise en charge plus précoce et plus efficace des patients victimes d’accidents vasculaires cérébraux. Avant d’être utilisée dans un contexte médical, la technique de super-résolution ultrasonore doit être mieux comprise, mieux réalisée, et adaptée au contexte particulier des accidents vasculaires cérébraux. En particulier, ce manuscrit discutera des meilleures méthodes de formation d’image, et se penchera sur les performances réelles de l’imagerie super résolue. Nous discuterons également des possibilités de corriger les artefacts dus aux mouvements physiologiques et des possibilités d’utiliser l’imagerie super résolue dans divers organes et en particulier les reins, les tumeurs et la moelle épinière. L’étude approfondie par imagerie super résolue de modèles d’ischémie cérébrale chez le rongeur permettra de construire des biomarqueurs vasculaires adaptés au diagnostic des pathologies cérébro-vasculaires et devrait aider la translation vers des patients humains
Ultrasonography is a medical imaging technique that uses ultrasound. A typical examination is based on two main modes, B-mode for anatomical imaging and Doppler mode for blood flowimaging. In the context of cerebrovascular diseases, ultrasonography is used primarily to estimate alterations in blood flow in major cerebral arteries through transcranial Doppler. However, the low quality of the images through the skull does not allow ultrasound to be as efficient as magnetic resonance imaging. Recent advances in ultrasound have led to the emergence of new modes of imaging, particularly a super-resolution ultrasound technique that increases the resolution and contrast of vascular imaging. It is based on the rapid imaging of microbubbles commonly used as contrast agents for ultrasound. This method has shown that it can image even the smallest vessels and allows to perform cerebral perfusion imaging more effectively than Transcranial Doppler. This would allow earlier and more effective management of stroke patients. Before being used in a medical context, this ultrasound super-resolution technique must be better understood, better realized, and adapted to the particular context of cerebrovascular diseases. In particular, this manuscript will discuss how to best form images, and will look at the actual performance of super-resolved imaging. We will also discuss the possibilities of correcting artefacts due to physiological movements and the possibilities of using super-resolved imaging in various organs, particularly the kidneys, tumors and spinal cord. Finally, imaging of models of cerebral ischemia in rodents will enable the construction of vascular biomarkers suitable for the diagnosis of cerebrovascular pathologies and should aid translation into human patients

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Gauthier, Marianne. "Etude de l’influence de l’entrée artérielle tumorale par modélisation numérique et in vitro en imagerie de contraste ultrasonore. : application clinique pour l’évaluation des thérapies ciblées en cancérologie." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA11T088.

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Abstract:

L’échographie dynamique de contraste (DCE-US) est actuellement proposée comme technique d’imagerie fonctionnelle permettant d’évaluer les nouvelles thérapies anti-angiogéniques. Dans ce contexte, L'UPRES EA 4040, Université Paris-Sud 11, et le service d'Echographie de l'Institut Gustave Roussy ont développé une méthodologie permettant de calculer automatiquement, à partir de la courbe de prise de contraste moyenne obtenue dans la tumeur après injection en bolus d’un agent de contraste, un ensemble de paramètres semi-quantitatifs. Actuellement, l’état hémodynamique du patient ou encore les conditions d’injection du produit de contraste ne sont pas pris en compte dans le calcul de ces paramètres à l’inverse d’autres modalités (imagerie par résonance magnétique dynamique de contraste ou scanner de perfusion). L’objectif de cette thèse était donc d’étendre la méthode de déconvolution utilisée en routine dans les autres modalités d’imagerie à l’échographie de contraste. Celle-ci permet de s’affranchir des conditions citées précédemment en déconvoluant la courbe de prise de contraste issue de la tumeur par la fonction d’entrée artérielle, donnant ainsi accès aux paramètres quantitatifs flux sanguin, volume sanguin et temps de transit moyen. Mon travail de recherche s’est alors articulé autour de trois axes. Le premier visait à développer la méthode de quantification par déconvolution dédiée à l’échographie de contraste, avec l’élaboration d’un outil méthodologique suivie de l’évaluation de son apport sur la variabilité des paramètres de la microvascularisation. Des évaluations comparatives de variabilité intra-opérateur ont alors mis en évidence une diminution drastique des coefficients de variation des paramètres de la microvascularisation de 30% à 13% avec la méthode de déconvolution. Le deuxième axe était centré sur l’étude des sources de variabilité influençant les paramètres de la microvascularisation portant à la fois sur les conditions expérimentales et sur les conditions physiologiques de la tumeur. Enfin, le dernier axe a reposé sur une étude rétrospective menée sur 12 patients pour lesquels nous avons évalué l’intérêt de la déconvolution en comparant l’évolution des paramètres quantitatifs et semi-quantitatifs de la microvascularisation en fonction des réponses des tumeurs obtenues par les critères RECIST à partir d’un scan effectué à 2 mois. Cette méthodologie est prometteuse et peut permettre à terme une évaluation plus robuste et précoce des thérapies anti-angiogéniques que les méthodologies actuellement utilisées en routine dans le cadre des examens DCE-US
Dynamic contrast-enhanced ultrasonography (DCE-US) is currently used as a functional imaging technique for evaluating anti-angiogenic therapies. A mathematical model has been developed by the UPRES EA 4040, Paris-Sud university and the Gustave Roussy Institute to evaluate semi-quantitative microvascularization parameters directly from time-intensity curves. But DCE-US evaluation of such parameters does not yet take into account physiological variations of the patient or even the way the contrast agent is injected as opposed to other functional modalities (dynamic magnetic resonance imaging or perfusion scintigraphy). The aim of my PhD was to develop a deconvolution process dedicated to the DCE-US imaging, which is currently used as a routine method in other imaging modalities. Such a process would allow access to quantitatively-defined microvascularization parameters since it would provide absolute evaluation of the tumor blood flow, the tumor blood volume and the mean transit time. This PhD has been led according to three main goals. First, we developed a deconvolution method involving the creation of a quantification tool and validation through studies of the microvascularization parameter variability. Evaluation and comparison of intra-operator variabilities demonstrated a decrease in the coefficients of variation from 30% to 13% when microvascularization parameters were extracted using the deconvolution process. Secondly, we evaluated sources of variation that influence microvascularization parameters concerning both the experimental conditions and the physiological conditions of the tumor. Finally, we performed a retrospective study involving 12 patients for whom we evaluated the benefit of the deconvolution process: we compared the evolution of the quantitative and semi-quantitative microvascularization parameters based on tumor responses evaluated by the RECIST criteria obtained through a scan performed after 2 months. Deconvolution is a promising process that may allow an earlier, more robust evaluation of anti-angiogenic treatments than the DCE-US method in current clinical use

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Asquier, Nicolas. "Etude des moyens de caractérisation de l’ouverture de la barrière hémato-encéphalique induite par un dispositif ultrasonore implantable." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1330/document.

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Abstract:

La barrière hémato-encéphalique (BHE) est une protection naturelle du système nerveux central. Son étanchéité constitue néanmoins un frein à de nombreuses thérapies médicamenteuses. Elle peut être temporairement perméabilisée grâce à une exposition à des ultrasons, couplée à une injection de microbulles dans la circulation sanguine. Dans ce manuscrit, l'ouverture de la BHE avec un dispositif ultrasonore non focalisé et implantable est étudiée. Une méthode automatique de quantification du volume d'ouverture grâce aux images IRM issues d'une étude clinique de phase 1/2a chez des patients atteint d'un glioblastome multiforme récurrent a été développée et validée. Une corrélation entre la probabilité d'ouverture et la pression acoustique locale a été trouvée. L'activité de cavitation des microbulles a été étudiée in vitro pour affiner la compréhension de son lien avec l'ouverture de la BHE. L'incertitude de quantification de cette activité à l'aide d'un capteur mono-élément utilisé passivement (PCD) à travers le crâne a été évaluée. Une correction se basant sur la position du PCD par rapport à la source de cavitation a été proposée et validée. L'influence du volume couvert par un nuage de cavitation dans le champ ultrasonore non focalisé sur les amplitudes des signaux enregistrés par le PCD pendant le traitement clinique a été discutée. Deux méthodes de localisation et de différenciation de sources de cavitation multiples dans un contexte transcrânien ont été évaluées par simulations et in vitro
The blood-brain barrier (BBB) is a natural protection of the central nervous system. However, it limits the delivery of many drugs to the brain tissues. It can be temporarily disrupted by ultrasound exposure combined with intravenous injection of microbubbles. In this manuscript, BBB disruption with an implantable unfocused ultrasound device is studied. An automatic method for quantifying the volume of BBB disruption using MR images from a phase 1/2a clinical study in patients with reccurent glioblastoma was assessed and validated. A correlation between the probability of disruption and the local acoustic pressure was found. Microbubbles cavitation activity was studied in vitro to better understand its effect on BBB disruption. The uncertainty on the amplitudes of cavitation signals recorded with a passive single-element detector (PCD) through the skull was quantified. A position-based correction of the PCD signal was assessed and validated. The effect of the volume of a cavitation cloud in the unfocused ultrasound field on the signal amplitude recorded by the PCD during the clinical treatment was discussed. Two methods for localizing and discriminating cavitation sources in a transcranial context were evaluated by simulations and in vitro

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Pierre, Fabien. "Méthodes variationnelles pour la colorisation d’images, de vidéos, et la correction des couleurs." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0250/document.

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Abstract:

Cette thèse traite de problèmes liés à la couleur. En particulier, on s’intéresse à des problématiques communes à la colorisation d’images, de vidéos et au rehaussement de contraste. Si on considère qu’une image est composée de deux informations complémentaires, une achromatique (sans couleur) et l’autre chromatique (en couleur), les applications étudiées consistent à traiter une de ces deux informations en préservant sa complémentaire. En colorisation, la difficulté est de calculer une image couleur en imposant son niveau de gris. Le rehaussement de contraste vise à modifier l’intensité d’une image en préservant sa teinte. Ces problématiques communes nous ont conduits à étudier formellement la géométrie de l’espace RGB. On a démontré que les espaces couleur classiques de la littérature pour résoudre ces types de problème conduisent à des erreurs. Un algorithme, appelé spécification luminance-teinte, qui calcule une couleur ayant une teinte et une luminance données est décrit dans cette thèse. L’extension de cette méthode à un cadre variationnel a été proposée. Ce modèle a été utilisé avec succès pour rehausser les images couleur, en utilisant des hypothèses connues sur le système visuel humain. Les méthodes de l’état-de-l’art pour la colorisation d’images se divisent en deux catégories. La première catégorie regroupe celles qui diffusent des points de couleurs posés par l’utilisateur pour obtenir une image colorisée (colorisation manuelle). La seconde est constituée de celles qui utilisent une image couleur de référence ou une base d’images couleur et transfèrent les couleurs de la référence sur l’image en niveaux de gris (colorisation basée exemple). Les deux types de méthodes ont leurs avantages et inconvénients. Dans cette thèse, on propose un modèle variationnel pour la colorisation basée exemple. Celui-ci est étendu en une méthode unifiant la colorisation manuelle et basée exemple. Enfin, nous décrivons des modèles variationnels qui colorisent des vidéos tout en permettent une interaction avec l’utilisateur
This thesis deals with problems related to color. In particular, we are interested inproblems which arise in image and video colorization and contrast enhancement. When considering color images composed of two complementary information, oneachromatic (without color) and the other chromatic (in color), the applications studied in this thesis are based on the processing one of these information while preserving its complement. In colorization, the challenge is to compute a color image while constraining its gray-scale channel. Contrast enhancement aims to modify the intensity channel of an image while preserving its hue.These joined problems require to formally study the RGB space geometry. In this work, it has been shown that the classical color spaces of the literature designed to solve these classes of problems lead to errors. An novel algorithm, called luminance-hue specification, which computes a color with a given hue and luminance is described in this thesis. The extension of this method to a variational framework has been proposed. This model has been used successfully to enhance color images, using well-known assumptions about the human visual system. The state-of-the-art methods for image colorization fall into two categories. The first category includes those that diffuse color scribbles drawn by the user (manual colorization). The second consists of those that benefits from a reference color image or a base of reference images to transfer the colors from the reference to the grayscale image (exemplar-based colorization). Both approach have their advantages and drawbacks. In this thesis, we design a variational model for exemplar-based colorization which is extended to a method unifying the manual colorization and the exemplar-based one. Finally, we describe two variational models to colorize videos in interaction with the user

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Sbeity, Fatima. "Identification et modélisation de systèmes non linéaires générant des sous et ultra-harmoniques : Application à l'imagerie ultrasonore sous et ultra-harmonique." Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062555.

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Abstract:

L'amélioration du contraste des images échographiques occupe une place importante en imagerie ultrasonore médicale puisque la qualité des images impacte directement le diagnostic médical. Les imageries de contraste sous et ultra-harmoniques sont deux techniques permettant de produire des images à fort contraste. Le développement de techniques de filtrage, permettant de mieux extraire les composantes sous et ultra-harmoniques présentes dans les signaux renvoyés par les produits de contraste ultrasonore, a pour conséquence d'améliorer encore plus le contraste des images. Les modèles non linéaires dits " boîtes noires " du type Volterra, Hammerstein, Wiener, sont souvent utilisés pour identifier et modéliser les systèmes non linéaires tels que les produits de contraste ultrasonore. Ces modèles, bien que très bien adaptés pour modéliser les composantes harmoniques entières, ne le sont plus en présence de sous et ultra-harmoniques. Dans les années 2000, une méthode permettant la modélisation de sous et ultra-harmoniques en utilisant un modèle de Volterra à plusieurs entrées (Muliple Input Single Output : MISO) a été développée. Pourtant, bien que cette méthode soit complètement originale dans le domaine considéré, les points clés qui la sous-tendent ne sont pas clairement identifiés. C'est en identifiant clairement les points clés de la méthode existante que nous pouvons la généraliser et proposer plusieurs nouveaux paradigmes pour la modélisation et l'extraction de sous et ultra-harmoniques. Nous proposons alors des alternatives beaucoup plus simples du type mono-entrée mono-sortie (Single Input Single Output: SISO). En modulant en fréquence l'entrée du système, nous avons pu ainsi identifier les réponses impulsionnelles des différents canaux du modèle de Hammerstein généralisé. À partir de ce cadre général, nous avons aussi proposé de nouvelles approches pour réduire la complexité du modèle de Volterra.

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Daher, Hani. "Contribution à l'analyse de la dynamique des écritures anciennes pour l'aide à l'expertise paléographique." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00834687.

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Abstract:

Mes travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre du projet ANR GRAPHEM1 (Graphemebased Retrieval and Analysis for PaleograpHic Expertise of Middle Age Manuscripts). Ilsprésentent une contribution méthodologique applicable à l'analyse automatique des écrituresanciennes pour assister les experts en paléographie dans le délicat travail d'étude et dedéchiffrage des écritures.L'objectif principal est de contribuer à une instrumetation du corpus des manuscritsmédiévaux détenus par l'Institut de Recherche en Histoire des Textes (IRHT - Paris) en aidantles paléographes spécialisés dans ce domaine dans leur travail de compréhension de l'évolutiondes formes de l'écriture par la mise en place de méthodes efficaces d'accès au contenu desmanuscrits reposant sur une analyse fine des formes décrites sous la formes de petits fragments(les graphèmes). Dans mes travaux de doctorats, j'ai choisi d'étudier la dynamique del'élément le plus basique de l'écriture appelé le ductus2 et qui d'après les paléographes apportebeaucoup d'informations sur le style d'écriture et l'époque d'élaboration du manuscrit.Mes contributions majeures se situent à deux niveaux : une première étape de prétraitementdes images fortement dégradées assurant une décomposition optimale des formes en graphèmescontenant l'information du ductus. Pour cette étape de décomposition des manuscrits, nousavons procédé à la mise en place d'une méthodologie complète de suivi de traits à partir del'extraction d'un squelette obtenu à partir de procédures de rehaussement de contraste et dediffusion de gradients. Le suivi complet du tracé a été obtenu à partir de l'application des règlesfondamentales d'exécution des traits d'écriture, enseignées aux copistes du Moyen Age. Il s'agitd'information de dynamique de formation des traits portant essentiellement sur des indicationsde directions privilégiées.Dans une seconde étape, nous avons cherché à caractériser ces graphèmes par desdescripteurs de formes visuelles compréhensibles à la fois par les paléographes et lesinformaticiens et garantissant une représentation la plus complète possible de l'écriture d'unpoint de vue géométrique et morphologique. A partir de cette caractérisation, nous avonsproposé une approche de clustering assurant un regroupement des graphèmes en classeshomogènes par l'utilisation d'un algorithme de classification non-supervisé basée sur lacoloration de graphe. Le résultat du clustering des graphèmes a conduit à la formation dedictionnaires de formes caractérisant de manière individuelle et discriminante chaque manuscrittraité. Nous avons également étudié la puissance discriminatoire de ces descripteurs afin d'obtenir la meilleure représentation d'un manuscrit en dictionnaire de formes. Cette étude a étéfaite en exploitant les algorithmes génétiques par leur capacité à produire de bonne sélection decaractéristiques.L'ensemble de ces contributions a été testé à partir d'une application CBIR sur trois bases demanuscrits dont deux médiévales (manuscrits de la base d'Oxford et manuscrits de l'IRHT, baseprincipale du projet), et une base comprenant de manuscrits contemporains utilisée lors de lacompétition d'identification de scripteurs d'ICDAR 2011. L'exploitation de notre méthode dedescription et de classification a été faite sur une base contemporaine afin de positionner notrecontribution par rapport aux autres travaux relevant du domaine de l'identification d'écritures etétudier son pouvoir de généralisation à d'autres types de documents. Les résultats trèsencourageants que nous avons obtenus sur les bases médiévales et la base contemporaine, ontmontré la robustesse de notre approche aux variations de formes et de styles et son caractèrerésolument généralisable à tout type de documents écrits.

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Lin, Fanglue. "Ultrasound contrast imaging with multi-pulse transmission." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01018646.

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Abstract:

In ultrasound imaging domain, nonlinear imaging has become an important branch. Nonlinear imaging can be divided into tissue harmonic imaging and contrast harmonic imaging, according to where the nonlinear signals come from. Contrast harmonic imaging emerges because contrast agents, which are intravenously injected to enhance the weak echoes backscattered from blood cells, can vibrate nonlinearly when they undergo an acoustic pressure. Then, these nonlinear signals backscattered by contrast agents are collected to form harmonic images. However, during the wave propagation in tissue, the harmonics of the transmitted wave are also generated in tissue. The presence of tissue harmonic signals degrades the image quality in contrast harmonic imaging. This thesis aims to better distinguish the echoes from contrast agents and the echoes from tissue, whether through designing new modalities, or investigating and optimizing the existing modalities. Our efforts are mainly focused on the multi-pulse techniques in ultrasound contrast imaging. Firstly, we propose a mathematical background to generalize most of the multi-pulse ultrasound imaging techniques that have been described in previous literatures. The formulation can be used to predict the nonlinear components in each frequency band and to design new transmission sequences to either increase or decrease specified nonlinear components in each harmonic band. Simulation results on several multi-pulse techniques are in agreement with the results given in previous literatures. Secondly, the techniques using multiple transmissions to increase the CTR are generally based on the response of static scatterers inside the imaged region. However, scatterer motion, for example in blood vessels, has an inevitable influence on the relevance of the techniques. It can either upgrade or degrade the technique involved. Simulations, in-vitro experiments from a single bubble and clouds of bubbles, and in-vivo experiments from rats show that the phase shift of the echoes backscattered from bubbles is dependent on the transmissions' phase shift, and that the bubble motion influences the efficiency of multi-pulse techniques. Furthermore, experimental results based on the second-harmonic inversion (SHI) technique reveal that bubble motion can be taken into account to optimize multi-pulse techniques. Besides, a new technique, called double pulse inversion (DPI), has also been proposed. The PI technique is applied twice before and after the arrival of the contrast agents to the region of interest. The resulting PI signals are substracted to suppress the tissue-generated harmonics and to improve CTR. Simulations and in-vitro experimental results have shown an improved CTR of DPI. However, the presence of tissue movements may hamper the effectiveness of this technique. In-vivo experimental results confirm that the tissue motion of the rat during the acquisition is an inevitable barrier of this technique.

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Azizian, Kalkhoran Mohammad. "Design and development of a universal handheld probe for optoacoustic-ultrasonic 3D imaging." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI027/document.

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Abstract:

La présente dissertation est principalement consacrée à la conception et à la caractérisation d’une sonde universelle pour l’imagerie volumétrique ultrasons-optoacoustique et le développement d’un algorithme de reconstruction adapté aux exigences physiques pour la conception du système. Les traits distinctifs de cette dissertation sont l’introduction d’une nouvelle géométrie pour les sondes manuelles ultrasons-optoacoustique et des évaluations systématiques basées sur des méthodes de pré-reconstruction et post-reconstruction. Pour éviter l’interprétation biaisée, une évaluation capable d’évaluer le potentiel de la sonde doit être faite. Les caractéristiques mentionnées établissent un cadre pour l’évaluation des performances du système d’imagerie d’une manière précise. En outre, elle permet d’optimiser les performances suivant l’objectif fixé. Ainsi, deux algorithmes de reconstruction anticipée ont été élaborés pour la conception du système OPUS (optoacoustique ultrasons) capables de produire des images avec un contraste et une résolution homogènes sur tout le volume d’intérêt. L’intérêt d’avoir de tels algorithmes est principalement dû au fait que l’analyse des données médicales est souvent faite dans des conditions difficiles, car on est face au bruit, au faible contraste, aux projections limités et à des transformations indésirables opérées par les systèmes d’acquisition. Cette thèse montre, aussi, comment les artefacts de reconstruction peuvent être réduits en compensant les propriétés d’ouverture et en atténuant les artefacts dus à l’échantillonnage angulaire parcimonieux. Afin de transférer cette méthodologie à la clinique et de valider les résultats théoriques, une plate-forme d’imagerie expérimentale a été développée. En utilisant le système de mesure développé, l’évolution d’une nouvelle géométrie annulaire parcimonieuse et sa dynamique ont été étudiées et une preuve de concept a été démontrée à travers des mesures expérimentales dans le but d’évaluer les progrès réalisés
When the interest is in multiscale and multipurpose imaging, there exists such a will in integrating multi-modalilties into a synergistic paradigm in order to leverage the diagnostic values of the interrogating agents. Employing multiple wavelengths radiation, optoacoustic imaging benefits from the optical contrast to specifically resolve molecular structure of tissue in a non-invasive manner. Hybridizing optoacoustic and ultrasound imaging comes with the promises of delivering the complementary morphological, functional and metabolic information of the tissue. This dissertation is mainly devoted to the design and characterization of a hybridized universal handheld probe for optoacoustic ultrasound volumetric imaging and developing adaptive reconstruction algorithms toward the physical requirements of the designed system. The distinguishing features of this dissertation are the introduction of a new geometry for optoacoustic ultrasonic handheld probe and systematic assessments based on pre and post reconstruction methods. To avoid the biased interpretation, a de facto performance assessment being capable of evaluating the potentials of the designed probe in an unbiased manner must be practiced. The aforementioned features establish a framework for characterization of the imaging system performance in an accurate manner. Moreover, it allows further task performance optimization as well. Correspondingly, two advanced reconstruction algorithms have been elaborated towards the requirement of the designed optoacoustic-ultrasound (OPUS) imaging system in order to maximize its ability to produce images with homogeneous contrast and resolution over the entire volume of interest. This interest is mainly due to the fact that the medical data analysis pipeline is often carried out in challenging conditions, since one has to deal with noise, low contrast, limited projections and undesirable transformations operated by the acquisition system. The presented thesis shows how reconstruction artifacts can be reduced by compensating for the detecting aperture properties and alleviate artifacts due to sparse angular sampling. In pursuit of transferring this methodology to clinic and validating the theoretical results, a synthetic imaging platform was developed. Using the measurement system, the evolution of a novel sparse annular geometry and its dynamics has been investigated and a proof of concept was demonstrated via experimental measurement with the intention of benchmarking progress

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Pašović, Mirza. "Tissue harmonic reduction : application to ultrasound contrast harmonic imaging." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10060.

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Abstract:

Les agents de contraste sont de petites bulles qui répondent non linéairement lorsqu’ils sont exposés à ultrasons. La réponse non-linéaire donne la possibilité d’images échographiques harmoniques qui a beaucoup d’avantages sur l’imagerie fondamentale. Toutefois, afin d’accroître l’échographie de contraste d’imagerie harmonique de performance nous devons d’abord comprendre la propagation non linéaire d’ultrasons. La non-linéarité du milieu déforme l’onde qui se propage, tels que les harmoniques commencent à se développer. La théorie qui a été prévue est la mise en œuvre, qui a permis une nouvelle méthode de modélisation de propagation des ultrasons non-linéaire. La connaissance acquise au cours de ce processus a été utilisée pour construire un deuxième signal à composantes multiples pour la réduction des harmoniques générées en raison des non-linéarités des tissus. En conséquence, la détection d’agents de contraste ultrasonore aux harmoniques a été augmentée. Une puissante technique d’imagerie échographique (Pulse inversion) a été renforcée avec le deuxième signal pour la réduction des harmoniques. Qu’est-ce qui a été appris pendant l’investigation : le pulse inversion technique a donné une nouvelle phase codée, appelée inversion de seconde harmonique. En outre, il a été noté que pour différents types de médias le niveau de distorsion de l’impulsion à ultrasons est différent. Cela dépend en grande partie du paramètre non linéaire B / A. Les travaux sur ce paramètre n’a pas été fini, mais il est quand même important de continuer dans cette direction puisque B / A imagerie avec des agents de contraste ultrasonore a beaucoup de potentiel
Ultrasound contrast agents are small micro bubbles that respond nonlinearly when exposed to ultrasound wave. The nonlinear response gives possibility of harmonic ultrasound images which has many advantages over fundamental imaging. However, to increase ultrasound contrast harmonic imaging performance we must first understand nonlinear propagation of ultrasound wave. Nonlinear propagation distorts the propagating wave such that higher harmonics appear as the wave is propagating. The theory that was laid down, was allowed implementing a new method of modelling nonlinear ultrasound propagation. The knowledge obtained during this process was used to construct a multiple component second harmonic reduction signal for reduction of their harmonics generated due to the tissue nonlinearities. As a consequence detection of ultrasound contrast agents at higher harmonics was increased. Further more, a powerful ultrasound imaging technique called Pulse Inversion, was further enhanced with multiple component second harmonic reduction signal. What was learned during investigation of the Pulse Inversion, technique lead to a new phase coded ultrasound contrast harmonic method called second harmonic inversion;. Also it was noted that for different type of media the level of distortion of ultrasound pulse is different. It depends largely on the nonlinear parameter B / A. Although the work on this parameter has not been finished it is very important to continue in this direction since B / A imaging with ultrasound contrast agents has a lot of potential

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Daher, Hani. "Contribution à l'analyse de la dynamique des écritures anciennes pour l'aide à l'expertise paléographique." Electronic Thesis or Diss., Paris 5, 2012. http://www.theses.fr/2012PA05S017.

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Mes travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre du projet ANR GRAPHEM1 (Graphemebased Retrieval and Analysis for PaleograpHic Expertise of Middle Age Manuscripts). Ilsprésentent une contribution méthodologique applicable à l'analyse automatique des écrituresanciennes pour assister les experts en paléographie dans le délicat travail d’étude et dedéchiffrage des écritures.L’objectif principal est de contribuer à une instrumetation du corpus des manuscritsmédiévaux détenus par l’Institut de Recherche en Histoire des Textes (IRHT – Paris) en aidantles paléographes spécialisés dans ce domaine dans leur travail de compréhension de l’évolutiondes formes de l’écriture par la mise en place de méthodes efficaces d’accès au contenu desmanuscrits reposant sur une analyse fine des formes décrites sous la formes de petits fragments(les graphèmes). Dans mes travaux de doctorats, j’ai choisi d’étudier la dynamique del’élément le plus basique de l’écriture appelé le ductus2 et qui d’après les paléographes apportebeaucoup d’informations sur le style d’écriture et l’époque d’élaboration du manuscrit.Mes contributions majeures se situent à deux niveaux : une première étape de prétraitementdes images fortement dégradées assurant une décomposition optimale des formes en graphèmescontenant l’information du ductus. Pour cette étape de décomposition des manuscrits, nousavons procédé à la mise en place d’une méthodologie complète de suivi de traits à partir del’extraction d’un squelette obtenu à partir de procédures de rehaussement de contraste et dediffusion de gradients. Le suivi complet du tracé a été obtenu à partir de l’application des règlesfondamentales d’exécution des traits d’écriture, enseignées aux copistes du Moyen Age. Il s’agitd’information de dynamique de formation des traits portant essentiellement sur des indicationsde directions privilégiées.Dans une seconde étape, nous avons cherché à caractériser ces graphèmes par desdescripteurs de formes visuelles compréhensibles à la fois par les paléographes et lesinformaticiens et garantissant une représentation la plus complète possible de l’écriture d’unpoint de vue géométrique et morphologique. A partir de cette caractérisation, nous avonsproposé une approche de clustering assurant un regroupement des graphèmes en classeshomogènes par l’utilisation d’un algorithme de classification non-supervisé basée sur lacoloration de graphe. Le résultat du clustering des graphèmes a conduit à la formation dedictionnaires de formes caractérisant de manière individuelle et discriminante chaque manuscrittraité. Nous avons également étudié la puissance discriminatoire de ces descripteurs afin d’obtenir la meilleure représentation d’un manuscrit en dictionnaire de formes. Cette étude a étéfaite en exploitant les algorithmes génétiques par leur capacité à produire de bonne sélection decaractéristiques.L’ensemble de ces contributions a été testé à partir d’une application CBIR sur trois bases demanuscrits dont deux médiévales (manuscrits de la base d’Oxford et manuscrits de l’IRHT, baseprincipale du projet), et une base comprenant de manuscrits contemporains utilisée lors de lacompétition d’identification de scripteurs d’ICDAR 2011. L’exploitation de notre méthode dedescription et de classification a été faite sur une base contemporaine afin de positionner notrecontribution par rapport aux autres travaux relevant du domaine de l’identification d’écritures etétudier son pouvoir de généralisation à d’autres types de documents. Les résultats trèsencourageants que nous avons obtenus sur les bases médiévales et la base contemporaine, ontmontré la robustesse de notre approche aux variations de formes et de styles et son caractèrerésolument généralisable à tout type de documents écrits
My thesis work is part of the ANR GRAPHEM Project (Grapheme based Retrieval andAnalysis for Expertise paleographic Manuscripts of Middle Age). It represents a methodologicalcontribution applicable to the automatic analysis of ancient writings to assist the experts inpaleography in the delicate work of the studying and deciphering the writing.The main objective is to contribute to an instrumentation of the corpus of medievalmanuscripts held by “Institut de Recherche en Histoire de Textes” (IRHT-Paris), by helping thepaleographers specialized in this field in their work of understanding the evolution of forms inthe writing, with the establishment of effective methods to access the contents of manuscriptsbased on a fine analysis of the forms described in the form of small fragments (graphemes). Inmy PhD work, I chose to study the dynamic of the most basic element of the writing called theductus and which according to the paleographers, brings a lot of information on the style ofwriting and the era of the elaboration of the manuscript.My major contribution is situated at two levels: a first step of preprocessing of severelydegraded images to ensure an optimal decomposition of the forms into graphemes containingthe ductus information. For this decomposition step of manuscripts, we have proceeded to theestablishment of a complete methodology for the tracings of strokes by the extraction of theskeleton obtained from the contrast enhancement and the diffusion of the gradient procedures.The complete tracking of the strokes was obtained from the application of fundamentalexecution rules of the strokes taught to the scribes of the Middle Ages. It is related to thedynamic information of the formation of strokes focusing essentially on indications of theprivileged directions.In a second step, we have tried to characterize the graphemes by visual shape descriptorsunderstandable by both the computer scientists and the paleographers and thus unsuring themost complete possible representation of the wrting from a geometrical and morphological pointof view. From this characterization, we have have proposed a clustering approach insuring agrouping of graphemes into homogeneous classes by using a non-supervised classificationalgorithm based on the graph coloring. The result of the clustering of graphemes led to theformation of a codebook characterizing in an individual and discriminating way each processedmanuscript. We have also studied the discriminating power of the descriptors in order to obtaina better representation of a manuscript into a codebook. This study was done by exploiting thegenetic algorithms by their ability to produce a good feature selection.The set of the contributions was tested from a CBIR application on three databases ofmanuscripts including two medieval databases (manuscripts from the Oxford and IRHTdatabases), and database of containing contemporary manuscripts used in the writersidentification contest of ICDAR 2011. The exploitation of our description and classificationmethod was applied on a cotemporary database in order to position our contribution withrespect to other relevant works in the writrings identification domain and study itsgeneralization power to other types of manuscripts. The very encouraging results that weobtained on the medieval and contemporary databases, showed the robustness of our approachto the variations of the shapes and styles and its resolutely generalized character to all types ofhandwritten documents

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Louis, Jean-Sébastien. "Développements en IRM quantitative de perfusion pour le diagnostic de fibrose myocardique." Thesis, Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0061.

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L’insuffisance cardiaque est un enjeu de santé publique majeur dans les pays occidentaux. Ce syndrome complexe peut être la résultante de pathologies sous-jacentes du myocarde comme le dépôt de fibrose, diffusant sur l’ensemble du tissu myocardique. L’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est la modalité de référence dans l’exploration clinique des tissus mous du tissu myocardique. Plusieurs biomarqueurs d’IRM comme le temps de relaxation T1 ou encore la quantification du volume extracellulaire (ECV) ont révélé leur utilité clinique dans le diagnostic de fibroses localisées. L’IRM avec injection de produit de contraste a également montré son fort pouvoir diagnostic dans la détection de lésions post-infarctus. Le suivi dynamique de rehaussement de contraste (DCE) semble être une technique prometteuse dans la différenciation de zones dont la perfusion/perméabilité tissulaire est altérée par un dépôt fibrotique. Dans ces travaux de thèse, nous sommes partis de l’hypothèse que la quantification de la perméabilité cardiaque et l’extraction du volume extracellulaire extravasculaire Ve, permettraient la détection de lésions diffuses avec comme corolaire un raccourcissement de la durée totale d’examen pour l’estimation de l’ECV. Ce mémoire présente dans un premier temps, les travaux méthodologiques mis en œuvre pour permettre l’analyse quantitative DCE myocardique. Pour cela, une méthode de reconstruction de fonction d’entrée artérielle est présentée afin de permettre la quantification DCE sans séquence ou protocole spécifique. Un algorithme de recalage des images dynamiques est décrit, afin de rendre possible l’analyse sous forme de cartes paramétriques. Les conditions d’acquisition des données ont également été étudiées par simulations de Monte-Carlo et cela a permis de proposer un protocole le plus court possible pour l’estimation de Ve. Dans un second temps, les résultats obtenus par analyse DCE ont été comparés aux résultats obtenus par analyse ECV dans le diagnostic de fibrose diffuse. Une corrélation entre ces deux paramètres a été démontrée sur un groupe de 12 patients présentant un prolapsus de la valve mitrale. Un test de permutation a permis de séparer l’échantillon en deux sous-groupes de manière équivalente à l’ECV. Ces travaux de thèse proposent un flux de post traitement complet d’analyse quantitative DCE myocardique et ouvrent la voie à une estimation plus rapide du volume extracellulaire pour la quantification de la fibrose diffuse myocardique
Heart failure represents a major public health issue in western world. It is a complex syndrome that could be the cause and/or the consequence of underlying pathologies such interstitial diffuse fibrosis. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is the reference imaging modality for soft tissue assessment and especially the myocardium. Several imaging biomarkers such relaxation time T1 or extracellular volume fraction (ECV) have proven their diagnostic power in term of sensitivity and specificity. MRI with contrast agent injection has also demonstrated its usefulness in diagnostic of post-infarct local fibrosis for instance. Dynamic contrast enhancement (DCE) is widely investigated for its supposed ability to discriminate areas from which perfusion/permeability properties have been altered by the presence of fibrosis deposition. We hypothesized that the quantification of myocardial permeability and the estimation of the extracellular extravascular volume fraction Ve could led to a better detection of diffuse fibrosis. Consequently, we investigated the possibility of a shorter protocol for the evaluation of ECV. In this manuscript, we first present the methodological developments that allow the quantitative analysis of DCE cardiac MRI. This implied the development of a post-processing method for Arterial Input Function reconstruction, allowing DCE quantification without the need of specific sequences or protocols. A post-processing algorithm for perfusion images registration have been developed for pixel-wise parametric maps reconstruction. Data acquisition have been simulated in a Monte-Carlo fashion in order to assess the impact of acquisition strategies on parameters accuracy. This eventually led to the design of the shortest possible imaging strategy for Ve quantification. Secondly, clinical results obtained with our quantitative DCE analysis framework have been confronted to those obtained with classical ECV method for diffuse fibrosis detection. Correlation between those two parameters have been found a group of 12 patients presenting mitral valve prolapses. Permutation test on Ve distribution allowed us to show a significant difference between two groups the same way the ECV values did. The presented work describes a full quantitative DCE analysis framework that could allow to a shorter imaging protocol for extracellular extravascular estimation for diffuse myocardial fibrosis diagnosis

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Dissertations / Theses on the topic 'Rehaussement de contraste ultrasonore'

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