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Dissertations / Theses on the topic 'Scanner tomographique'
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Jaquet, Clara. "Vers la simulation de perfusion du myocarde à partir d'image tomographique scanner." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1117/document.
Full textAbstract:
De nos jours, les progrès de l’informatisation de l’imagerie médicale assistent au plus près les médecins dans leur soin au patient. Des modèles personnalisés computationnels sont utilisés pour le diagnostique, prognostique et planification du traitement, en diminuant lesrisques pour le patient, et potentiellement les frais médicaux.Heartflow est l’exemple même d’une compagnie qui réussit ce service dans le domaine cardiovasculaire. À partir d’un modèle extrait d’images tomographiques rayons X, les lésions avec impact fonctionnel sont identifiées dans les artères coronaires. Cette analyse qui combine l’anatomie à la fonction est néanmoins limitée par la résolution de l’image. En aval de ces larges vaisseaux, un examen fonctionnel dénommé Imagerie de Perfusion du Myocarde (IPM) met en évidence les régions du myocarde affectées par un déficit de flux sanguin. Cependant, l’IPM n’établie pas de relation fonctionnelle avec les larges vaisseaux coronaires lésés en amont.L’objectif de ce projet est de construire la connexion fonctionnelle entre les coronaires et le myocarde, en extrapolant l’analyse fonctionnelle depuis les larges vaisseaux vers le lit capillaire. À cette fin, il faut étendre le modèle vasculaire jusqu'aux microvaisseaux, et mener une analyse fonctionnelle en direction du comportement myocardique.Nous étendons une méthode de génération d’arbre vasculaire basée sur la satisfaction de principes fonctionnels, nommée Constrained Constructive Optimization (Optimization Constructive sous Contraintes), pour qu’elle s’applique à de multiples arbres vasculaires en compétition. L’algorithme simule l’angiogénèse avec minimisation du volume vasculaire sous contraintes de flux et de géométrie adaptant la croissance simultanée des arbres aux caractéristiques du patient. Cette méthode fournit un modèle hybride composé de coronaires épicardiales extraites d’images et de vaisseaux synthétiques jusqu’aux artérioles, emplissant le ventricule gauche du myocarde.Puis, nous construisons un pipeline d’analyse fonctionnelle multi-échelle pour étendre la simulation de flux depuis les coronaires vers le myocarde. Cela consiste en un modèle de flux coronaire 1D compatible avec la vasculature hybride, et l’analyse de la distribution spatiale des flux provenant des segments terminaux. Cette dernière est réalisée dans une nomenclature similaire à celle de l’IPM pour permettre la comparaison avec des données de vérité terrain fonctionnelles.Nous avons relié l’anatomie du réseau vasculaire à la distribution de flux dans le myocarde pour plusieurs patients. Cette analyse multi-échelle permet d’identifier des pistes pour affiner les méthodes de génération vasculaire et de simulation de flux. Cette extrapolation anatomique et fonctionnelle personnalisée est une première passerelle pour la simulation de perfusion du myocarde à partir d’imagerie tomographique scanner. La construction d’un tel modèle computationnel personnalisé pourrait aider à la compréhension de la physio-pathologie cardiovasculaire complexe et, enfin, à la santé du patientRecent advances in medical image computing have allowed automatedsystems to closely assist physicians in patient therapy. Computationaland personalized patient models benefit diagnosis, prognosisand treatment planning, with a decreased risk for the patient,as well as potentially lower cost. HeartFlow Inc. is a successfull exampleof a company providing such a service in the cardiovascularcontext. Based on patient-specific vascular model extracted from XrayCT images, they identify functionally significant disease in largecoronary arteries. Their combined anatomical and functional analysisis nonetheless limited by the image resolution. At the downstreamscale, a functional exam called Myocardium Perfusion Imaging (MPI)highlights myocardium regions with blood flow deficit. However,MPI does not functionally relate perfusion to the upstream coronarydisease.The goal of our project is to build the functional bridge betweencoronary and myocardium, by extrapolating the functional analysisfrom large coronary toward the capillary bed. This objective requiresextension from the coronary model down to the microvasculaturecombined with a functional analysis leading to the myocardium compartment.We expand a tree generation method subjected to functional principles,named Constrained Constructive Optimization, to generate multiplecompeting vascular trees. The algorithm simulates angiogenesisunder vascular volume minimization with flow-related and geometricalconstraints, adapting the simultaneous tree growths to patientpriors. This method provides a hybrid image-based and synthetic geometricmodel, starting from segmented epicardium coronary downto synthetic arterioles, filling the left ventricle myocardium.We then build a multiscale functional analysis pipeline to allowblood flow simulation from the coronaries to the myocardium. Thisis achieved with a 1D coronary model compatible with the hybridvasculature, and a spatial blood flow distribution analysis of the terminalsegments. The latter is performed using a similar nomenclatureto MPI, to enable patient-specific comparison with functional groundtruthdata.We connected the vascular anatomy to blood flow distribution inthe myocardium on several patient datasets. This multiscale frameworkpoints out several leads to refine the vascular network generationand fluid simulation methods. This patient-specific anatomicaland functional extrapolation is a first gateway toward myocardiumperfusion from X-ray CT data. Building such personalized computational model of patient could potentially help investigating cardiovascularcomplex physio-pathology, and, finally, improve the patientcare
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Laurendeau, Matthieu. "Tomographic incompleteness maps and application to image reconstruction and stationary scanner design." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2024. http://www.theses.fr/2024ISAL0130.
Full textAbstract:
La tomographie par rayons X est l'une des modalités d'imagerie les plus couramment utilisées dans les domaines médical et industriel. Ces dernières années, de nouvelles sources à rayons X ont été développées sur la base de cathodes en nanotubes de carbone (CNT). Leur taille compacte permet de concevoir une nouvelle génération de scanner multi-sources. Contrairement aux systèmes traditionels dotés d'une seule source mobile, ces scanners adoptent des architectures stationnaires où plusieurs sources sont fixées à des positions précises. Cela profiterait à la fois à l'industrie, avec des scanners moins chers, et aux applications médicales, avec des scanners légers et mobiles qui pourraient être déployés directement sur les sites d'urgence. Cependant, ce type de scanner a une couverture angulaire limitée, posant des défis importants en reconstruction d'images. Cette thèse se concentre sur la conception de tels scanners stationnaires. Trois axes d'étude sont examinés. La première contribution est le développement d'une métrique indépendante de l'objet, afin d'évaluer la capacité de reconstruction d'une géométrie de scanner. Basée sur la condition de Tuy, la métrique évalue l'incomplétude tomographique locale et est visualisée selon des cartes de champs vectoriels 3D. Elle est ensuite améliorée pour traiter les projections tronquées, la rendant plus applicable aux configurations du monde réel. Ces cartes permettent de classer différentes géométries, de prédire la qualité de reconstruction et d'identifier l'origine des artefacts géométriques. Elle est calculée pour une variété de géométries, y compris des scanners existants. La seconde est une nouvelle méthode de régularisation locale qui permet de relever les défis de la reconstruction à angle limité. Basée sur une régularisation de type variation totale directionnelle (DTV), la méthode adapte la force et les poids directionnels à chaque voxel sélectionné à partir de la métrique introduite précédemment. Deux approches sont explorées : des poids directionnels basés sur le ratio par rapport aux axes de l'image ou basés sur l'ellipse. L'algorithme de reconstruction est évalué dans des simulations 2D et 3D, en considérant des données bruitées et non bruitées, ainsi que des données réelles. La troisième est un outil d'optimisation de la géométrie des scanners. Étant donné un nombre fixe de sources et une surface disponible pour leur positionnement, l'outil optimise l'emplacement des sources en minimisant l'incomplétude tomograhique de la région imagée. Plusieurs algorithmes d'optimisation sont implémentés et testés sur des scénarios simples 2D et 3DComputed tomography (CT) is one of the most commonly used modality for three-dimensional (3D) imaging in the medical and industrial fields. In the past few years, new X-ray sources have been developed based on carbon nanotube (CNT) cathodes. Their compact size enables the design of a new generation of multi-source CT scanners. In contrast to traditional systems with a single moving source, these scanners often adopt stationary architectures where multiple sources are static. It would benefit both industry with cheaper and motionless systems and medical applications with light-weight and mobile scanners which could be brought to emergency sites. However, this type of scanner uses a fewer number of measurements, known as projections, and may acquire data with a limited range of angles, leading to well-known image reconstruction challenges. This thesis focuses on the design of such stationary CT scanners. Three axes of study were investigated. The first contribution is the development of an object-independent metric to assess the reconstruction capability of a given scanning geometry. Based on Tuy's condition, the metric evaluates local tomographic incompleteness and is visualized through 3D vector field maps. It is further extended to handle truncated projections, improving its applicability to real-world configurations. The metric enables ranking different geometries, predicting image quality reconstruction, and identifying the origin of geometric artifacts. It is applied to a variety of geometries, including existing scanners. The second is a novel local regularization method to address limited-angle reconstruction challenges. The method employs a directional total variation (DTV) regularizer whose strength and directional weights are adaptively selected at each voxel. The weights are determined based on the previously introduced metric. Two approaches for directional weights were explored: ratio-based weighting relative to image axes and ellipse-based weighting. The reconstruction algorithm is evaluated in both 2D and 3D simulations, considering noiseless and noisy data, as well as real data. The third is a tool for optimizing the geometry of CT scanners. Given a fixed number of sources and the surface area available for their positions, the tool optimizes the placement of sources based on the proposed metric. Several state-of-the-art optimization algorithms were implemented and tested on simple 2D and 3D scenarios
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Louis, Nicolas Desgranges Pascal. "Étude au scanner multibarrettes des dissections aigues de type A opérées." Créteil : Université de Paris-Val-de-Marne, 2006. http://doxa.scd.univ-paris12.fr:80/theses/th0247917.pdf.
Full text
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Bergeron, Mélanie. "Évaluation des performances du scanner LabPET." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4008.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur l'évaluation et l'amélioration des performances du premier appareil commercial de Tomographie d'Émission par Positrons (TEP) pour petits animaux basé sur des détecteurs à photodiode avalanche (PDA) et une électronique de traitement entièrement numérique. Cet appareil est la version améliorée d'un premier prototype TEP basé sur les PDA datant de 1995. Cette nouvelle version a été conçue sur une plateforme électronique numérique pour améliorer à la fois la résolution spatiale, permettant de détecter de plus petites structures chez la souris, et la sensibilité afin d'injecter une dose de radiotraceur plus faible à l'animal. Le but d'utiliser une électronique numérique était d'augmenter la flexibilité du traitement des signaux pour l'adapter selon de nouvelles applications. Afin de vérifier toutes ces caractéristiques potentielles, nous avons effectué une évaluation systématique et exhaustive des performances de ce nouveau scanner (désigné sous le sigle commercial « LabPET ») pour l'application en imagerie moléculaire. Des procédures d'ajustement automatique de plusieurs paramètres du scanner, dont la tension de polarisation des détecteurs PDA dans les conditions optimales d'opération, ont été mises au point pour faciliter l'étalonnage du grand nombre de détecteurs (1536 ou 3072 selon la version du scanner). Une technique pour normaliser les délais temporels de chaque détecteur a permis d'améliorer les performances temporelles du scanner et la qualité d'image. Cette technique a aussi servi à caractériser de façon individuelle les détecteurs au niveau de leur résolution en temps, ce qui permet de connaître leurs performances et de suivre leur possible dégradation à long terme. Par la suite, les performances de l'appareil pour l'imagerie, telles que la résolution spatiale et temporelle, la résolution en énergie, la sensibilité, le temps mort et le taux de comptage, ont été mesurées en suivant dans la mesure du possible les recommandations des normes de la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) pour l'évaluation d'appareils d'imagerie. De plus, des balises pour l'élaboration de protocoles d'acquisition ont été établies afin d'obtenir des images optimales. Pour ce faire, une caractérisation plus exhaustive de la qualité d'image à l'aide de mires et d'images de rats et de souris a été réalisée. Deux appareils avec champ axial de 3.75 et 7.5 cm ont été caractérisés dans le cadre de ce projet de maîtrise. À la suite de toutes les améliorations apportées à l'appareil et à la lumière des résultats obtenus, la plupart des concepts utilisés pour la fabrication de l'appareil ont conduit à des images de qualité supérieure.
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Dellestable, Pierre Schmutz Jean-Luc. "Tomographie par émission de positons au fluoro-désoxyglucose couplée au scanner (TEP-TDM)." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCDMED_T_2007_DELLESTABLE_PIERRE.pdf.
Full text
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Jürgensen, Nadia. "Étalonnage automatique des détecteurs pour scanner LabPET II." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11104.
Full textAbstract:
Depuis une vingtaine d'années, le GRAMS et le CIMS travaillent en collaboration dans le domaine de l'imagerie médicale, plus précisément sur la tomographie d'émission par positrons destinée à la recherche préclinique sur petits animaux. Après le scanner TEP Sherbrooke en 1994 et le LabPET I commercialisé par Advanced Molecular Imaging (AMI) Inc., Gamma Medica Ideas et GE Healthcare au cours des années 2000, l'aspiration vers de meilleures performances est le moteur de la réalisation d'une nouvelle version : le LabPET II. L'augmentation importante du nombre de détecteurs, nécessaire pour atteindre une meilleure résolution spatiale, amène de nouveaux défis autant sur le plan matériel que logiciel. Un des défis est de compenser les disparités en gain des détecteurs à base de photodiodes à avalanche (PDA) qui engendrent des différences intercanaux. Le but de ce projet de maîtrise est de développer et d'implémenter un algorithme capable de corriger ces différences de façon automatisée.
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Kemgue, Alain Trésor. "Modélisation des formes volumiques complexes par des volumes quadriques. Application à la représentation de l'espace poral du sol à partir des images tomographiques 3D." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2019SORUS158.pdf.
Full textAbstract:
Les structures naturelles sont constituées de formes complexes qui sont pour la plupart difficiles à modéliser avec de simples équations analytiques. La complexité de la représentation est due à l'hétérogénéité du milieu physique et à la variété des phénomènes impliqués. Nous nous intéressons dans notre étude à la représentation des structures volumiques complexes issues des images tomographiques. Grâce aux récentes avancées technologiques en tomographie assisté par ordinateur, l’acquisition d'images de formes avec les scanners est maintenant possible. Cependant, ces données images, constituées de voxels, ne sont pas directement utilisables pour simuler un certain nombre de phénomènes. Dans cette thèse, nous proposons une approche de modélisation de ces formes qui consiste à effectuer une approximation par morceaux des données images par des volumes quadriques. Nous proposons d'utiliser une stratégie de division-fusion et un algorithme de croissance de régions pour optimiser une fonctionnelle incluant à la fois un terme erreur d'approximation et un facteur d'échelle. Les données en entrée de notre algorithme sont un ensemble brut de voxels qui décrit une forme volumique complexe et le résultat en sortie est un ensemble de volumes quadriques tangents ou disjoints représentant la forme de départ de façon intrinsèque. Nous appliquons notre méthode pour représenter l'espace poral 3D du sol obtenu à partir des capteurs d'images tomographiques. Ainsi, dans ce contexte spécifique, nous validons notre modélisation géométrique en procédant aux simulations du drainage de l'eau et de l'activité de décomposition microbienne sur des données réelles d'échantillons de sol. Cette étude comporte plusieurs enjeux d’ordres écologique, agricole et industrielMost of the natural shapes have complex volume forms that are usually difficult to model using simple analytical equations. The complexity of the representation is due to the heterogeneity of the physical environment and the variety of phenomena involved. In our study, we are interested by the complex volume shapes structures representation from computed tomographic images. Thanks to the technological advances in Computed Tomography scanners, the image acquisition of complex shapes becomes possible. However, these image data are not directly usable for simulation or modeling purposes. In this thesis, we investigate an approach of modeling of such shapes which consists in making a piecewise approximation of the image data by quadric volumes. We propose to use a split-merge strategy and a region growing algorithm to optimize a function that includes both an approximation error term and a scale factor term that is opposed to it. The input of our algorithms is voxel-based shape description and the result is a set of tangent or disjoint quadric volumes representing the shape in an intrinsic way. We apply our method to represent 3D soil pore space obtained from the Computed Tomography scanners. Within this specific context, we validate our geometrical modeling by performing simulations of water draining and microbial decomposition activities on real data soil sample. This study involves several ecological, agricultural and industrial issues
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Michetti, Jérôme. "Segmentation endodontique sur des images scanner 3D : méthodes et validation." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30186.
Full textAbstract:
Dans les cabinets dentaires, la dévitalisation des dents est un traitement réalisé quotidiennement (6 millions de traitement par an en France). Une bonne connaissance de l'anatomie canalaire (intérieur de la dent ou endodonte) est un pré requis indispensable au succès d'un traitement endodontique. Pour faire face aux nombreuses variations anatomiques qui viennent compliquer cette thérapeutique, les chirurgiens-dentistes ne disposent essentiellement que de la radiographie intra-buccale deux dimensions (2D) laquelle ne permet pas la complète compréhension de cette anatomie 3D. Distorsion, compression de l'anatomie et superposition des structures avoisinantes perturbent la qualité de l'image n'autorisant pas une évaluation qualitative et quantitative précise de cette anatomie. Les appareils de tomographie volumique à faisceau conique (TVFC) présents dans les cabinets dentaires pourraient constituer une alternative en fournissant de petites reconstructions 3D de structures dento-maxillofaciales. Mais l'évaluation de la précision diagnostique des TVFC dentaires sur l'anatomie canalaire est nécessaire afin de pouvoir justifier leur indication pour les traitements endodontiques. En effet, le développement d'une méthode de segmentation endodontique sur des images de TVFC n'est pas aisée du fait de la finesse de cette anatomie canalaire par rapport à la résolution du système d'imagerie, de la qualité d'image et de la difficulté à valider les résultats obtenus. Afin d'aider la thérapeutique endodontique, les travaux réalisés dans cette thèse ont pour but de fournir des outils informatiques et des méthodes utiles à l'obtention d'une évaluation quantitative du réseau canalaire radiculaire. Après une présentation de l'anatomie endodontique et des principes du traitement canalaire, nous avons décrits les caractéristiques techniques des appareils de tomographie volumique à faisceau conique et les outils existants pour évaluer de manière quantitative cette anatomie sur des images issues de micro-scanners haute-résolution dédiés à la recherche. Nous avons ensuite proposé une méthode pour évaluer les résultats de segmentation endodontique en TVFC par comparaison avec les données micro-scanners. Afin de valider cette méthode et d'évaluer la faisabilité de segmenter l'endodonte en TVFC, nous avons testé un seuillage local adaptatif développé pour répondre à notre problématique sur des dents extraites. Pour permettre la validation des résultats de segmentation sur des images de qualité clinique (dégradée par les structures anatomiques autour des dents dans et hors champ de vue), nous avons élaboré et validé un fantôme parodontal réalisé autour de dents extraites et permettant de préserver la comparaison avec la vérité terrain fournie par les micro-scanners. En fin de thèse, nous avons évoqué les perspectives basées sur l'apprentissage profond et les premières études réalisées pour compenser la réduction de la qualité d'image afin de pouvoir tester et valider la segmentation endodontique en condition cliniqueIn dental offices, endodontic or root canal treatments are daily performed (over 6 million treatments per year in France). A good knowledge of the root canal anatomy (inside of the tooth or pulp) is an indispensable prerequisite for ensuring the success of root canal treatment. To understand and overpass common morphological variations which are potential source of failures during the treatment, two-dimensional (2D) intra buccal radiography can help dental surgeons. However, distortion, anatomical compression and neighboring anatomical structures superposition reduce image quality and do not allow an accurate qualitative and quantitative evaluation of the root canal anatomy. Cone-beam computed tomography (CBCT) available in dental offices might be an alternative by providing 3D reconstructions of dento-maxillofacial structures. But the evaluation of the diagnostic accuracy of dental CBCT devices in identifying root canal anatomy is necessary to justify their indication in endodontic treatment. Indeed, root canal segmentation on (CBCT) images is difficult because of the noise level, resolution limitations, and to the difficulty to validate results. To help dental surgeons in root canal treatment, this thesis aims at providing image processing methods in order to develop segmentation and visualization methods of the inside of the teeth. To begin with, we have introduced the root canal morphology, the different rules of the root canal treatment and described technical specifications of CBCT devices. We also investigated existing techniques and methods to explore quantitatively root canal anatomy on high resolution microcomputed tomography (µCT) images. Afterwards, we proposed a method to evaluate CBCT endodontic segmentation results by comparing with equivalent µCT data. To validate this method and to test endodontic segmentation on CBCT images, we developed a local adaptive thresholding and evaluated results on extracted teeth. To ensure validation on image quality similar to in vivo condition (quality reduced by anatomical structures in and out of the field of view), we designed and validated a periodontal phantom which are made around extracted teeth and allowing to preserve comparison with the ground truth providing by the µCT. At the end of the thesis, we evocated our perspectives based on deep learning and our first results to compensate image quality reduction in order to test endodontic segmentation in clinical condition
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Gonzalez, Garza Mario Alberto. "Utilisation d'un scanner médical pour l'étude de l'endommagement des alliages d'aluminium et leurs composites." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAP0706.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l'application de la tomographie a rayons X pour le contrôle et la caractérisation des alliages d'aluminium et leurs composites. Le travail propose permet de fournir une meilleure compréhension de l'interaction entre les photons X et la matière afin d'interpréter convenablement les résultats obtenus par cette technique. A ce propos, nous présentons dans la première partie un bilan théorique de l'interaction entre les photons X et la matière. Puis, nous analysons les différents paramètres qui interviennent dans la reconstruction d'une image afin de proposer une méthodologie d'utilisation de l'appareil médical dans le domaine industriel. La seconde partie de l'étude a consisté à étudier quelques applications industrielles appartenant à la production et à la recherche dans cette discipline. Les résultats montrent qu'à l'échelle macroscopique le scanner apporte des renseignements importants pour la détection des défauts de fonderie et l'analyse dimensionnelle. A l'échelle mésoscopique il est aussi utile pour la mise en évidence de la distribution des renforts et des porosités. Finalement, il a été montré par des essais de déformation plastique, que la résolution du scanner permet de distinguer la taille des grains et la texture des échantillonsThis study deals with the application of x-ray tomography to the control and characterization of aluminum alloys and their composites. The proposed work provides a good understanding of the interaction between x-ray - material, giving more information for accurate results. Thus, a theoretical assessment of the interaction between the x-ray and the material is presented during the first part of the thesis. Afterwards, different parameters related to the slice reconstruction were analyzed to propose an utilization methodology of the medical scanner in the industrial field. The second part of this research consisted in studying applications related to the industrial production and to the research on this field. Some of the results showed, at macroscopic level, that the scanner provides significant information for the cast defects detection and for the dimensional analysis. At mesoscopic level, the distribution of reinforcements and porosities can be highlighted. Finally, it has been shown by plastic deformation tests; that the scanner resolution makes it possible to distinguish samples grain size and texture
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Quatrehomme, Auréline. "Caractérisation des lésions hépatiques focales sur des acquisitions scanner multiphasiques." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20207/document.
Full textAbstract:
L'évolution des techniques d'acquisition des imageries médicales et leur importance de plus en plus grande dans la prise en charge du patient (diagnostic, préparation d'intervention, suivi, etc.), font émerger de nouveaux besoins autour du traitement informatique des images. La reconnaissance du type de lésions hépatiques est un grand enjeu, notamment car le cancer du foie, létal et très répandu, est souvent diagnostiqué trop tard pour sauver le patient. C'est dans ce cadre qu'est né le projet de recherche de ce manuscrit, fruit d'une collaboration entre la société IMAIOS et le Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM).Cette thèse présente un système complet et automatique permettant, à partir d'images de lésions au format médical DICOM, d'extraire des descripteurs visuels de divers nodules hépatiques puis de les différencier à l'aide de ces derniers. Les contributions décrites s'articulent autour de divers axes : normalisation des niveaux de gris des images de lésions par rapport au foie sain, proposition, analyse et tests de descripteurs visuels (s'appuyant notamment sur les informations temporelles ou de densité des tissus), caractérisations diverses des différents types de lésions grâce à ces descripteurs et à un algorithme de classification. Les données sur lesquelles ces travaux ont été effectués sont des examens scanner multiphasiquesMedical imaging acquisition has taken benefits from recent advances and is becoming more and more important in the patient care process. New needs raise, which are related to image processing. Hepatic lesion recognition is a hot topic, especially because liver cancer is wide-spread and leads to death, most of the time because of the diagnosis which is made too late. In this context is born this manuscrit research project, a collaboration between IMAIOS company and the Laboratory of Informatics, Robotics and Micro-electronics ofMontpellier (LIRMM).This thesis presents a complete and automated system that extracts visual features from lesion images in the medical format DICOM, then differenciate them on these features.The various described contributions are: intensity normalization using healthy liver values, analysis and experimentations around new visual features, which use temporal information or tissue density, different kind of caracterisation of the lesions. This work has been done on multi-phase Computed Tomography acquisitions
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Thibaudeau, Christian. "Développement d'algorithmes de reconstruction statistique appliqués en tomographie rayons-X assistée par ordinateur." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1539.
Full textAbstract:
La tomodensitométrie (TDM) permet d'obtenir, et ce de façon non invasive, une image tridimensionnelle de l'anatomie interne d'un sujet. Elle constitue l'évolution logique de la radiographie et permet l'observation d'un volume sous différents plans (sagittal, coronal, axial ou n'importe quel autre plan). La TDM peut avantageusement compléter la tomographie d'émission par positrons (TEP), un outil de prédilection utilisé en recherche biomédicale et pour le diagnostic du cancer. La TEP fournit une information fonctionnelle, physiologique et métabolique, permettant la localisation et la quantification de radiotraceurs à l'intérieur du corps humain. Cette dernière possède une sensibilité inégalée, mais peut néanmoins souffrir d'une faible résolution spatiale et d'un manque de repère anatomique selon le radiotraceur utilisé. La combinaison, ou fusion, des images TEP et TDM permet d'obtenir cette localisation anatomique de la distribution du radiotraceur. L'image TDM représente une carte de l'atténuation subie par les rayons-X lors de leur passage à travers les tissus. Elle permet donc aussi d'améliorer la quantification de l'image TEP en offrant la possibilité de corriger pour l'atténuation. L'image TDM s'obtient par la transformation de profils d'atténuation en une image cartésienne pouvant être interprétée par l'humain. Si la qualité de cette image est fortement influencée par les performances de l'appareil, elle dépend aussi grandement de la capacité de l'algorithme de reconstruction à obtenir une représentation fidèle du milieu imagé. Les techniques de reconstruction standards, basées sur la rétroprojection filtrée (FBP, filtered back-projection), reposent sur un modèle mathématiquement parfait de la géométrie d'acquisition. Une alternative à cette méthode étalon est appelée reconstruction statistique, ou itérative. Elle permet d'obtenir de meilleurs résultats en présence de bruit ou d'une quantité limitée d'information et peut virtuellement s'adapter à toutes formes de géométrie d'acquisition. Le présent mémoire se consacre à l'étude de ces algorithmes statistiques en imagerie TDM et à leur implantation logicielle. Le prototype d'imageur TEP/TDM basé sur la technologie LabPET[indice supérieur TM] de l'Université de Sherbrooke possède tous les pré-requis pour bénéficier de ces nombreux avantages.
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Benhouria, Maher. "Stabilisation de la chaîne d'acquisition analogique du scanner LabPET[indice supérieur TM] II." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10157.
Full textAbstract:
Afin d'étudier le fonctionnement des organes, les chercheurs utilisent l'imagerie médicale pour faire des observations d'une façon non invasive. Parmi les techniques d'imagerie les plus utilisées, on cite la tomographie d'émission par positrons (TEP) qui permet d'obtenir des informations fonctionnelles et métaboliques et la tomodensitométrie (TDM) qui fournit des informations sur l'anatomie.
Le LabPET II est un scanner bimodal combinant les techniques TEP et TDM. Il est développé par le Centre d'Imagerie Moléculaire de Sherbrooke (CIMS) et le Groupe de Recherche en Appareillage Médical de Sherbrooke (GRAMS), et dispose de plusieurs fonctionnalités innovantes qui le rendent unique dans sa résolution spatiale et sa qualité d'image. Il est également le premier scanner à intégrer totalement les modes TEP et TDM sur les mêmes détecteurs et dans un même système électronique. Ceci se fait grâce à un module détecteur composé d'une matrice de 64 cristaux scintillateurs couplés à 64 photodiodes à avalanche. L'acquisition des signaux se fait par un circuit intégré dédié composé de 64 canaux d'acquisition analogiques et d'un processeur numérique pour le traitement des données.
Les travaux de ce projet ont pour but de réviser le circuit intégré à application spécifique (ASIC) incluant la chaîne d'acquisition et de stabiliser son fonctionnement, afin d'améliorer les performances du scanner dans les deux modes TEP et TDM. Ceci a été effectué à travers la conception de nouveaux circuits analogiques et la modification des circuits actuels. Des interventions ont été faites sur différents composants de l'ASIC. Au niveau du canal analogique, des modifications ont été apportées sur les sous-circuits, d'une part pour améliorer le taux de réjection de l'alimentation et ainsi baisser le niveau de bruit, et d'autre part pour augmenter les marges de stabilité et éliminer le risque d'oscillation à gain élevé. Au niveau des circuits auxiliaires de l'ASIC, le circuit de transmission différetielle basse-tension (LVDS) a été révisé pour corriger des défaillances constatées sur les versions précédentes et de nouvelles références de tension ont été conçues pour remplacer les sources précédentes qui souffraient d'instabilités face aux variations de la température et des paramètres du processus de fabrication.
Ces travaux ont d'abord été validés par une série de simulations, puis un premier circuit intégré comportant une partie des modifications a été fabriqué avec la technologie CMOS 0,18 µm de la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Ceci a permis de valider un premier lot de révisions et de faire des tests poussés avant de procéder à la mise à jour finale de l'ASIC. Une fois fonctionnel, ce circuit pourra fonctionner d'une façon stable dans les deux modes d'imagerie TEP et TDM et permettra ainsi de réaliser un premier prototype d'un scanner bimodal totalement intégré.
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Saccardy, Fabrice. "Intérêt du scanner multicoupe dans la détection et la caractérisation des anévrismes intracrâniens : comparaison avec l'artériographie numérisée." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT1061.
Full text
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Perrin, Stéphanie. "Évaluation de la microarchitecture osseuse in vivo chez la femme par un nouveau scanner périphérique à haute résolution : application à la fragilité osseuse liée à l'ostéoporose." Lyon 1, 2008. http://n2t.net/ark:/47881/m64b2zd4.
Full textAbstract:
La microarchitecture osseuse est un des déterminants de la qualité osseuse qui peut maintenant être évalué in vivo au radius et au tibia distal avec une résolution isotropique de 82μm par un nouveau scanner à haute résolution (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Nous avons montré qu’il s’agissait d’une technique prometteuse pour évaluer la densité et la microarchitecture osseuse au niveau de sites périphériques, tant par sa reproductibilité (CV variant de 0,7 à 4,4%) que sa capacité à détecter des changements liés à l’âge ou à la maladie (ostéopénie ou ostéoporose). Nous avons également montré que cette microarchitecture était associée aux fractures de fragilité indépendamment, pour partie, de la densité osseuse mesurée par DXA. En couplant ces mesures à une analyse par éléments finis, nous avons pu estimer que les propriétés mécaniques de l’os pourraient fournir des informations sur la fragilité osseuse et le risque de fracture non évaluées par sa densité ou sa microarchitecture seuleBone microarchitecture is one of the determinants of bone quality that can now be evaluated in vivo at the distal radius and tibia with an isotropic resolution of 82μm with a new high-resolution peripheral scanner (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Our studies show that this technique is promising to assess bone density and microarchitecture at peripheral skeletal sites, both in terms of reproducibility (CV ranging from 0. 7 to 4. 4%) and ability to detect age and disease-related changes (osteopenia or osteoporosis). We also demonstrated that this microarchitecture is associated with fragility fractures partly independent of bone density as assessed by DXA. When finite element analysis was added to this technique, we determined that bone mechanical properties can provide information about skeletal fragility and fracture risk not assessed by density or microarchitecture measurements alone
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Simon, Antoine. "Extraction et caractérisation du mouvement cardiaque en imagerie scanner multibarrette." Phd thesis, Université Rennes 1, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00284654.
Full textAbstract:
L'analyse de la cinétique cardiaque est d'un grand intérêt diagnostique dans la lutte contre les pathologies cardio-vasculaires. Deux méthodes sont proposées afin de réaliser une estimation du mouvement du cœur à partir de séquences dynamiques de volumes tridimensionnels acquises en imagerie scanner multibarrette. Ces méthodes reposent toutes deux sur une mise en correspondance, réalisée dans un cadre markovien et suivant un schéma multirésolution. La première méthode, estimant les correspondances entre des surfaces pré-segmentées, est dépendante de la cohérence temporelle de cette segmentation. La seconde méthode estime les correspondances entre, d'une part, la surface segmentée et, d'autre part, le volume de données original correspondant à l'instant suivant. L'estimation du mouvement et la segmentation sont alors réalisés, sur toute la séquence, au cours d'un unique processus. Les deux méthodes proposées sont validées sur données simulées et sur données réelles.
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Samson, Arnaud. "Conception d’un système d’alignement temporel basé sur une sonde temporelle pour le scanner LabPET II." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11847.
Full textAbstract:
La tomographie d’émission par positrons est une technique d’imagerie médicale importante dans les domaines clinique et préclinique. Elle permet de diagnostiquer des cancers, des maladies cardiovasculaires ou encore des maladies neurodégénératives. Dans le domaine préclinique, la TEP permet de mener des recherches de pointe pour mieux comprendre les métabolismes au niveau moléculaire afin de développer des thérapies ciblées qui seront utilisées dans la médecine de demain. C’est pourquoi, depuis plus de quinze ans, le Groupe de Recherche en Appareillage Médical de Sherbrooke (GRAMS) et le Centre d’Imagerie Moléculaire de Sherbrooke (CIMS) collaborent pour concevoir des scanners TEP permettant d’obtenir des images avec un contraste et une résolution inégalée. Pour obtenir ces images, les paramètres des scanners doivent être optimisés de manière minutieuse. L’un des paramètres les plus importants en TEP est la mesure temporelle pour minimiser les coïncidences fortuites et ainsi améliorer le rapport signal sur bruit de l’image. La mesure temporelle peut être entachée d’une part, de bruit statistique provenant de différentes sources comme le bruit thermique, le bruit d’amplification, la pente du signal au point de discrimination et d’autre part, les variations systémiques qui peuvent être corrigées par un traitement approprié de l’information. Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la conception d’une nouvelle méthode embarquée et automatisée faisant appel à une sonde d’alignement temporel pour effectuer cet alignement et corriger la dispersion temporelle systémique dans le scanner. Cette méthode a été testée sur le scanner LabPET II, la dernière génération de scanner développé au GRAMS et a permis une amélioration de la mesure temporelle de 47%.
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Bergeron, Mélanie. "Construction et expérimentation d'un scanner bimodal TEP/TDM combiné de résolution spatiale submillimétrique pour petits animaux." Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6755.
Full textAbstract:
Résumé : La tomographie d’émission par positrons (TEP) permet une imagerie fonctionnelle et moléculaire qui peut bénéficier de l’utilisation conjointe de la tomodensitométrie (TDM), d’abord pour fournir un support anatomique aux images TEP, mais aussi pour permettre une correction plus précise des images TEP. Les appareils existants sont composés de deux scanners juxtaposés nécessitant un déplacement du sujet entre les deux acquisitions, ce qui peut causer des artéfacts de mouvement dans l’image fusionnée TEP/TDM. De plus, le mode de fonctionnement des scanners TDM, basé sur l’intégration du flux de rayons X, délivre une dose de radiations relativement élevée qui peut interférer avec la réalisation d’études/protocoles d’imagerie longitudinales. La réalisation d’un appareil TEP/TDM partageant le même système de détection basé sur le détecteur LabPET II pourrait remédier à ces problèmes. Dans un premier temps, le module de détection LabPET II a été caractérisé pour la TEP et la TDM. Les premières études d’imagerie TDM avec ce détecteur ont aussi été conduites avec un simulateur. Ce travail a permis de déceler un phénomène de diaphonie optique au sein du module de détection. La recherche d’une solution à ce problème a motivé l’évaluation de nouveaux types de réflecteurs métallisés, donc plus opaques, pour en limiter les effets. Le signal relativement faible détecté en TDM a par la suite mené à explorer des scintillateurs alternatifs présentant un rendement lumineux supérieur. L’un de ces scintillateurs permettra d’améliorer sensiblement les performances du scanner LabPET I et pourrait être retenu pour la génération future de scanners LabPET II. || Abstract : Positron emission tomography (PET) provides functional and molecular imaging capabilities that can benefit from joint use with computed tomography (CT), first to provide anatomical support to PET images, but also to allow a more precise correction of PET images. Existing devices are composed of two back-to-back scanners which require displacing the subject between the two acquisitions, possibly causing motion artifacts in the fused PET/CT images. Moreover, the operation mode of CT scanners based on the X-ray signal integration delivers a relatively high radiation dose that can interfere with longitudinal imaging studies/protocols. The realization of a PET/CT scanner sharing the same detection system for both 511 keV and X-ray photons and based on the LabPET II could remedy these problems. As a first step, a characterization of the detection module LabPET II was performed in PET and CT mode. The first CT imaging studies with this detector were also conducted with a simulator. This work allowed identifying an optical crosstalk phenomenon in the detection module. The search for a solution to this problem has motivated the evaluation of new types of metallized, more opaque, reflectors to limit crosstalk effects. The relatively low signal detected in CT led us to explore alternative scintillators having a higher light output. One of these scintillators will significantly improve the performance of the LabPET I scanner and could be used for the next generation of LabPET II scanners.
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Lorin, Jean-Louis. "Place et limites du toucher rectal et du scanner dans le bilan préopératoire des cancers du bas rectum." Bordeaux 2, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR23083.
Full text
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Aggarwal, Kajal. "Impact of preclinical PET scanner characteristics on the overall image quality." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAE028.
Full textAbstract:
La tomographie par émission de positrons (TEP) est l’une des techniques d’imagerie nucléaire utilisées dans les domaines de l’oncologie, de la cardiologie et de la neurologie en tant que modalité d’imagerie fonctionnelle. Au cours des trois dernières décennies, les progrès de la modalité PET et le développement de modèles animaux de maladies humaines ont conduit au développement de la technologie PET dédiée aux petits animaux. En raison de la différence de taille entre l’homme et la souris, les scanners pour petits animaux nécessitent une résolution spatiale améliorée. En raison de l’amélioration de la résolution spatiale, la taille du voxel diminue de manière significative, réduisant ainsi le nombre de signaux d’un voxel. Plus le nombre détecté est élevé, plus le rapport signal sur bruit (SNR) est élevé ; l’amélioration de l’efficacité de la détection joue donc également un rôle important. Notre objectif est d’étudier l’impact des caractéristiques du scanner PET sur la qualité globale de l’image. Pour ce faire, nous avons simulé quatre modèles de scanneurs différents. L’idée des conceptions de scanner sélectionnées dans cette thèse est d’ajouter progressivement une dimension supplémentaire dans la position estimée de l’interaction du photon gamma, c’est-à-dire en passant de la détection 2D à la détection 3D. Nous avons démontré qu’il était possible de découpler la résolution spatiale et l’efficacité de la détection, en améliorant les deux simultanément. En outre, nous avons caractérisé le fait que l’amélioration de la résolution spatiale entraîne l’amélioration du coefficient de récupération (RC). L’efficacité de la détection a un impact sur le RSB, ce qui a également un impact sur l’erreur estimée dans les valeurs de RC. Cependant, d’autres facteurs, tels que l’approche de reconstruction d’image et les corrections de normalisation, dégradent ces valeurs d’erreur. Il est donc important non seulement d’améliorer les paramètres de performance des scanners, mais également de mettre en œuvre avec précision le processus de reconstruction d’image, afin de quantifier correctement l’amélioration de la qualité de l’imagePositron Emission Tomography (PET) is one of the nuclear imaging techniques, used in the field of oncology, cardiology and neurology as a functional imaging modality. During the last three decades, advancement of PET modality and the development of animal models of human disease have lead to the development of PET technology dedicated to small animals. Due to the size difference between humans and mice, small animal scanners require improved spatial resolution. Due to the improved spatial resolution, the voxel size decreases significantly thereby, reducing the number of signals from a voxel. Higher the detected counts, higher the signal-to-noise ratio (SNR), thus improvement in the detection efficiency also plays an important role. Our objective is to study the impact of PET scanner characteristics on the overall image quality. To achieve this, we have simulated four different scanner designs. The idea behind the selected scanner designs studied in this thesis is to progressively add an extra dimension in the estimated position of interaction of the gamma photon, i.e., going from 2D detection to 3D detection. We demonstrated that it is possible to decouple the spatial resolution and detection efficiency, improving both simultaneously. Further, we characterized that improving spatial resolution results in improved Recovery Coefficient (RC). Detection efficiency impacts the SNR, which further impacts the estimated error in the RC values. However, there are other factors such as image reconstruction approach and normalization corrections that degrade these error values. Thus, it is important to not only improve the performance parameters of the scanners but also to accurately implement the image reconstruction process, so as to correctly quantify the improvement in the image quality
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Koua, Konin Miloud-Calliste. "Conception d'un préamplificateur de charge faible bruit pour un scanner TEP/TDM en technologie CMOS 0,18 [micromètre]." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1535.
Full textAbstract:
Développé par le Centre d'imagerie moléculaire de Sherbrooke (CIMS) et le Groupe de recherche en appareillage médical de Sherbrooke (GRAMS), le LabPET[indice supérieur TM] est un scanner TEP numérique dédié à des applications précliniques sur les petits animaux. C'est le premier scanner TEP commercial à utiliser des photodiodes à avalanche dans son module de détection. Aujourd'hui plusieurs travaux de recherche sont menés afin de réaliser la prochaine génération de ce scanner qui permettra de fusionner efficacement les deux modalités TEP et TDM dans une même chaîne matérielle électronique et aussi d'offrir une résolution spatiale submillimétrique en mode TEP. Pour ce faire, un nouveau module de détection, le module LabPET[indice supérieur TM] II, a été développé en partenariat avec PerkinElmer inc. afin d'atteindre ces performances. Il est constitué d'une matrice de 64 pixels de photodiodes à avalanche de 1,2 x 1,2 mm[indice supérieur 2] ayant une surface active de 1,1 x 1,1 mm[indice supérieur 2]. Les travaux de ce mémoire s'insèrent dans cet objectif ambitieux et s'attardent plus spécifiquement au nouveau préamplificateur de charge conçu pour optimiser le rapport signal sur bruit de la chaîne électronique, en accord avec les caractéristiques du nouveau module de détection LabPET[indice supérieur TM] II. L'optimisation du premier étage de la chaîne électronique de détection est directement liée aux caractéristiques du détecteur et également à la capacité équivalente rapportée à l'entrée. Le dimensionnement et les simulations du préamplificateur à l'aide des outils Cadence et Mathcad envisagent un gain de 1,73 mV/fC, un temps de montée intrinsèque de 6,5 ns et une charge équivalente de bruit en entrée de 370 é-rms + 25 é-rms/pF pour un filtre semi-Gaussien d'ordre 3 avec un temps de mise en forme optimal de 50 ns. Le temps de mise en forme se définit ici comme le temps que met le signal pour atteindre sa valeur maximale. Le circuit conçu a été fabriqué avec la technologie CMOSP18 de la compagnie Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) puis testé pour valider les performances simulées. Le préamplificateur de charge bien que fonctionnel présente quelques déviations par rapport aux résultats simulés, notamment au niveau des figures de bruit et du minimum de bruit ENC qui s'élève à 494 é-rms + 32 é-rms/pF. Malgré tout, ces résultats préliminaires laissent entrevoir de belles perspectives pour la prochaine chaîne électronique frontale de ce qui sera demain, le premier scanner à bimodalité TEP/TDM totalement intégrée dans une même chaîne électronique.
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Geoffroy, Charles. "Récupération en temps réel de coïncidences diffuses triples dans un scanner TEP à l'aide d'un réseau de neurones artificiels." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6177.
Full textAbstract:
Le projet de recherche s’inscrit dans un contexte d'imagerie moléculaire, où la modalité d'imagerie d'intérêt est la tomographie d'émission par positrons (TEP) appliquée en recherche sur les petits animaux. Afin de permettre l’observation de détails infimes, les plus récents développements sur ce genre de scanner ont constamment amélioré leur résolution spatiale, sans toutefois obtenir les mêmes progrès en terme de sensibilité. Parmi les méthodes étudiées afin de combler cette lacune, la récupération de coïncidences triples à l’aide d'un réseau de neurones artificiels semble être une technique viable. En effet, malgré une dégradation du contraste, celle-ci permet d'améliorer substantiellement la sensibilité de l’image. Cette technique n'est cependant pas prête à être intégrée aux protocoles de recherche, car son application est pour l’instant limitée à un traitement hors ligne des données d'acquisition d'un scanner. En conséquence, la faisabilité d'une telle approche en temps réel n'est donc pas garantie, car le flux de coïncidences d'un scanner est très important et ses ressources de calculs sont limitées. Dans l’intention d'inclure ce gain en sensibilité pendant une acquisition où le traitement est effectué en temps réel, ce projet de recherche propose une implémentation d'un réseau de neurones artificiels au sein d'une matrice de porte programmable (FPGA) pouvant récupérer en temps réel les coïncidences diffuses triples du scanner LabPET, version 4 cm. La capacité de traitement obtenue est 1 087 000 coïncidences triples par seconde en utilisant 23.1% des ressources d'unités logiques d'un FPGA de modèle XC2VP50. Comparativement à un programme équivalent à haute précision sur ordinateur personnel, l’analyse de validité prend la même décision dans 99.9% des cas et la même ligne de réponse est choisie dans 97.9% des cas. Intégrées à l’image, les coïncidences triples permettent une augmentation de sensibilité jusqu’à 39.7%, valeur qui est en deçà [de] celle obtenue des recherches antérieures, mais expliquée par des conditions d'acquisition différente. Au niveau de la qualité de l’image, la dégradation du contraste de 16,1% obtenu est similaire à celle observée antérieurement. En référence à ces résultats, les ressources limitées d'un scanner de tomographie d'émission par positrons sont avérées suffisantes pour permettre l’implémentation d'un réseau de neurones artificiels devant classifier en temps réel les coïncidences triples du scanner. En terme de contributions, l’implémentation en temps réel réalisée pour ce projet confirme la faisabilité de la technique et apporte une nouvelle approche concrète pour améliorer la sensibilité. Dans une autre mesure, la réussite du projet de recherche contribue à faire connaître la technique des réseaux de neurones artificiels dans le domaine de la tomographie d’émission par positrons. En effet, cette approche est pertinente à considérer en guise d'alternative aux solutions traditionnelles. Par exemple, les réseaux de neurones artificiels pourraient effectuer une évaluation correcte du phénomène des coïncidences fortuites.
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Lilamand, Matthieu. "Apports des biomarquers amyloïdes dans la caractérisation de la plainte mnésique du sujet âgé." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS342.
Full textAbstract:
Les biomarqueurs de la maladie d’Alzheimer (MA) permettraient d’identifier les processus pathologiques de la maladie plusieurs années avant l’apparition des premiers signes cliniques. Ainsi, la tomographie par émission de positons (TEP) reposant sur les radio-traceurs liant les plaques amyloïdes, a ouvert de nouvelles perspectives en matière d’identification précoce de la maladie, in vivo, très en amont des premiers symptômes. Cependant, l’utilisation de ces biomarqueurs est restée limitée à de faibles effectifs de sujets, rarement suivis au-delà de quelques mois et le coût important de ces outils nous autorise à étudier leurs performances au regard des batteries de tests cognitifs et fonctionnels dont nous disposons. L’objectif général de ce travail était d’évaluer l’intérêt de l’utilisation du TEP scanner amyloïde au sein d’une population parfaitement phénotypée de sujets âgés présentant une plainte mnésique associée ou non à des signes cliniques objectifs. Notre population d’étude était constituée de 271 participants de l’essai MAPT âgés de 70 ans et plus, sans troubles cognitifs majeurs, ayant réalisé un TEP scanner amyloïde. Dans un premier travail, nous avons comparé les caractéristiques socio-démographiques et cliniques des sujets selon la présence ou non de plaques amyloïdes et d’une atteinte de la mémoire épisodique. Dans un second travail, nous avons analysé l’association transversale entre la charge amyloïde cérébrale et les performances pour les activités instrumentales de la vie quotidienne (IADL). Enfin, dans un troisième travail, nous avons comparé l’évolution des performances pour les IADL au cours des trois années de suivi en fonction de la charge amyloïde cérébrale.Les sujets avec une charge amyloïde positive au TEP présentaient de moins bonnes performances pour les IADL que ceux ayant un scanner négatif, en dépit d’un fonctionnement cognitif comparable. La présence de plaques amyloïdes cérébrales était associée à une évolution défavorable des performances pour les IADL, malgré la prise en compte de l’âge, du groupe d’intervention dans l’essai MAPT et du génotype ApoE. Notre travail montre que la présence de plaques amyloïdes cérébrales chez des sujets ayant une plainte mnésique est systématiquement associée à une moindre capacité à réaliser les activités complexes du quotidien malgré l’absence de troubles cognitifs avérés. Néanmoins, l’absence de traitement curatif de la MA et l’incertitude quant à l’évolution à long terme des sujets asymptomatiques présentant une anomalie isolée d’un biomarqueur motivent la réalisation d’autres études longitudinales, ciblées sur les sujets les plus âgésThe biomarkers of Alzheimer’s disease (AD) have enabled the identification of its pathological features, many years before the onset of clinical symptoms. Positon Emission Tomography (PET) using radiotracers binding the amyloid plaques has, indeed, paved the way for new perspectives. However, these biomarkers have only been studies in small populations so far, with limited follow-up. Moreover, their high costs allow us to question their performances in view of their relationship to physical and cognitive assessment instruments. The main goal of our work was to assess the interest of amyloid PET in a well-phenotyped population of elderly subjects reporting memory complaints, associated with objective cognitive impairment or not. Our studied population comprised 271 participants from the MAPT trial aged 70 and over, without major cognitive impairment, who performed amyloid PET examination. The first analysis studied the socio-demographical and clinical characteristics of individuals depending on the presence of brain amyloid deposition or episodic memory impairment. A second study examined the cross-sectional association between brain amyloid load and Instrumental Activities of Daily Living (IADL) performance. The last analysis focused of the longitudinal change in IADL abilities between amyloid positive and amyloid negative participants over the 3-year follow-up.Amyloid positive subjects showed poorer abilities in IADL compared to their amyloid negative counterparts, despite similar cognitive performance. Brain amyloid load also impacted the daily functioning of individuals over time, taking in consideration confounding factors such as age, randomization group and ApoE genotyping. These findings confirmed the relationship of brain amyloid deposition to subtle changes in IADL abilities, even in the absence of cognitive impairment. Yet, the absence of disease modifying agents as well as uncertainties regarding the long-term evolution of asymptomatic individuals showing a positive biomarker are still to be determined. Further longitudinal studies including older old participants are warranted to address these concerns
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Alokhina, Marharyta. "Design of the Cherenkov TOF whole-body PET scanner using GATE simulation." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS279/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous présentons la conception et l’étude de performance d’un tomographe par émission de positrons (TEP) corps entier utilisant la radiation Cherenkov avec capacité de temps-de-vol (projet PECHE). Nos résultats et les conclusions sont basés sur la simulation GATE pour la configuration du scanner suivante: cristal de fluorure de plomb attaché à un photomultiplicateur à micro-canaux. C’est un cristal de haute densité, transparent pour les photons ultraviolet, et possède la fraction photoélectrique la plus élevé de 46%. Le photomultiplicateur choisi est un détecteur de grande taille, rapide et pixélisé avec une efficacité quantique raisonnable, de 25% à une longueur d'onde de 400 nm. Grâce à ces propriétés, il est possible d’envisager un détecteur efficace de gamma de 511 keV avec une épaisseur de cristal de 10 mm (une longueur d'interaction) et donc de minimiser la longueur et dispersion des trajectoires de photons, résultant à une résolution temporelle optimisée. Nous avons étudié les configurations différentes de détecteur élémentaire tels que le cristal avec les épaisseurs de 10 et 20 mm, le diamètre de l'anneau de détection de 80 et 90 cm, diverses options de le revêtement de cristal (noir, blanc diffus et poli) et deux interfaces optiques (collage moléculaire et assemblage conventionnel avec un gel optique). Pour une configuration optimale, nous avons choisi un scanner TEP à trois anneaux avec un diamètre de l'anneau de 80 cm, cristal de 10 mm d'épaisseur, et un blindage en plomb. Le collage moléculaire donne une meilleure photo-collection comparée à configuration avec un gel optique. Nous avons estimé le potentiel du scanner envisagé en utilisant les tests recommandés par la norme NEMA NU 2-2012. En particulier, nous avons évalué le taux de comptage de bruit équivalent (NECR), la résolution spatiale, coefficients de recouvrement de contraste de l'image et la variabilité de bruit de fond pour le fantôme de qualité d’image. La reconstruction des images est faite en utilisant l'algorithme itératif temps-de-vol implémenté dans la plate-forme de reconstruction « open source » CASToR récemment développée. Nous avons conclu qu’un scanner corps entier utilisant la lumière Cherenkov pourrait atteindre des performances comparables à celles d'un tomographe classique à scintillation grâce à son excellente résolution temps-de-vol. L'utilisation du rayonnement Cherenkov permet d'atteindre une résolution en temps-de-vol encore meilleure. Il est limité actuellement par la dispersion de temps de transit des photomultiplicateurs existants, un faible nombre de photons optiques détectés et une efficacité de collecte de photons dans un cristal limitée. Les limitations physiques identifiées dans cette étude seront abordées dans le développement du futur photodétecteur amélioré utilisant le radiateur PbWO₄, qui permet de concevoir un scanner TEP corps entier avec une excellente performance temps-de-volsIn this thesis we present the conception and performance studies of the foreseen Cherenkov whole-body positron emission scanner with time-of-flight potential (PECHE project). Our results and conclusions are based on the GATE simulation for following scanner configurations: lead fluoride crystal coupled with micro-channel-plate photomultiplier. This crystal is characterized by high density, transparency for photons in ultraviolet region, and one of the highest photoelectric fraction of about 46%. The chosen photomultiplier is fast, pixelized detector of a large size with a reasonable quantum efficiency, of 25% for 400 nm photon wavelength. Due to these properties, it is possible to create an efficient 511-keV gamma detector with a crystal thickness of the order of 10 mm(one interaction length) and hence minimize the length and dispersion of the photon trajectories, leading to better time resolution. We considered different configurations of the elementary detectors such as crystal thicknesses of 10 and 20 mm, the detector ring diameter of 80 and 90 cm, various options of the crystal coating (black, diffuse white and polished) and two optical interfaces (molecular bonding and conventional assembling with an optical gel). As an optimal configuration we chose a three-ring pet scanner with diameter of the ring 80 cm, 10 mm-thick crystal, protected with lead shielding. Molecular bonding gives better photo-collection if compare with configuration with optical gel. We estimated the potential of the foreseen scanner following the prescription of the NEMA NU 2-2012 standard. In particular, we evaluated the noise equivalent count rate (NECR), spatial resolution, image contrast recovery coefficients versus background variability for the NEMA image quality phantom. Reconstruction of images is done using iterative TOF algorithm implemented in the recently developed open source reconstruction platform CASToR. We concluded that due to an excellent TOF resolution a crystal-based Cherenkov whole-body scanner could achieve performances comparable with a conventional, scintillation-based tomograph. The use of the Cherenkov radiation allows to achieve even much better TOF resolution, but currently it is limited by the transit time spread of the existing photomultipliers, a low number of the detected optical photons, and a limited photon collection efficiency in a crystal. Limitations identified in this study will be addressed in the future development of the improved photodetector using the PbWO₄ radiator, which allows to conceive a whole-body PET scanner with an excellent TOF performance
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Diallo, Ibrahima. "Etude physique de la détection pour la tomographie de transmission avec simulateur-scanneur : mise en oeuvre d'une barrette d'oxysulfure de gadolinium." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30202.
Full textAbstract:
La realisation de la radiotherapie implique des calculs de distributions de doses complexes reposant sur des donnees anatomiques decrivant aussi bien que possible, en trois dimensions, les structures internes et externes de l'organisme. Ces donnees anatomiques peuvent etre obtenues par coupes tomographiques issues des scanneurs. Malheureusement ceux-ci sont peu disponibles pour les malades de radiotherapie et tres couteux. Aussi l'objectif de notre etude est la recherche des causes des limitations des appareillages utilises pour l'acquisition des donnees anatomiques en radiotherapie, la proposition de solutions technologiques nouvelles mieux adaptees, et enfin la mise en uvre de ces solutions. Nous avons dans un premier temps analyse les possibilites offertes par les principales techniques existantes, puis nous avons mis en uvre et etudie un simulateur-scanneur base sur une chaine de television radiologique. Nous montrons que cette solution conduit a un ecrasement du contraste tres genant dans certaines localisations tumorales. De meme, nous montrons que l'utilisation d'un dispositif a transfert de charges offrant une dynamique superieure a celle du tube analyseur permet d'ameliorer la qualite des coupes tomographiques sans toutefois eliminer les imperfections liees a l'intensificateur d'image radiologique associe. Nous avons donc defini les caracteristiques d'une barrette d'oxysulfure de gadolinium et propose sa realisation a nos partenaires industriels, les societes thomson et mecaserto. Puis, nous avons mis en uvre un simulateur-scanneur prototype base sur cette barrette et l'avons etudie. Nous montrons que cette nouvelle solution elimine en grande partie les imperfections que nous avons mises en evidence sur le simulateur-scanneur base sur la chaine de television radiologique, et donne de meilleurs resultats en termes de dynamique et de contraste. Ces resultats ont conduit nos partenaires industriels au developpement d'un simulateur-scanneur base sur une barrette d'oxysulfure de gadolinium dont nous avons defini les caracteristiques
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Tanguy, Quentin. "Design and fabrication of a MEMS scanner for OCT imaging endo-microscopic probe." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/8d6ab7ed-eac5-4e11-997b-f9e9af4e8808.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse reposent d'une part sur le design et la modélisation electro-thermo-mécanique d'un micro scanner optique et d'autre part sur sa fabrication, et sa caractérisation ainsi qu'un début d'intégration à un micro interféromètre de Mirau pour le développement d'une sonde endoscopique conçue pour la détection des cancers gastrointestinaux dans leur phase initiale par une technique d'imagerie appelée Tomography de Cohérence Optique (OCT). Le coeur de la contribution de cette thèse porte sur le développement et la fabrication de micro actionneurs commandés thermiquement pour l'orientation controlée d'un micro miroir conçu à cet effet. Différentes architectures de micro scanners sont proposées afin de répondre au mieux aux problématiques imposées par les exigences en matière de qualité d'imagerie optique et de compatibilité avec les normes dans le cadre de l'utilisation médical emph{in vivo} du dispositif final. Ces travaux s'inscrivent dans le projet DEMO4 financé par le LabEx Action en coopération entre les départements MN2S et AS2M de l'institut de recherche Français Femto-ST ainsi que de l'université de Floride aux États-Unis afin de délivrer un premier démonstrateur de sonde endoscopique OCT.Plusieurs séries de fabrication ont été mises en oeuvre grâce à des techniques de microfabrication de semiconducteurs dévelopés en échange entre l'université de Floride et Femto-ST avant d'être assemblées (à défaut d'intégration monolithique) par procédés robotisés à un micro-interféromètre dévelopé à Femto-ST.Finalement, un montage expérimental pour la caractérisation du micromiroir est également proposé pour permettre l'évaluation des performances atteintes et afin d'amorcer les premiers test d'imagerie optiques du micro systèmeThe work presented in this manuscript consists in the conception of an electro-thermo-mechanical optical micro-scanner. In a first time, a design and a model are proposed and the micro-device was fabricated, characterized and a draft of integration onto a Mirau micro-interferometer was carried out in order to build an endoscopic probe for the detection of early stage gastrointestinal cancers using an imaging technique called Optical Coherence Tomography (OCT). The very contribution of the thesis is the development and the fabrication of micro actuators driven electrothermally to control the angular position a micro mirror plate conceived in this purpose. Different architectures of micro-scanners are proposed to best comply with the specifications determined by both the optical expectations and the medical standards requirements of the final apparatus emph{in vivo}.This work, part of a project called textquote{DEMO4} was financed by the French LabEx Action funding source in cooperation between the departments AS2M and MN2S of the French research institute Femto-ST as well as the university of Florida in the USA to deliver a first demonstrator of endoscopic OCT probe.Several batches of fabrication were realized my means of techniques of ac{CMOS}-based microfabrication in exchange between Femto-ST and the university of Florida before being assembled (for lack of monolithic integration capability) onto a micro-interferometer using automated processes specifically developed in this purpose.Finally, an experimental setup is proposed to characterize in order to evaluate the performances achieved and initiate the first tests of optical imaging using the micro-system
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Hyafil, Fabien. "Imagerie non invasive de la plaque d'athérosclérose vulnérable : place de la médecine nucléaire, du scanner et de l'imagerie par résonance magnétique." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077170.
Full textAbstract:
Les syndromes coronariens aigus sont associés dans la majorité des cas à la rupture ou l'érosion d'une plaque d'athérosclérose vulnérable, qui se caractérise plus par sa composition que par son retentissement sur la lumière artérielle. L'identification des plaques d'athérosclérose vulnérables, à haut risque évolutif, par des techniques d'imagerie non invasives pourrait permettre une meilleure stratification du risque cardio-vasculaire individuel et l'instauration précoce de traitements visant à stabiliser les plaques d'athérosclérose. Dans ce travail, nous décrivons les principaux aspects histologiques et activités biologiques caractérisant les plaques d'athérosclérose vulnérables, afin de définir des cibles d'intérêt pour les différentes techniques d'imagerie. Nous discutons ensuite les problématiques spécifiques rencontrées dans le développement de radio-traceurs ou d'agents de contraste visant à détecter ces activités biologiques dans les plaques d'athérosclérose. Nous décrivons les techniques existantes pour l'identification de certaines caractéristiques des plaques d'athérosclérose vulnérables en scintigraphie, tomographie par émission de positons, scanner et imagerie par résonance magnétique (IRM). Enfin, nous présentons les travaux récents démontrant que certaines activités biologiques présentes dans les plaques d'athérosclérose vulnérables, telles qu'une activité phagocytaire augmentée des cellules inflammatoires, le développement d'une néoangiogénese et l'augmentation de l'activité des protéases, peuvent être détectées à l'aide de nouveaux agents de contraste pour le scanner et l'IRM dans des modèles expérimentaux d'athéroscléroseAcute coronary syndromes are often associated to rupture or erosion of vulnerable atherosclerotic plaques, which are characterized by their specific cellular and biological composition rather than by their impact on the vessel lumen. Identification of atherosclerotic plaques at risk of rupture with non invasive imaging techniques could be useful for risk stratification and early implementation of therapies aimed at plaque stabilization. In this work, we first describe the various histological and biological characteristics of vulnerable atherosclerotic plaques that will help to define potential targets for the different imaging techniques of vulnerable plaques. We then discuss the specific issues related to the development of radiotracers or contrast agents aimed at detecting biological activities in atherosclerotic plaques. We give a comprehensive overview of the current imaging techniques that allows for the detection of certain characteristics of vulnérable atherosclerotic plaques using scintigraphy, positron emission tomography, computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI). Finally, we describe the recent works that demonstrate the detection of specific biological activities present in vulnerable atherosclerotic plaques, such as increased phagocytosis of inflammatory cells, neoangiogenesis and high proteolytic activities, using novel contrast agents for CT and MRI
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SUSSAN, JEAN-MARC. "Etude des correlations anatomo-fonctionnelles entre la r. M. N. , le scanner et le spect : applications pratiques a partir de la ligne orbito-meatale (om) et de la ligne planum-sphenoidal-sinus lateral (pls)." Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE6809.
Full text
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Ben, Attouch Mohamed Walid. "Conception d'un capteur de température, d'un récepteur LVSD et d'un générateur de charge en technologie CMOS 0,18 um pour un scanner TEP/TDM." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1622.
Full textAbstract:
La recherche en imagerie moléculaire repose beaucoup sur les performances en tomographie d'émission par positrons (TEP). Les avancées technologiques en électronique ont permis d'améliorer la qualité de l'image fournie par les scanners TEP et d'en augmenter le champ d'application. Le scanner LabPET II, en développement à l'Université de Sherbrooke, permettra d'atteindre des résolutions spatiales inégalées.La conception de ce scanner requiert une très grande densité de détecteurs de l'ordre de 39 000 sur un anneau de 15 cm de diamètre par 12 cm de longueur axiale. D'autre part, l'Université de Sherbrooke mène également des travaux en tomodensitométrie (TDM) par comptage de photons individuels. Ces travaux s'insèrent dans un programme de recherche menant à réduire par un facteur 1,5 à 10 la dose de rayon X par rapport aux doses actuelles en TDM. Un circuit intégré (ASIC) a été développé pour supporter les performances attendues en TEP et en TDM. Cependant, la très grande densité de canaux rend inadéquate la vérification externe, sur circuits imprimés (PCB), des fonctionnalités des 64 canaux d'acquisition du circuit intégré actuellement en conception. Ainsi, un générateur de charge électronique a été conçu et intégré dans l'ASIC afin de pouvoir vérifier directement sur le circuit intégré ( On-Chip ) le fonctionnement de la chaine d'acquisition. Il permettra aussi de faire les tests pour le calcul de la résolution d'énergie et de la résolution en temps intrinsèque. La communication des données avec l'ASIC se fait par une ligne différentielle afin de maximiser l'immunité des signaux contre le bruit et d'assurer la vitesse de communication voulue.La norme Low-Voltage Differential Signaling (LVDS) a été choisie pour ce type de communication. En effet, trois récepteurs LVDS, basse consommation, ont été conçus et intégrés dans l'ASIC afin de recevoir les commandes de fonctionnement de l'ASIC à partir d'une matrice de portes programmables Field-Programmable Gate Array (FPGA) et de communiquer le signal d'horloge aux différents blocs. Pour augmenter la fiabilité du traitement effectué par l'électronique frontale, une mesure en température de l'ASIC est nécessaire. Un capteur de température basé sur la boucle à délais Delay-Locked Loop (DLL) a été conçu et intégré. En effet, la mesure de la température de l'ASIC permet d'intervenir en réalisant une compensation sur les mesures et en contrôlant le système de refroidissement en cas de sur-échauffement.
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Bouziri, Haithem. "Identification de cristaux dans un phoswich par la méthode de mesure de temps au dessus d'un seuil (ToT) pour le scanner LabPET II." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/6157.
Full textAbstract:
La performance d’un scanner TEP se mesure par sa sensibilité, son contraste et sa résolution spatiale. Cette dernière doit être idéalement uniforme dans tout le champ de vue utile (CDV) du scanner. Cependant, le problème de parallaxe dû à l’éloignement de la source du centre de CDV, entraîne une dégradation de la résolution spatiale radiale. Ce problème est très présent dans les scanners avec une grande densité de détecteurs et de petit diamètre notamment dans le LabPET II, le scanner en cours de développement à l’Université de Sherbrooke par le Groupe de recherche en appareillage médicale de Sherbrooke (GRAMS) et le Centre d’imagerie moléculaire de Sherbrooke (CIMS), avec [tilde]37 000 détecteurs pour un CDV de 16 cm de diamètre et 12 cm de longueur axiale. Chaque détecteur a une surface de 1,2[indice supérieur *] 1,2 mm[indice supérieur 2] et une longueur supérieure à 10 mm. La mesure de profondeur d’interaction (PDI) demeure très utile pour résoudre le problème de parallaxe. La PDI peut être réalisée par l’assemblage de deux cristaux en phoswich, tout en gardant la même longueur totale pour assurer une bonne efficacité de détection, et puis, le cristal dans lequel une interaction est faite sera déterminé à l’aide d’algorithme d’identification de cristaux. Pour le traitement des signaux issus des modules de détection, un ASIC de 64 canaux a été développé. L’ASIC utilise une nouvelle technique de mesure de temps à doubles seuils inspirée de la technique de mesure de temps au-dessus d’un seuil (ToT). Cette technique repose sur l’utilisation de deux discriminateurs à seuil afin de déterminer le temps d’arrivée du photon d’annihilation et son énergie. Le temps d’arrivée est estimé par le moment de discrimination du signal avec le premier discriminateur. Tandis que l’énergie du signal est calculée par la différence des moments de discrimination du signal avec le premier et le deuxième discriminateur. Cette différence de temps est non linéaire en fonction de l’énergie. Donc une correction d’énergie est faite pour déterminer le spectre d’énergie. Les seuils des discriminateurs sont méticuleusement choisis afin de minimiser l’erreur sur les temps de croisement. Cette méthode de ToT à doubles seuils est une technique innovatrice pour identifier les cristaux qui ont scintillés [i.e. scintillé] dans un scanner TEP. Avec une erreur inférieure à 5%, cette technique discrimine entre un LGS045ns et un LYSO40ns. Malgré le taux d’erreur élevé comparé à d’autres méthodes d’identification, cette technique possède l’avantage d’être facilement intégrable dans l’ASIC du LabPET II.
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Lapointe, Eric. "Scanner pour tomographie optique diffuse sans contact à canaux de détection dans le domaine temporel à deux bandes de longueur d'onde pour imagerie intrinsèque et par fluorescence sur petit animal." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1619.
Full textAbstract:
Ce mémoire décrit le développement opto-mécanique et électro-mécanique de la 2ième version du scanner TomOptUS pour tomographie optique diffuse (TOD).Ce scanner est destiné à l'imagerie moléculaire 3D de l'intérieur d'un petit animal. Les buts de la TOD sont : 1) d'obtenir la distribution spatiale des coefficients d'absorption ([mu][indice inférieur a]) et de diffusion ([mu][indice inférieur s]) dans les tissus biologiques (imagerie intrinsèque) et 2) de localiser des agents fluorescents injectés et à suivre leur distribution spatiale (imagerie par fluorescence). La TOD sur petit animal est d'un grand intérêt en pharmacologie et en oncologie pour l'étiquetage de médicaments afin de suivre leur progression, pour suivre l'évolution d'une pathologie sous traitement sur un même individu, ou pour repérer des cellules cancéreuses par marquage des protéines membranaires qu'elles expriment. La diffusion de la lumière dans les tissus biologiques est le plus grand obstacle en TOD. Les mesures en régime continu ne permettent pas de distinguer les photons détectés selon le degré de diffusion qu'ils subissent. La diffusion mène à une perte d'information quant à la trajectoire suivie par les photons. La détection résolue en temps permet de garder une partie de cette information. Le scanner TomOptUS utilise un système ultra-rapide de comptage de photons corrélé en temps et des tubes photomultiplicateurs pour mesurer la distribution temporelle de pulses lumineux transmis et/ou rétrodiffusés dans le sujet à imager suite à l'illumination à l'aide d'impulsions laser ultra-brèves. La 2 ième version du scanner est un système multicanal à géométrie annulaire sur 360 [degrés] autour du sujet. Il est muni de 7 canaux de détection optique permettant l'acquisition simultanée de données tomographiques dans deux bandes de longueurs d'onde (intrinsèque et fluorescence). L'acquisition des données est automatisée par ordinateur.Ce scanner a l'avantage d'effectuer des mesures sans contact avec le sujet. Ceci facilite l'acquisition des données et permettra éventuellement de le combiner à d'autres modalités d'imagerie médicale sans contact (tomographie d'émission par positrons, tomodentométrie [i.e. tomodensitométrie] ou imagerie par résonance magnétique) pour réaliser des séances d'imagerie multimodales. Le scanner est aussi équipé d'un système de vision numérique stéréo à 2 caméras permettant de mesurer la surface externe du sujet en 3D. Les mesures tomographiques et de surface se font simultanément en utilisant le faisceau laser incident sur le sujet. On présente des résultats de localisation d'un nombre a priori inconnu d'inclusions fluorescentes ponctuelles dans une mire (ou fantôme) absorbante et diffusante. L'algorithme de localisation repose sur la mesure des temps d'arrivée des premiers photons à différentes positions angulaires autour du sujet. Ceci requiert une résolution temporelle très élevée dans la détection des photons, une très grande synchronisation des différents canaux de détection et une grande stabilité dans la détection des signaux optiques. L'architecture du scanner ainsi qu'une méthode de calibration élaborée dans le cadre des présents travaux permettent d'atteindre de telles performances. On présente également des résultats préliminaires de l'effet d'un milieu hétérogène sur le temps de vol des photons.
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Lullin, Justine. "Design, simulation and fabrication of a vertical microscanner for phase modulation interferometry - Application to optical coherence tomography system for skin imaging." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2010/document.
Full textAbstract:
Cette thèse décrit le design, la simulation et la fabrication d’une matrice 4x4 de micro-miroirs actionnée verticalement et munie d’un capteur de position. Le micro-scanneur vertical a pour vocation à être intégré au sein d’un micro-interféromètre de Mirau de type matriciel, réalisé àbase de composants micro-optiques fabriqués grâce à des méthodes collectives. Le mouvement du micro-scanneur, développé dans cette thèse, génère un signal de référence utilisé pour l’implémentation de l’interférométrie à modulation de phase dans un système de tomographie par cohérence optique (OCT). Dans un premier temps, la thèse introduit le besoin d’un système d’imagerie adapté pour la détection précoce des cancers de la peau et établit les spécifications optiques requises par cette application. A partir de ces spécifications, le design du système OCT basé sur le micro-interféromètre de Mirau est présenté. En parallèle, l’état de l’art des technologies de micro-actionnement est décrit et un actionnement électrostatique à base de peignes interdigités est choisi pour actionner et lire la position de la matrice de micro-miroirs. En effet ce type d’actionnement bénéficie d’une bonne compatibilité avec le design du micro-interféromètre de Mirau. Dans un second temps, le cœur de la thèse expose le développement du micro-scanneur vertical, c.à.d le design et les simulations ainsi que la fabrication et la caractérisationThis thesis describes the design, simulation and fabrication of a vertically actuated 4x4 array ofmicromirrors with embedded position sensing function. The vertical microscanner is meant to beintegrated within an array-type Mirau microinterferometer realized with optical microcomponentsfabricated using collective techniques. The microscanner, developed in this thesis, provides areference signal that is used for the implementation of phase modulation interferometery in an opticalcoherence tomography (OCT) system. This thesis first introduces the need for adapted imagingsystems for the early diagnosis of skin cancer and establishes the optical specifications requiredby this specific application. Based on these specifications, the design of the OCT system based onthe Mirau microinterferometer is presented. In parallel, the state of the art of the microactuationtechnologies is discussed and comb drive electrostatic actuation is chosen, for its compatibilitywith the design of the Mirau microinterferometer, to actuate and sense the position of the array ofmicromirrors. Then, the core of the thesis deals with the development of the vertical microscanner,i.e. its design and simulations, its fabrication and its characterization
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Gouy, Sébastien. "Lymphadénectomie lombo-aortique extrapéritonéale et single-port dans les cancers du col localement avancés : faisabilité, reproductibilité, aspects ergonomiques et intérêt en termes de survie à l'ère de la tomographie par émission de positron (TEP) couplé au scanner (TDM)." Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00880342.
Full textAbstract:
Le facteur pronostic majeur des cancers du col localement avancés (LACC) est le statut ganglionnaire lombo-aortique. Notre travail de thèse a été d'évaluer la lymphadénectomie lombo-aortique (qui représente la technique de référence pour obtenir cette information) à l'ère de la tomographie par émission de positron (TEP) et de la chirurgie par une seule incision (LESS). Les résultats publiés de cette thèse sont: la lymphadénectomie lombo-aortique extrapéritonéale par LESS est faisable. Nous en avons décrit et codifié la technique pour la première fois par une incision iliaque gauche unique ; cette technique que nous avons mise au point est sure, reproductible et équivalente sur le plan carcinologique et ergonomique à la laparoscopie conventionnelle ; la lymphadénectomie lombo-aortique de staging est indispensable dans les LACC compte tenu du taux de faux négatif du TEP-TDM retrouvé dans ce travail de thèse (12% s'élevant à 22 % en cas de fixations ganglionnaires pelviennes suspectes). Nous avons également démontré sur la plus large de la série de littérature que la lymphadénectomie lombo-aortique associée à l'extension des champs d'irradiation en lombo-aortique lors de la radio-chimiothérapie apporte aux patientes présentant des micrométastases une survie identique à celle des patientes négatives histologiquement au niveau lombo-aortique. En revanche, en cas d'atteinte macrométastatique le pronostic demeure péjoratif et nécessite de proposer d'autres options thérapeutiques.
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Chopard, dit Jean Romain. "Apport des technologies d'imagerie non invasives dans l'évaluation du pronostic des pathologies cardiovasculaires." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA0005/document.
Full textAbstract:
Pour ce travail de thèse, nous avons réalisé cinq études originales en utilisant trois technologies d'imageries cardiovasculaires non-invasives.-Nous avons démontré, à partir d'une étude ex-vivo sur des artères coronaires humaines, que le scanner64 détecteurs ne permettait pas de caractériser précisément les différents composants des plaques. Ladistinction des plaques fibreuses et des plaques lipidiques est en effet impossible. Par ailleurs, notretravail a montré que l'IVUS ne devait pas servir d'imagerie de référence lors des études sur la plaque carcet examen présente lui aussi de nombreuses imprécisions.-Notre travail sur la thrombo-aspiration rapporte un effet très significatif de l'extraction effective dethrombus lors des thrombo-aspirations à la phase aiguë des STEMI, avec une réduction de la taille du no-reflow et de l'infarctus, évaluées en IRM ; une thrombo-aspiration positive représentant par ailleurs dansnotre travail, un critère indépendamment lié à la taille finale de l'infarctus. L'extraction effective dethrombus pourrait être considéré, en salle de cathétérisme, comme un critère de jugement de l'efficacitéde la thrombo-aspiration.-Notre étude sur les syndomes coronaires à coronaires angiographiquement normales a confirmé l'intérêtde l'IRM dans le bilan étiologique de cette présentation clinique, permettant un diagnostic étiologiquedans 2/3 des cas. Par ailleurs, nous avons observé une excellente évolution pour le tiers des patients chezqui l'IRM ne décèle pas d'anomalie myocardique. Des études d'une plus grande envergure serontnécessaires afin de confirmer nos résultats.-A partir d'IRM cardiaque réalisées chez des patients ayant présenté un premier épisode de STEMI, nousavons pu déterminer une valuer seuil de troponine prédictive de la survenue d'un no-reflow.-Enfin, à partir d'analyses en Speckle Tracking, nous avons mis en évidence une dysfonction systolique VD,objectivée par une altération des valeurs de Strain longitudinal VD, chez les patients présentant une EPgrave ou de gravité intermédiaire, comparativement à un groupe de patients avec une EP non graveIn this doctoral thesis, we report on five original studies that use three différent non-invasive cardiovascular imaging techniques:- In an ex vivo study of human coronary arteries, we show that 64-slice computed tomography (CT) scan isnot capable of distinguishing between différent components of plaques. Indeed, it is impossible todifferentiate between fibrous and lipid plaques. Our study also showed that intravascular ultrasound(IVUS) should not be used as thé référence method in studies of plaque composition, since this techniquealso suffers from numerous limitations.- Our study of thé efficacy of thrombo-aspiration showed a significant benefit with effective extraction ofthrombus during thrombo-aspiration at thé acute phase of ST élévation myocardial infarction (STEMI),notably with a réduction of thé extent of no-reflow and of infarct size as evaluated by magnetic résonanceimaging (MRI). Productive thrombo-aspiration was shown in our study to be an independent predictor offinal infarct size. Effective extraction of thrombotic material could be considered in thé cathlab as acriterion for evaluating thé success of thé thrombo-aspiration procédure.- Our study of acute coronary syndromes with normal coronary arteries confirmed thé utility of MRI inestablishing thé etiology of this clinical présentation, and made it possible to establish an etiologicaldiagnosis in two-thirds of patients. We also observed excellent outcomes in thé third of patients in whomMRI did not find any myocardial anomalies. Larger studies are warranted to confirm thèse findings.- Based on cardiac MRI performed in patients presenting a first épisode of STEMI, we established athreshold value of troponin that predicts thé occurrence of no-reflow.- Lastly, using speckle-tracking analysis, we demonstrated impaired systolic right ventricular function inpatients with intermediate to high risk pulmonary embolism (PE), evaluated by altérations in longitudinalstrain values at thé level of thé right ventricle, compared to a control group of patients with low risk PE
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Niu, Pei. "Multi-energy image reconstruction in spectral photon-counting CT." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI022.
Full textAbstract:
Le scanner CT spectral à comptage de photons (sCT) est apparu récemment comme une nouvelle technique d'imagerie présentant des avantages fondamentaux par rapport au scanner CT classique et au scanner CT à double énergie. Cependant, en raison du nombre réduit de photons dans chaque bande d'énergie du scanner sCT et des artéfacts divers, la reconstruction des images devient particulièrement difficile. Cette thèse se concentre sur la reconstruction d'images multi-énergie en sCT. Tout d'abord, nous proposons d'étudier la capacité du scanner sCT à réaliser simultanément une imagerie anatomique (aCT) et fonctionnelle (fCT) en une seule acquisition par reconstruction et décomposition des matériaux. La fonction aCT du scanner sCT est étudiée dans la même configuration que celle du scanner CT classique, et la fonction fCT du scanner sCT est étudiée en appliquant des algorithmes de décomposition de matériaux aux mêmes données multi-énergie. Ensuite, comme le bruit est un problème particulièrement aigu en raison du nombre largement réduit de photons dans chaque bande d'énergie du scanner sCT, nous introduisons un mécanisme de débruitage dans la reconstruction de l'image pour effectuer simultanément un débruitage et une reconstruction. Enfin, pour améliorer la reconstruction de l'image, nous proposons de reconstruire l'image à une bande d'énergie donnée en exploitant les informations dans toutes les autres bandes d'énergie. La stratégie clé de cette approche consiste à regrouper les pixels similaires issus de la reconstruction de toutes les bandes d'énergie en une seule classe, à les ajuster dans la même classe, à projeter les résultats de l'ajustement dans chaque bande d'énergie, et à débruiter les informations projetées. Elle est utilisée à la fois comme une opération post-débruitage pour démontrer son efficacité et comme un terme de régularisation ou un terme de régularisations combinées pour la réalisation simultanée du débruitage et de la reconstruction. Toutes les méthodes ci-dessus sont évaluées sur des données de simulation et des données réelles provenant d'un scanner sCT précliniqueSpectral photon-counting CT (sCT) appeared recently as a new imaging technique presenting fundamental advantages with respect to conventional CT and duel-energy CT. However, due to the reduced number of photons in each energy bin of sCT and various artifacts, image reconstruction becomes particularly difficult. This thesis focuses on the reconstruction of multi-energy images in sCT. First, we propose to consider the ability of sCT to achieve simultaneously both anatomical (aCT) and functional imaging (fCT) in one single acquisition through reconstruction and material decomposition. aCT function of sCT is studied under the same configuration as that of conventional CT, and fCT function of sCT is investigated by applying material decomposition algorithms to the same acquired multi-energy data. Then, since noise is a particularly acute problem due to the largely reduced number of photons in each energy bin of sCT, we introduce denoising mechanism in the image reconstruction to perform simultaneous reconstruction and denoising. Finally, to improve image reconstruction, we propose to reconstruct the image at a given energy bin by exploiting information in all other energy bins. The key strategy in such approach consists of grouping the similar pixels from the reconstruction of all the energy bins into the same class, fitting within each class, mapping the fitting results into each energy bin, and denoising with the mapped information. It is used both as a post-denoising operation to demonstrate its effectiveness and as a regularization term or a combined regularization term for simultaneous reconstruction and denoising. All the above methods are evaluated on both simulation and real data from a pre-clinical sCT system
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Travelletti, Julien. "Imagerie multi-paramètres et multi-résolutions pour l'observation et la caractérisation des mécanismes de glissements-coulées." Phd thesis, Université de Caen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00806806.
Full textAbstract:
Les facteurs de contrôle (prédisposition, déclenchement) des glissements de terrain, leurs mécanismes et leurs comportements cinématiques peuvent être extrêmement hétérogènes et interagir sur des constantes de temps très variées. De nombreuses lacunes existent dans l'évaluation de l'aléa associé à ces processus, en particulier pour les glissements lents qui peuvent évoluer en coulées rapides. Les glissements-coulées présentent en effet des comportements très variables dans le temps et dans l'espace caractérisés par un large spectre de vitesses de déplacement (de moins de un centimètre par jour à plusieurs mètres par jour) et la présence de discontinuités et de grandes hétérogénéités dans la répartition de leurs propriétés pétro-physiques. Les techniques d'observation et d'investigation classiques permettent d'obtenir des informations ponctuelles qui ne sont pas suffisantes pour quantifier ces variabilités spatiales et temporelles. Une des conséquences est que, bien souvent, les modèles numériques de glissement ne sont calés et validés que sur un nombre limité d'observations in-situ. Les développements récents en imagerie géophysique multi-paramètres ont permis de progresser dans l'acquisition directe et indirecte de données sur la déformation (photogrammétrie, corrélation d'images, scanner laser) et les paramètres pétro-physiques (tomographie électrique et sismique réfraction). Malgré une précision souvent inférieure à celles des techniques classiques, elles ont l'avantage de fournir des informations multi-échelles et distribuées spatialement. Combiner ces informations spatiales à celles obtenues par les techniques classiques (GPS, extensométrie, piézométrie, géotechnique) et les intégrer dans un modèle conceptuel cohérent pour la modélisation numérique constitue une difficulté majeure. Des travaux scientifiques ont été engagés en combinant différentes approches issues d'observations de terrain (géomorphologie, géologie) et de données instrumentales (hydrogéophysique, photogrammétrie, scanner laser). L'objectif est de développer des méthodologies permettant de déterminer spatialement les différentes caractéristiques majeures des glissement-coulées (structuration interne, comportement hydrologique, comportement cinématique, mécanisme de déformation). Un modèle conceptuel de fonctionnement et des modélisations du comportement hydro-mécanique des glissements-coulées avec les codes Z-Soil et Slow-Mov sont proposés. Les sites d'étude retenus pour notre analyse sont les glissements-coulées marneux de Super-Sauze et de La Valette dans le Bassin de Barcelonnette (Alpes-de-Haute-Provence). Les travaux de recherche sont présentés en quatre parties dont les objectifs sont : 1. De caractériser la structuration interne et la géométrie 3D des glissement-coulées à l'aide de données géophysiques, géotechniques et géomorphologiques ; 2. De proposer un modèle conceptuel hydrologique de la zone non saturée par suivi temporel et spatial de résistivités électriques et par l'analyse de données piézométriques ; 3. De caractériser la cinématique des glissements-coulées à partir de plateformes terrestres de télédétection (photogrammétrie et scanner laser) combinées à des plateformes aériennes et à des suivis par GPS différentiel ; 4. D'identifier des seuils de modifications de régimes hydrologiques et cinématiques par la modélisation numérique. Les résultats soulignent le vaste champ d'application des principales techniques d'imagerie pour l'investigation des glissement-coulées et permettent de définir leurs limites d'utilisation. Des études futures devraient permettre de développer ces différentes méthodologies à des fins opérationnelles de surveillance et pour améliorer les capacités de prédiction de l'aléa.
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Bradu, Adrian. "Methodes Optiques d'exploration des tissus biologiques. Spectrometrie des tissus cerebraux au moyen des sondes miniatures a fibres optiques et imagerie par Tomographie Optique Coherente." Phd thesis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007180.
Full textAbstract:
Nous abordons dans ce memoire deux methodes d'exploration des tissus biologiques. Premierement nous presenterons une technique spectroscopique invasive d'investigation des tissus cerebraux profonds. Cette technique utilisant des sondes optiques en miniature tire partie de la forte retrodiffusion de la lumiere par les tissus biologiques. Ainsi, l'attenuation lumineuse qu'on mesure experimentallement contient des informations non seulement sur les proprietes de diffusion mais aussi sur les concentrations des chromophores qu'ils contiennent. Le resultat est la posibilite d'envisager la mise en oeuvre d'une methode d'observation directe de certains paramatres hemodynamiques dont la saturation tissulaire en oxygene ou la concentration en hemoglobine totale. Deuxiemement nous presenterons une methode d'imagerie des tissus biologiques en particulier de l'oeil: la tomographie optique coherente. Sa technique tire partie de proprietes de coherence de la lumiere. Ainsi, l'interference constructive des faisceux lumineux provenant de deux bras d'un interferometre de type Michelson donne naissance a un signal contenant des informations sur la reflectivite provenant d'un domaine spatial de la cible limite par la longueur de coherence de la source. En utilisant ces bases theoriques nous avons mis en oeuvre un system OCT rapide utilisant un scanner resonant.