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Al, Moussawi Ali. "Reconstruction 3D de vaisseaux sanguins". Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0014.

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Ce travail concerne la reconstruction 3D de vaisseaux sanguins à partir de coupes transversales en nombre éventuellement réduit. Si des données sont manquantes, une reconstruction cohérente avec un réseau de vaisseaux est obtenue. Cette approche permet en outre de limiter les interventions humaines lors du traitement des images des coupes transversales 2D. Sachant que les images utilisées sont obtenues par scanner,la difficulté est de connecter les vaisseaux sanguins entre deux coupes espacées pour obtenir un graphe qui correspond au cœur des vaisseaux. En associant les vaisseaux sanguins sur les coupes à des masses à transporter, on construit un graphe solution d’un problème de transport ramifié. La reconstruction 3D de la géométrie résulte des données 2D d’imagerie issues des différentes coupes transversales et du graphe. La géométrie 3D des vaisseaux sanguins est représentée par la donnée d’une fonction Level Set définie en tout point de l’espace dont l’iso-valeur zéro correspond aux parois des vaisseaux. On s’intéresse ensuite à résoudre numériquement le modèle de Navier-Stokes en écoulement incompressible sur un maillage cartésien inclus dans la géométrie reconstruite. Ce choix est motivé par la rapidité d’assemblage du maillage et des opérateurs discrets de dérivation, en vue d’éventuelles déformation des vaisseaux. L’inadaptation du maillage avec l’interface de la géométrie amène à considérer une condition limite modifiée permettant un calcul consistant des contraintes aux parois
This work concerns the 3D reconstruction of blood vessels from a limited number of 2D transversal cuts obtained from scanners. If data are missing, a coherentreconstruction with a vessel network is obtained. This approach allows to limit human interventions in processing images of 2D transversal cuts. Knowing that the images used are obtained by scanner, the difficulty is to connect the blood vessels between some widely spaced cuts in order to produce the graph corresponding to the network of vessels. We identify the vessels on each trnasversal cut as a mass to be transported, we construct a graph solution of a branched transport problem. At this stage, we are able to reconstruct the 3D geometry by using the 2D Level Set Functions given by the transversal cuts and the graph information. The 3D geometry of blood vessels is represented by the data of the Level Set function defined at any point of the space whose 0-level corresponds to the vessel walls. The resulting geometry is usually integrated in a fluid mechanic code solving the incompressible Navier-Stokes equations on a Cartesian grid strictly included in a reconstructed geometry. The inadequacy of the mesh with the interface of the geometry is overcomed thanks to a modified boundary condition leading to an accurate computation of the constraints to the walls

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Al, Moussawi Ali. "Reconstruction 3D de vaisseaux sanguins". Thesis, Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0014/document.

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Ce travail concerne la reconstruction 3D de vaisseaux sanguins à partir de coupes transversales en nombre éventuellement réduit. Si des données sont manquantes, une reconstruction cohérente avec un réseau de vaisseaux est obtenue. Cette approche permet en outre de limiter les interventions humaines lors du traitement des images des coupes transversales 2D. Sachant que les images utilisées sont obtenues par scanner,la difficulté est de connecter les vaisseaux sanguins entre deux coupes espacées pour obtenir un graphe qui correspond au cœur des vaisseaux. En associant les vaisseaux sanguins sur les coupes à des masses à transporter, on construit un graphe solution d’un problème de transport ramifié. La reconstruction 3D de la géométrie résulte des données 2D d’imagerie issues des différentes coupes transversales et du graphe. La géométrie 3D des vaisseaux sanguins est représentée par la donnée d’une fonction Level Set définie en tout point de l’espace dont l’iso-valeur zéro correspond aux parois des vaisseaux. On s’intéresse ensuite à résoudre numériquement le modèle de Navier-Stokes en écoulement incompressible sur un maillage cartésien inclus dans la géométrie reconstruite. Ce choix est motivé par la rapidité d’assemblage du maillage et des opérateurs discrets de dérivation, en vue d’éventuelles déformation des vaisseaux. L’inadaptation du maillage avec l’interface de la géométrie amène à considérer une condition limite modifiée permettant un calcul consistant des contraintes aux parois
This work concerns the 3D reconstruction of blood vessels from a limited number of 2D transversal cuts obtained from scanners. If data are missing, a coherentreconstruction with a vessel network is obtained. This approach allows to limit human interventions in processing images of 2D transversal cuts. Knowing that the images used are obtained by scanner, the difficulty is to connect the blood vessels between some widely spaced cuts in order to produce the graph corresponding to the network of vessels. We identify the vessels on each trnasversal cut as a mass to be transported, we construct a graph solution of a branched transport problem. At this stage, we are able to reconstruct the 3D geometry by using the 2D Level Set Functions given by the transversal cuts and the graph information. The 3D geometry of blood vessels is represented by the data of the Level Set function defined at any point of the space whose 0-level corresponds to the vessel walls. The resulting geometry is usually integrated in a fluid mechanic code solving the incompressible Navier-Stokes equations on a Cartesian grid strictly included in a reconstructed geometry. The inadequacy of the mesh with the interface of the geometry is overcomed thanks to a modified boundary condition leading to an accurate computation of the constraints to the walls

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Rognin, Nicolas Georges. "Outils de simulation et de quantification en imagerie de contraste échographique". Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10196.

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Depuis l'avènement des premiers échographes, une volonté constante des constructeurs est l'amélioration de la qualité de l'image par des méthodes de traitement du signal et par des avancées dans la technologie des sondes. Ces améliorations ont pour but d'accroître la puissance diagnostique de cette modalité d'imagerie médicale. Aujourd'hui, s'ajoutent les agents de contraste ultrasonore pour le rehaussement du contraste du sang par rapport aux tissus. Les agents de contraste sont composés de microbulles, qui ont un fort pouvoir de rétrodiffusion. L'injection par voie intraveineuse de ces agents a conduit au développement d'une myriade de modalités d'imagerie pour estimer la perfusion d'un organe, l'ensemble étant désigné par " imagerie de contraste ". Pourtant aucun outil pour l'étude de leurs performances n'existe. Pour répondre à cette problématique, nous avons développé un simulateur d'imagerie quantitative de contraste. Nous entendons par quantitatif une simulation en unité physique. Autrement dit les signaux ultrasonores sont calculés directement en pascal aussi bien pour la réponse du tissu biologique que celle de l'agent. Pour atteindre cet objectif et en collaboration avec un groupe pharmaceutique international, Bracco, nous avons constitué une base de données expérimentales de mesures in vitro de l'agent SonoVueTM pour la validation du simulateur. Cette base couvre plusieurs cas de puissance d'émission pour une série de dilutions de l'agent. En conclusion, notre contribution est la proposition d'un outil permettant de simuler quantitativement différentes modalités d'imageries de contraste, en fonction de la puissance d'émission, de la dilution, et du mouvement tissulaire. Le système permet de surcroît de comparer et d'apprécier les performances de ces différentes modalités. Enfin, nous avons montré la flexibilité et la potentialité de cet outil en l'appliquant au cas particulier de l'échographie endovasculaire.

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Lesage, David. "Modèles, primitives et méthodes de suivi pour la segmentation vasculaire : application aux coronaires en imagerie tomodensitométrique 3D". Phd thesis, Télécom ParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005908.

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La segmentation des structures vasculaires dans les images médicales est une étape complexe mais fondamentale pour l'aide au diagnostic et au traitement. Dans ce contexte, les techniques de traitement d'images facilitent la tâche des experts médicaux en minimisant les interactions manuelles tout en réduisant la variabilité inter-opérateurs. Nous présentons tout d'abord un état de l'art des méthodes de segmentation vasculaire 3D organisé suivant trois axes: modèles géométriques et d'apparence, primitives extraites des images et schémas d'extraction. Nos travaux se focalisent sur une problématique particulièrement complexe, la segmentation des artères coronaires en imagerie tomodensitométrique 3D. Nous proposons un modèle géométrique axial, évalué dans l'image grâce à une primitive fondée sur le flux de gradient à fort pouvoir discriminant et faible coût calculatoire. Nous dérivons ensuite un modèle bayésien récursif appris de façon non paramétrique sur une base de segmentations manuelles. Nous proposons enfin deux schémas d'extraction. Le premier met en œuvre une procédure d'optimisation discrète sur graphe fondée sur la propagation de chemins minimaux 4D (position spatiale 3D de l'axe vasculaire plus rayon associé). Il exploite une nouvelle métrique cumulative dérivée de notre modèle bayésien. Notre deuxième schéma repose sur une approche de suivi stochastique par méthode de Monte-Carlo séquentielle estimant la distribution a posteriori de notre modèle bayésien. Une attention particulière est donnée à la robustesse et l'efficacité calculatoire de nos algorithmes. Ceux-ci sont évalués qualitativement et quantitativement sur une base de données cliniques de grande taille.

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Dietrich, Gabriel de. "Segmentation d'organes tubulaires par suivi de squelette". Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12670.

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Les avancées technologiques dans le domaine de l'imagerie médicale 3D permettent aux médecins d'obtenir un volume d'informations bien supérieur à celui de l'imagerie projective (radiologie, etc. . . ). Il y a par conséquence un besoin d'outils d'aide à l'analyse de ces organes tubulaires (bronches et vaisseaux sanguins), une méthode adaptée d'aide à la segmentation. Cette méthode reste très générale et indépendante de l'organe étudié (vaisseau sanguin ou bronche). Une présegmentation grossière du volume permet de construire un squelette de l'organe. Ce squelette nous permet de placer, en tout point de l'organe, un plan de coupe nous donnant une section optimale de l'organe étudié. Une fois ces coupes extraites, il est possible d'appliquer des méthodes de segmentation classiques issues de l'imagerie 2D.

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Rakotomalala-Randrianarisoa, Vaoariniaina Vénérée. "Reconstruction bidimensionnelle de vaisseaux rétiniens par analyse d'images couleur de fond d'oeil". Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-359.pdf.

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Ce travail s'inscrit dans le projet ACINFO (Analyse Colorimétrique d'Images Numériques du Fond d'Oeil) en collaboration avec le service des maladies infectieuses et du voyageur de l'hôpital Dron de Tourcoing. Notre apport se résume à la conception d'un système d'analyse d'images couleur de fond d'oeil. La méthode que nous proposons consiste à modéliser l'arbre vasculaire bidimensionnelle rétinien à l'aide d'un suivi récursif des contours. Une coopération région-contour permet d'optimiser le suivi des contours en exploitant la région formée par le corps des vaisseaux pour traiter les différents problèmes liés au suivi des contours. Nous présentons également une méthode qui permet de quantifier la qualité de la localisation des contours en fonction du système de représentation de la couleur utilisé, afin de déterminer les systèmes de représentation colorimétriques les mieux adaptés à notre application. Les vaisseaux reconstruits serviront de repères anatomiques dans la localisation de lésions de rétinite à C. M. V. (CytoMégaloVirus) dans les rétines des patients atteints du virus du sida.

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Trimeche, Iyèd. "Segmentation et analyse quantitative des vaisseaux sanguins de la rétine en optique adaptative". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS169.

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Les images d'ophtalmoscopie optique adaptative (AOO) du fond de l'œil permettent de visualiser les vaisseaux rétiniens avec une haute résolution, en particulier les bifurcations et les parois artérielles, adaptées aux mesures de biomarqueurs morphométriques. L’objectif de cette thèse est d’étudier la morphométrie des vaisseaux rétiniens dans les images d’AOO, en déterminant les différents biomarqueurs caractérisant le flux sanguin et qui sont extraits de l’estimation des diamètres et de l’épaisseur de paroi des branches aux bifurcations. Nous proposons deux méthodes pour la segmentation des vaisseaux rétiniens dans ces images. La première est semi-automatique, elle étend une approche précédente de traitement des branches des vaisseaux rétiniens, à la segmentation des bifurcations. La deuxième est une approche hybride entièrement automatique, basée sur un réseau de neurones convolutionnel U-Net modifié et des contours actifs, pour segmenter les branches et les bifurcations des vaisseaux rétiniens avec une grande précision. Nous proposons ainsi une technique de mesure automatique et reproductible pour extraire les diamètres des branches des bifurcations et calculer les biomarqueurs pour trois populations : sujets contrôle, sujets diabétiques et sujets Cadasil. Les résultats expérimentaux montrent que la précision de nos approches semi-automatique et entièrement automatique se situe dans la plage de variabilité intra et inter-utilisateurs, ce qui nous a permis de réaliser une étude statistique robuste sur les biomarqueurs extraits dans le but de différentier les sujets contrôle des sujets pathologiques
Adaptive Optical Ophthalmoscopy (AOO) images of the eye fundus allow visualization of retinal vessels with high resolution, in particular arterial bifurcations and their wall thickness, suitable for morphometric biomarker measurements.The objective of this thesis is to study the morphometry of retinal vessels in AOO images, by determining the different biomarkers characterizing blood flow and which are extracted from the estimation of the diameters and the wall thickness of the branches at the bifurcations.We propose two methods for segmentation of retinal vessels in these images. The first is semi-automatic, it extends a previous approach, treating branches of retinal vessels, to the segmentation of bifurcations. The second is a fully automatic hybrid approach, based on a modified U-Net convolutional neural network and active contours, to segment the branches and bifurcations of retinal vessels with high precision.We thus propose a reproducible and automatic measurement technique to extract the diajavascript:nouvelleZone('contenuS-2');meters of the branches of the bifurcations and calculate the biomarkers for three populations: control subjects, diabetic subjects and Cadasil subjects. The experimental results show that the precision of our semi-automatic and fully automatic approaches lies within the range of intra- and inter-user variability, which allowed us to perform a robust statistical study on the extracted biomarkers in order to differentiate the control subjects and pathological subjects

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Yureidini, Ahmed. "Reconstruction robuste des vaisseaux sanguins pour les simulations médicales interactives à partir de données patients". Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01010973.

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Dans le cadre des simulations interactives, le manque de modèles géométriques reste une des limitations majeures des simulateurs. Actuellement, les simulateurs commerciaux ne proposent pas ou un tout cas, un nombre limité de cas. Un grand nombre des travaux abordent cependant ce sujet tout au long de ces deux dernières décennies. Malgré une vaste littérature, les méthodes ne sont pas adaptées à un contexte interactif, plus particulièrement quand il s'agit des réseaux vasculaires. Dans cette thèse, nous considérons le problème de la segmentation et la reconstruction des vaisseaux sanguins à partir de données patients en Angiographie Rotationnelle (RA) 3D. Pour ce faire, nous proposons deux nouveaux algorithmes, un pour la segmentation et un autre, pour la reconstruction. Tout d'abord, le réseau vasculaire est construit grâce à un algorithme de suivi de la ligne centrale des vaisseaux. De plus, notre procédure de suivi extrait des points à la surface des vaisseaux de manière robuste. Deuxièmement, ces points sont estimés par une surface implicite (un blobby model) qui est, à son tour, raffinée de façon itérative. Les résultats du suivi et de la reconstruction sont produit à partir de données synthétiques et réelles. Lors de la simulation de la navigation d'outils interventionnels, notre modèle géométrique remplit les exigences des simulations interactives: une prédiction et détection rapide des collisions, l'accès à l'information topologique, une surface lisse et la mise à disposition de quantités différentielles pour la résolution des contacts.

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Kouvahe, Amélé Eyram Florence. "Etude du remodelage vasculaire pathologique : de la caractérisation macroscopique en imagerie TDM à l’analyse en microscopie numérique". Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAS019.

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Cette recherche s’intéresse à l’étude du réseau vasculaire en général, dans plusieurs modalités d’imagerie et plusieurs configurations anatomo-pathologiques. Son objectif consiste à discriminer les structures vasculaires dans les données image et détecter et quantifier la présence de modifications morphologiques (remodelage) en lien avec une pathologie. L’originalité de l’approche développée consiste à exploiter un filtrage localement connexe (FLC) multidirectionnel adapté à la dimension de l’espace de données (2D ou 3D). Ce filtrage permet de sélectionner les structures curvilignes en contraste positif dans les images dont la taille en section transverse (calibre) ne dépasse pas la taille de la fenêtre de filtrage. Cette sélection reste efficace même au niveau des régions de subdivisions des vaisseaux. La mise en place d’une technique de filtrage multirésolution permet de s’affranchir de la différence des calibres vasculaires dans le réseau et de segmenter l’ensemble de la structure vasculaire, y compris en présence d’une modification locale de calibre. Un autre intérêt de l’approche de segmentation proposée est sa généralité. Elle s’adapte facilement à différentes modalités d’imagerie qui préservent un contraste (positif ou négatif) entre les vaisseaux et leur environnement. Nous l’avons pu démontrer dans le cadre de l’imagerie TDM 3D thoracique avec la segmentation du réseau vasculaire intrapulmonaire, mais également en imagerie TDM 3D hépatique avec injection de produit de contraste, en imagerie 2D de fond d’œil et en imagerie microscopique infrarouge (pour la segmentation des fibres dans le cerveau de souris). A partir d’une segmentation précise et robuste du réseau vasculaire, il est possible par la suite de détecter et caractériser la présence d’un remodelage en présence d’une pathologie. Cela passe par une analyse de la variation du calibre des vaisseaux le long de l’axe central, permettant à la fois d’obtenir une vue globale de la distribution des calibres vasculaires dans l’organe étudié (et la comparer avec une référence « sujet sain »), et de détecter localement des modifications de forme (rétrécissement, dilatation). Ce dernier cas de figure a été étudié dans le cadre de la détection et la quantification des malformations artério-veineuses pulmonaires (MAVP). Prévue initialement dans un cadre d’étude de l’angiogénèse tumorale, la méthode développée n’a pas pu être appliquée en analyse microscopique par imagerie multispectrale infrarouge en raison de l’absence de contraste de vaisseaux dans les bandes spectrales étudiées. Nous nous sommes limités dans ce cas précis à l’extraction des fibres cérébrales comme élément d’appui pour retrouver l’information manquante dans le cas d’un sous-échantillonnage 2D du volume du cerveau. En effet, l’étude de la croissance tumorale nécessitait également de pouvoir recouvrir le volume de la tumeur dans le cerveau de souris à partir de coupes coronales éparses des échantillons biologiques ayant subi des déformations lors de la découpe physique. Pour cela, une interpolation 2D-2D après réalignement des structures a été envisagée avec une deuxième contribution méthodologique de la thèse portant sur une approche de recalage-interpolation géométrique contrôlée par une mise en correspondance préalable des structures similaires dans les images. Les structures ciblées dans notre cas seront notamment la tumeur, les fibres, les ventricules et le contour du cerveau, chacune pouvant être obtenue au moyen des techniques de segmentation appliquées aux différentes bandes spectrales de la même image. La mise en correspondance des images se fait au moyen d’un champ de vecteurs directionnels établi au niveau des contours des structures cible, dans un espace de dimension supérieure (3D ici). La diffusion du champ de vecteurs éparse construit sur l’ensemble de l’espace permet d’obtenir un flot directionnel dont les lignes de champ constituent la transformation homéomorphique entre les deux images
This research focuses on the study of the vascular network in general, in several imaging modalities and several anatomo-pathological configurations. Its objective is to discriminate vascular structures in image data and to detect and quantify the presence of morphological modifications (remodeling) related to a pathology. The proposed generic analysis framework exploits a priori knowledge of the geometry of blood vessels and their contrast with respect to the surrounding tissue. The originality of the developed approach consists in exploiting a multidirectional locally connected filter (LCF) adapted to the dimension of the data space (2D or 3D). This filter allows the selection of curvilinear structures in positive contrast in images whose cross-sectional size does not exceed the size of the filtering window. This selection remains effective even at the level of vessel subdivision. The multi-resolution approach makes it possible to overcome the difference in vascular calibers in the network and to segment the entire vascular structure, even in the presence of a local caliber change. The proposed segmentation approach is general. It can be easily adapted to different imaging modalities that preserve a contrast (positive or negative) between the vessels and their environment. This has been demonstrated in different types of imaging, such as thoracic CT with and without contrast agent injection, hepatic perfusion data, eye fundus imaging and infrared microscopy (for fiber segmentation in mouse brain).From an accurate and robust segmentation of the vascular network, it is possible to detect and characterize the presence of remodeling due to a pathology. This is achieved by analyzing the vessel caliber variation along the central axis which provides both a global view on the caliber distribution in the studied organ (to be compared with a "healthy" reference) and a local detection of shape remodeling. The latter case has been applied for the detection and quantification of pulmonary arteriovenous malformations (PAVM).Initially planned in a study of tumor angiogenesis, the segmentation method developed above was not applicable to infrared microscopy because of lack of vascular contrast in the spectral bands analyzed. Instead, it was exploited for the extraction of brain fibers as a support element for image interpolation aiming the 3D reconstruction of the brain volume from the 2D sub-sampled data. In this respect, a 2D-2D interpolation with realignment of the structures was developed as a second methodological contribution of the thesis. We proposed a geometric interpolation approach controlled by a prior mapping of the corresponding structures in the images, which in our case were the tumor region, the fibers, the brain ventricles and the contour of the brain. An atlas containing the unique labels of the structures to be matched is thus built up for each image. Labels of the same value are aligned using a field of directional vectors established at the level of their contours, in a higher dimensional space (3D here). The diffusion of this field of vectors results in a smooth directional flow from one image to the other, which represents the homeomorphic transformation between the two images. The proposed method has two advantages: it is general, which is demonstrated on different image modalities (microscopy, CT, MRI, atlas) and it allows controlling the alignment of structures whose correspondence is targeted in priority

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Sadikine, Mohamed Amine. "Deep vascular segmentation with geometric and topological constraints". Electronic Thesis or Diss., Brest, 2024. http://www.theses.fr/2024BRES0042.

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Dans le domaine de l’analyse d’images médicales, la segmentation des vaisseaux sanguins joue un rôle clé dans l’amélioration du diagnostic assisté par ordinateur et de la planification chirurgicale. Ce travail introduit trois contributions innovantes en segmentation automatique de structures vasculaires. Premièrement, nous présentons une méthodologie qui améliore les architectures inspirées de U-Net avec un auto-encodeur convolutif semi-surcomplet qui intègre des a priori de forme pour améliorer la délimitation des vaisseaux, avec un focus particulier sur la caractérisation des structures fines. Ensuite, notre recherche se prolonge pour affiner la segmentation à travers un mécanisme d’encodage préalable conjoint qui fusionne des contraintes géométriques et topologiques, fournissant un espace latent unifié qui capture les informations contextuelles et la connectivité des vaisseaux et répondant ainsi aux défis posés par leur variabilité anatomique. Enfin, nous présentons une approche supervisée multi-tâches incorporant des tâches auxiliaires spécifiques à l’échelle et un apprentissage contrastif. Ces avancées représentent un pas en avant dans la segmentation vasculaire automatisée, offrant ainsi le potentiel d’améliorer les résultats cliniques dans une large gamme d’applications
In the evolving field of medical image analysis, blood vessel segmentation plays a key role in improving computer-aided diagnosis and surgical planning. This work combines three innovative contributions to advance the automatic segmentation of vascular structures. Firstly, we introduce a novel methodology that enhances U-Net inspired architectures with a semi-overcomplete convolutional auto-encoder that integrates shape priors to improve the delineation of intricate vascular systems, with a specific emphasis on characterizing fine structures. Subsequently, our research delves into enhancing vessel delineation through a novel joint prior encoding mechanism that combines geometric and topological constraints, providing a unified latent space that captures contextual information and connectivity of blood vessels, thereby addressing the challenges posed by their anatomical variability. Finally, we present a novel clustering technique for scale decomposition, along with a multi-task supervised approach that incorporates scale-specific auxiliary tasks and contrastive learning. These advances represent a step forward in reliable automated vascular segmentation, offering the potential to enhance clinical outcomes in a wide range of applications in clinical routine

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Pieuchot, Pierre. "Angio-IRM du trépied jambier". Montpellier 1, 1995. http://www.theses.fr/1995MON11025.

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Launay, Laurent. "Localisation et reconstruction 3D à partir d'angiographies stéréotaxiques". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL154N.

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Certaines méthodes thérapeutiques, telles que l'irradiation des malformations arterio-veineuses (MAVs) par radiothérapie, nécessitent de placer un cadre de stéréotaxie sur le crane du patient, afin de connaitre la position tridimensionnelle de la pathologie avec une extrême précision. Cette thèse propose une méthodologie permettant d'obtenir des reconstructions tridimensionnelles à partir de plusieurs séquences d'angiographie acquises en conditions stéréotaxiques, pour différentes incidences d'un appareil biplan. Dans un premier temps, le problème des distorsions géométriques provoquées par l'intensificateur d'images radiologiques est abordé et la précision d'une méthode de correction est quantifiée. Les techniques permettant d'estimer la géométrie d'acquisition des projections à partir des marqueurs fiduciaires du cadre de stéréotaxie sont ensuite présentées et évaluées. Une nouvelle méthode est proposée afin d'estimer la géométrie dans une gamme particulière d'incidences. Dans un second temps, la reconstruction tomographique d'une image tridimensionnelle des vaisseaux à partir d'un faible nombre de projections angiographiques est envisagée. Plusieurs méthodes algébriques de reconstruction sont comparées grâce à des simulations, et un algorithme flexible, inspiré d'une méthode d'interpolation discrète appelée DSI (Discrete Smooth Interpolation) est présenté. Une contrainte spécifique, visant à supprimer le fond en cours de reconstruction, est aussi proposée dans le but d'améliorer la reconstruction des vaisseaux. Finalement, des angiographies tridimensionnelles reconstruites à partir de six projections sont montrées sur plusieurs cas réels, et les algorithmes de reconstruction sont comparés. Une méthode permettant d'estimer l'enveloppe 3D d'une MAV à partir de contours définis sur les projections est aussi proposée, et l'intérêt de la fusion de ces données reconstruites avec une image volumique IRM du même patient est montré

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Risser, Laurent. "Analyse quantitative de réseaux micro-vasculaires intra-corticaux". Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30011.

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Cette thèse développe une étude quantitative du réseau micro-vasculaire intra-cortical obtenu à partir d'une méthode originale d'imagerie micro-tomographique possédant une résolution micrométrique sur toute l'épaisseur de la substance grise. La première partie de la thèse concerne le traitement des images 3D de très grosse taille provenant de différents types de cortex sains et tumoraux chez le rat et le primate. Des méthodes classiques sont utilisées pour binariser et squelettiser les images. L'influence du protocole expérimental sur les données obtenues est évalué. Une méthode originale et performante de raccordement des vaisseaux mal injectés est proposée, développée, validée et testée. La deuxième partie de la thèse concerne l'analyse statistique des réseaux micro-vasculaires. Nous distinguons l'analyse géométrique, l'analyse locale et l'analyse topologique. L'analyse géométrique décrit la répartition spatiale micro-vasculaire à travers l'étude de la densité vasculaire et de la distance tissu/vaisseau. La nature multi-échelle de cette répartition spatiale a été mise en évidence par des analyses spectrales et fractales. Les volumes élémentaires représentatifs associés à cette répartition ont été évalués, et des différences significatives entre tissu sains et tumeurs ont été mesurées. L'analyse locale des longueurs de vaisseaux exhibe systématiquement une distribution exponentielle très nette qui met en évidence une longueur caractéristique pour chaque tissu analysé. Ces longueurs caractéristiques sont significativement différentes entre primates adultes et nouveaux nés. Ces résultats corroborent l'analyse effectuée sur les densités vasculaires et font émerger le schéma d'une maturation vasculaire développementale essentiellement associée à la croissance du lit capillaire. .
This work is a quantitative investigation of intra-cortical micro-vascular networks using a new micro-tomography imaging protocol which permits a complete scan of the entire gray matter with a micron resolution. The first part of the PhD is devoted to the analysis of very large 3D images coming from healthy rats and marmosets primate cortex, as well as tumour implanted rats brains. Classical methods are used for binarisation and squeletonization of the images. The influence of the experimental protocol on the obtained images is evaluated. A fast and original method is proposed to fill the gaps of incompletely injected vessels the efficiency of which is tested and validated. The second part of the PhD is concerned by the statistical analysis of geometrical, local and topological properties of micro-vascular networks. Geometrical properties are related to the spatial distribution of vessels from studying the vascular density and the vessel/tissue distance map. We brought to the fore the multi-scale properties of those fields from fractal and spectral analysis up to a some cut-off which defines the typical length-scale of an elementary representative volume. We found that this length-scale significantly differ in normal and tumoral tissues. The local analysis of vessel's segment length systematically exhibits exponential distribution, which leads to some characteristic segments length. Those length significantly differ in adult and new-born primates tissues. This analysis is consistent with the result obtained on the vascular density and leads to the conclusion that developmental angiogenesis occurs mainly at the capillary scale. .

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Fouard, Céline. "Extraction de paramètres morphométriques pour l'étude du réseau micro-vasculaire cérébral". Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00308884.

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L'objectif de cette thèse est de fournir des outils logiciels aux anatomistes et neuro-anatomistes afin de permettre une analyse tridimensionnelle quantitative des réseaux micro-vasculaires cérébraux. Cette analyse demande des images de très haute résolution (permettant de tenir compte du plus petit capillaire), mais aussi des images couvrant une surface du cortex suffisamment large pour être statistiquement significative. Comme elle ne peut être acquise en une seule fois, nous proposons de paver la surface à imager de plusieurs petites images et de créer ainsi une grande "mosaïque d'images". Chaque image est acquise grâce à un microscope confocal dont la résolution impose une grille anisotrope. Nous avons alors développé des outils de reconstruction spécifiques pour ce genre de mosaïques afin de générer des images à la fois très étendues et très précises. Or ces images sont trop volumineuses pour être chargées et traitées en une seule fois dans la mémoire d'un ordinateur standard. Nous avons donc développé des outils spécifiques de traitement d'image (filtrage, seuillage, outils de morphologie mathématique, de topologie discrète...) décomposés en traitements en sous-images. L'étude quantitative du réseau micro-vasculaire cérébral nécessite l'extraction des lignes centrales et une estimation des diamètres des vaisseaux. La géométrie discrète offre un cadre de travail rapide et puissant pour ce type de calculs. En effet, nous devons calculer une carte de distance en tout point de l'image. Afin d'avoir la meilleure précision possible tout en gardant un temps de traitement raisonnable, nous avons choisi une carte de distance du chanfrein. Une de nos contributions a été de proposer un calcul automatique des coefficients de chanfrein permettant de s'adapter à tout type d'anisotropie de grille. L'utilisation de telles cartes de distances permet de guider des algorithmes de squelettisation. De tels outils nécessitent la conservation d'une propriété globale, la topologie. Comme nous nous plaçons dans un cadre où l'on a accès qu'à des sous images, nous avons proposé un nouvel algorithme de squelettisation qui minimise le nombre d'accès à des sous-images afin de garantir un temps de calcul acceptable, tout en localisant correctement le squelette. Ces algorithmes ont été intégrés dans le logiciel ergonomique Amira et sont utilisés par les chercheurs de l'unité U455 de l'INSERM.

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Laifa, Oumeima. "A joint discriminative-generative approach for tumour angiogenesis assessment in computational pathology". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS230.

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L’angiogenèse est le processus par lequel de nouveaux vaisseaux sanguins se forment à partir du réseaux préexistant. Au cours de l’angiogenèse tumorale, les cellules tumorales sécrètent des facteurs de croissance qui activent la prolifération et la migration des cellules et stimulent la surproduction du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF). Le rôle fondamental de l’approvisionnement vasculaire dans la croissance tumorale et le developement des thérapies anticancéreuses rend l’évaluation de l’angiogenèse tumorale, cruciale dans l’évaluation de l’effet des thérapies anti-angiogéniques, en tant que thérapie anticancéreuse prometteuse. Dans cette étude, nous établissons un panel quantitatif et qualitatif pour évaluer les structures des vaisseaux sanguins de la tumeur sur des images de fluorescence non invasives et des images histopathologique sur toute la surface tumorale afin d’identifier les caractéristiques architecturales et les mesures quantitatives souvent associées à la réponse thérapeutique ou prédictive de celle-ci. Nous développons un pipeline formé de Markov Random Field (MFR) et Watershed pour segmenter les vaisseaux sanguins et les composants du micro-environnement tumoral afin d’évaluer quantitativement l’effet du médicament anti-angiogénique Pazopanib sur le système vasculaire tumoral et l’interaction avec le micro-environnement de la tumeur. Le pazopanib, agent anti-angiogénèse, a montré un effet direct sur le système vasculaire du réseau tumoral via les cellules endothéliales. Nos résultats montrent une relation spécifique entre la néovascularisation apoptotique et la densité de noyau dans une tumeur murine traitée par Pazopanib. Une évaluation qualitative des vaisseaux sanguins de la tumeur est réalisée dans la suite de l’étude. Nous avons développé un modèle de réseau de neurone discriminant-générateur basé sur un modele d’apprentissage : réseau de neurones convolutionnels (CNN) et un modèle de connaissance basé sur des règles Marked Point Process (MPP) permettant de segmenter les vaisseaux sanguins sur des images très hétérogènes à l’aide de très peu de données annotées. Nous détaillons l’intuition et la conception du modèle discriminatif-génératif, sa similarité avec les Réseaux antagonistes génératifs (GAN) et nous évaluons ses performances sur des données histopathologiques et synthétiques. Les limites et les perspectives de la méthode sont présentées à la fin de notre étude
Angiogenesis is the process through which new blood vessels are formed from pre-existing ones. During angiogenesis, tumour cells secrete growth factors that activate the proliferation and migration of endothelial cells and stimulate over production of the vascular endothelial growth factor (VEGF). The fundamental role of vascular supply in tumour growth and anti-cancer therapies makes the evaluation of angiogenesis crucial in assessing the effect of anti-angiogenic therapies as a promising anti-cancer therapy. In this study, we establish a quantitative and qualitative panel to evaluate tumour blood vessels structures on non-invasive fluorescence images and histopathological slide across the full tumour to identify architectural features and quantitative measurements that are often associated with prediction of therapeutic response. We develop a Markov Random Field (MFRs) and Watershed framework to segment blood vessel structures and tumour micro-enviroment components to assess quantitatively the effect of the anti-angiogenic drug Pazopanib on the tumour vasculature and the tumour micro-enviroment interaction. The anti-angiogenesis agent Pazopanib was showing a direct effect on tumour network vasculature via the endothelial cells crossing the whole tumour. Our results show a specific relationship between apoptotic neovascularization and nucleus density in murine tumor treated by Pazopanib. Then, qualitative evaluation of tumour blood vessels structures is performed in whole slide images, known to be very heterogeneous. We develop a discriminative-generative neural network model based on both learning driven model convolutional neural network (CNN), and rule-based knowledge model Marked Point Process (MPP) to segment blood vessels in very heterogeneous images using very few annotated data comparing to the state of the art. We detail the intuition and the design behind the discriminative-generative model, and we analyze its similarity with Generative Adversarial Network (GAN). Finally, we evaluate the performance of the proposed model on histopathology slide and synthetic data. The limits of this promising framework as its perspectives are shown

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Paquit, Vincent. "Imagerie multispectrale et modélisation 3D pour l'estimation quantitative des vaisseaux sanguins sous-cutanés". Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOS055.

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Les méthodes actuelles de venupuncture et cathétérisation périphérique intraveineuse (IV) sont réalisées «en aveugle» dans la mesure où le clinicien ne peut pas voir la veine, mais doit se fonder sur le sens du toucher, pouvant conduire à manquer totalement la veine, et provoquer douleur et anxiété pour le patient voir des lésions tissulaires, en particulier chez l’enfant, les personnes âgées et ceux en état de déshydratation. Nous présentons dans ce document des méthodes expérimentales et théoriques pour (1) Estimer la position relative des veines dans différents types de tissus cutanés, en utilisant des techniques d’imagerie combinant un ensemble discret d’illuminants allant du visible au proche infrarouge et un système de mesures dimensionnelles de la surface de la peau via triangulation active 3D. (2) Optimiser la mesure quantitative des veines dans les tissus cutanés en combinant imagerie multispectrale, modélisation de la propagation de la lumière par méthode Monte Carlo, et résolution de problème inverse sur des données réelles incluant tissus synthétiques et humains. (3) Mettre au point des systèmes d’imagerie pour l’estimation tri-dimensionnelle de la position des veines et l’aide à la sélection des points d’entrées optimum de l’aiguille. L’objectif à long terme étant de créer un appareil portable d’imagerie optique facile à utiliser et peu coûteux qui permettra la visualisation des veines pour l’accès IV et évaluer l’intégrité et le placement du cathéter
Current methods of venipuncture and peripheral intravenous (IV) catheterization procedures are performed ‘blind’ in that the clinician cannot see the vein but has to rely on feel, which may lead to missing the vein completely, causing tissue damage, pain and anxiety for the patient, especially with small children, older patients and those in a dehydrated state. We present in this dissertation experimental and theoretical methods to (1) Estimate relative vein location in different types of subcutaneous tissue and various skin colors, done by imaging the skin using a discrete set of illuminants ranging from visible to near infrared and a structured light pattern for active 3D triangulation and skin surface shape measurements. (2) Quantitatively optimize the measurement of vein depth in the tissue, using multispectral imaging, three dimensional Monte Carlo photon transport modeling, and inverse imaging with pattern recognition on phantom limbs and human subjects. (3) Develop imaging software enhancements utilizing three-dimensional mapping to help visualize the estimation of an optimal catheter entry point into a vein. The long term goal is to create an easy-to-use, inexpensive portable vein imaging device that will allow vein visualization for IV access and also assessment of IV catheter integrity in order to verify correct IV catheter placement

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Palussière, Jean. "Intérêt du Doppler couleur dans les occlusions de la veine centrale de la rétine". Bordeaux 2, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR23122.

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Carneiro, Esteves Sophie. "Segmentation des vaisseaux sanguins par approche variationnelle et apprentissage profond". Electronic Thesis or Diss., Université Clermont Auvergne (2021-...), 2024. http://www.theses.fr/2024UCFA0034.

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La segmentation des vaisseaux sanguins à partir d'images médicales est une étape cruciale dans diverses applications cliniques, telles que la planification chirurgicale, le diagnostic des maladies et le suivi des traitements. Cependant, elle reste un défi en raison de la diversité des modalités d'imagerie, de la géométrie complexe des structures et du faible contraste des images biomédicales. L'apprentissage profond fournit une puissance de représentation importante pour apprendre une fonction qui permet l'obtention d'une segmentation précise. Néanmoins, même avec le développement de méthodes semi-supervisées, cette fonction reste dépendante du jeu de données annoté disponible. En parallèle, les méthodes non supervisées tendent à mieux se généraliser, mais leurs performances en termes de segmentation sont généralement moindres, en particulier lorsqu'il s'agit de préserver la connectivité, qui est crucial pour les applications cliniques.Dans ce travail, nous proposons de nouvelles méthodes de segmentation des vaisseaux sanguins qui visent à préserver la connectivité des réseaux vasculaires pour différentes modalités d'imagerie afin de concilier généralisation et performance.Tirant parti de l'apprentissage profond, nous proposons tout d'abord un modèle pour reconnecter les structures vasculaires binaires fragmentées en 2D et en 3D. Ce modèle peut être appliqué comme post-traitement dans un contexte non supervisé ou supervisé, en fonction de la disponibilité des annotations vasculaires du jeu de données cible. En outre, nous montrons la possibilité de l'appliquer à des segmentations obtenues par différentes méthodes.Cependant, l'utilisation du modèle de reconnexion en tant que post-traitement ne permet pas l'utilisation de l'a priori sur la structure vasculaire présent dans les images médicales. Nous proposons donc d'utiliser notre modèle de reconnexion conjointement avec la tâche de segmentation. À cette fin, nous l'avons intégré dans un schéma de segmentation variationnelle, qui permet la détection de réseaux vasculaires dans différents jeux de données sans nécessiter d'annotation. Nous avons testé notre méthode sur différents jeux de données, composés d'images de fond de rétines 2D, de volume tomodensitométriques de foie et d'angiographies par résonance magnétiques cérébrales 3D. Nous montrons que cette dernière préserve mieux la structure des réseaux vasculaires dans les images réelles que les méthodes non supervisées et semi-supervisées traditionnelles, tout en améliorant la connectivité globale de l'arbre vasculaire
Accurate segmentation of blood vessels from medical images plays a crucial role in various clinical applications, such as surgical planning, disease diagnosis, and treatment monitoring. However, the task is challenging due to the diversity of imaging modalities, the complex geometry, and the low contrast of biomedical images. Deep learning provides significant representation power to learn a function that enables precise segmentation. Nevertheless, even with the development of semi-supervised methods, this function remains dependent on the available annotated dataset. On the other hand, unsupervised methods tend to generalize better, but their performance in terms of segmentation is generally much lower, especially when it comes to preserving connectivity, which is crucial for clinical applications.In this work, we propose novel methods for blood vessel segmentation that aim to preserve the connectivity of vascular networks across different imaging modalities in order to address both generalization and efficiency.Taking advantage of deep learning, we first develop a model to reconnect fragmented binary vascular structures in 2D and in 3D. This model can be applied as a post-processing in an unsupervised or supervised context, depending on the availability of vascular annotations of the target dataset. Furthermore, we show the possibility of applying it to segmentations obtained by different methods.However, the use of the reconnecting model as a post-processing does not allow to take advantage of the vascular structure prior present in medical images. Therefore, we propose to use our reconnecting model jointly with the segmentation task. To this end, we have integrated it into a variational segmentation scheme, that allows the detection of vascular networks in different datasets without the need for annotation. We tested our method on different datasets including 2D retinal fundus images, 3D liver CT volume scans and 3D brain TOF-MRA. We show that it better preserves the structure of vascular networks in real images compared to traditional unsupervised and semi-supervised methods, while improving the overall connectivity of the vascular tree

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Alaoui, Lasmaili Karima El. "Caractérisation au moyen d'outils mathématiques des effets vasculaires du bevacizumab à des fins d'optimisation des protocoles thérapeutiques dans le cas des tumeurs cérébrales". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0023/document.

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L’objectif principal de ce travail de thèse a été de caractériser les effets de l’anti-VEGF Bevacizumab (Avastin) sur le réseau vasculaire tumoral in vivo, au cours du temps, à l’aide du modèle de la chambre dorsale chez la souris nude. Les images du réseau vasculaire tumoral acquises par microscopie intravitale ont été analysées par un algorithme de traitement d’images développé au sein de notre équipe, permettant de mettre en évidence les modifications morphologiques induites par le traitement et d’isoler des paramètres discriminants de la « normalisation » vasculaire, par comparaison à un réseau vasculaire sain. La période de « normalisation » vasculaire détectée par notre outil a été confortée par l’analyse de la fonctionnalité des vaisseaux sanguins au cours du temps, in vivo et par une analyse immunohistochimique des vaisseaux sanguins tumoraux et du tissu tumoral. A travers des essais préliminaires in vivo, en regard des résultats de ce travail concernant une fenêtre de "normalisation", nous avons cherché à vérifier l'hypothèse d'un bénéfice d'un traitement anti-VEGF préalablement à la thérapie photodynamique (PDT) sur des tumeurs de glioblastome xénogreffées en sous-cutané et en chambre dorsale. L'efficacité de la PDT est décrite comme étant dépendante d'une d'oxygénation tumorale suffisante et d'une distribution maximale de l'agent photosensibilisant au coeur des tumeurs. Parallèlement à ces travaux, nous avons cherché en équipe pluridiscilinaire à développer un modèle mathématique de la réponse au bevacizumab à partir de données biologiques réelles obtenues sur le même modèle in vivo et permettant pour l'avenir de simuler les réponses à différentes doses et différentes durées de traitement, toujours à des fins d'optimisation des protocoles thérapeutiques
The main aim of this work was to characterize the effects of the anti-VEGF Bevacizumab (Avastin) on the tumor vascular network, in vivo, over time, thanks to the skin fold chamber model on the nude mouse. Images of the vascular network obtained using intravital microscopy were analyzed par a dedicated image processing algorithm developed within our research team, allowing to highlight the morphological modifications induced by the treatment and to isolate discriminating parameters of the vascular "normalization", by comparison to healthy vascular networks. Le vascular "normalization" period detected with our tool was comforted by the analysis of the functionality of the blood vessels over time, in vivo and by an immunohistochemical analysis of the blood vessels and of the tumor tissue. In preliminary in vivo experiments, we tried to verify the hypothesis of the benefits of an anti-VEGF treatment prior to photodynamic therapy (PDT) on glioblastoma xenografts implanted subcutaneously or in the skin fold chamber. The efficacy of PDT is described as being dependent on tumor oxygenation and on the distribution of the photosensitizing agent within the tumor. In paralel to this work, we tried as a pluridisciplinary team to develop a mathematical model of the tumor response to bevacizumab using biological data obtained on the same in vivo model et that will allow in the future to simulate the response for different doses and different treatment durations, for the optimization of therapeutic protocols

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Tropres, Irène. "Imagerie RMN de la microvascularisation cérébrale chez le rat : applications". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE19012.

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Laguitton, Soizic. "Suivi spatio-temporel des artères coronaires en imagerie scanner multidétecteur". Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S003.

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Ce travail se situe dans le contexte du planning d'intervention endovasculaire guidée par l'image. L'objectif est de déterminer la trajectoire optimale du cathéter par analyse de scènes vue de l'intérieur de structures déformables en mouvement. La stratégie adoptée procède par suivi temporel des coronaires sur des séquences scanner 3D+T. Elle consiste à rechercher le déplacement d'un point situé dans la lumière du vaisseau dans le temps. L'espace est exploité dans un objectif de recherche grossière puis de raffinement de la position dans le temps. La mise en correspondance spatio-temporelle est réalisée au moyen d'une mesure de similarité basée sur une distance norme L2 entre descripteurs locaux. La précision et la robustesse des algorithmes ont été évaluées sur des mouvements linéaires et non linéaires simulés. Nous les avons ensuite appliqués pour extraire les courbes de déplacement moyen des segments coronaires sur un cycle cardiaque
The application we are dealing with concerns the image guided endovascular surgery. Our aim is to assess the optimal catheter trajectory, by analysing the surroundings from the inside of the deformable structures in motion. The strategy is to track the coronary in 3D+T MSCT sequences. It researches the displacement of a point located on the vessel during a cardiac cycle. A coarse research is first performed and then refined. The point selection criterion uses Euclidean distance between local descriptors of the vessel. The accuracy and robustness of the developed methods are measured on sequences containing simulated linear and non linear movements. We applied the methods to extract trajectories of coronary segments during one cardiac cycle

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Taourel, Patrice. "Images et signaux du foie et de la circulation sanguine splanchnique chez l'homme". Tours, 1996. http://www.theses.fr/1996TOUR3308.

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Romain, Blandine. "Modélisation de la perfusion abdominale sur des séquences dynamiques d'images tomodensitométriques avec injection de produit de constraste". Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01011978.

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L'objectif général du travail de cette thèse est de proposer des méthodes robustes pour permettre d'obtenir des critères sur l'évolution de la pathologie tumorale à partir d'études dynamiques. Actuellement, l'appréciation de l'efficacité d'un traitement antiangiogénique (destruction des vaisseaux alimentant la tumeur) repose principalement sur l'imagerie fonctionnelle dont l'objectif est de quantifier la microcirculation tumorale à partir d'acquisitions dynamiques de perfusion. Cependant, différentes limites concernant le suivi de la réponse précoce des lésions par imagerie existent (mauvaise maîtrise des mouvements respiratoires, pas de consensus sur les paramètres permettant de quantifier la microcirculation tumorale, estimation paramétrique faite à partir de données extrêmement bruitées et pour un grand nombre de zones - une estimation par voxel de la séquence dynamique d'images). Dans un contexte clinique extrêmement contraignant, nous avons mis en place un cadre rigoureux comprenant l'ensemble des étapes nécessaires pour une caractérisation plus fiable de la microcirculation tumorale à partir de séquences d'images acquises sous perfusion de produit de contraste : les contributions principales de cette thèse couvrent ainsi l'optimisation des paramètres de reconstruction, le développement d'une méthode de recalage adaptée à nos données, la sélection argumentée d'un modèle de perfusion et enfin le développement d'une méthode robuste d'estimation des paramètres. Ces travaux permettent d'envisager l'utilisation des modèles de perfusion pour la caractérisation et la prédiction de la réponse d'un patient à différents traitements antitumoraux.

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Vautier, Julien. "Développement d'une nouvelle méthode quantitative d'IRM dynamique avec agents de contraste basée sur une acquisition radiale : application à la caractérisation de la vascularisation tumorale". Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112203.

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Depuis la découverte de l'importance de l'angiogénèse dans la croissance tumorale dans les années 70, des traitements antiangiogéniques et antivasculaires sont développés dans le but d'arrêter ou de détruire la vascularisation tumorale. Une des difficultés est que la destruction vasculaire n'a d'effet visible sur la taille de la tumeur - et donc accessible à l'imagerie conventionnelle - qu'au bout de plusieurs mois. Par ailleurs, il a été montré que les molécules antiangiogéniques peuvent avoir un effet sur la perméabilité capillaire dans les tumeurs dès 24 heures après leur administration. Il est donc tout à fait justifié de chercher des méthodes permettant d'accéder à un biomarqueur lié à la perméabilité tel que le Ktrans. Le thème de ce travail de thèse a été le développement d'une mesure de Ktrans en 3D chez les modèles murins en présence du mouvement respiratoire. Pour s'affranchir d'une synchronisation respiratoire qui deviendrait rédhibitoire en 3D, il a été utilisé une acquisition lRM radiale qui a la particularité d'être moins sensible aux mouvements que les acquisitions cartésiennes. Pour une mesure fiable de Ktrans, il est important de mesurer une fonction d'entrée artérielle (AIF) individuelle. La méthode originale développée ici a permis d'entrelacer une mesure d' AIF individuelle avec les images 3D sur la tumeur. La résolution temporelle de l'AIF est de 2 secondes tandis qu'une image 3D est acquise toutes les 2 minutes. Une étude préliminaire a permis de valider cette technique chez la souris. La méthode permet d'envisager une amélioration des études précliniques notamment dans les modèles murins génétiquement modifiés
Since the discovery of angiogenesis importance in tumour growth in the 70s, antiangiogenic and antivascular treatments have been developed in order to stop or destroy tumour vascularisation. A difficulty is that vascular disruption has an effect on the tumour size - and so accessible to conventional imaging - several months later. Moreover, it has been showed that antiangiogenic molecules can have an effect on tumour capillary permeability 24 hours after their administration. Then, it is justified to search methods to assess a biomarker linked to permeability as Ktrans. The theme of this thesis work was the development of a measurement of Ktrans in 3D for mice models in presence of respiratory motion. To overpass a respiratory synchronisation which would be prohibitive in 3D, radial MRI acquisition was used, which has the property to be less sensitive to motion as Cartesian acquisitions. For a relevant measurement of Ktrans, it is important to measure an individual arterial input function (AIF). The original method developed here permits to interlace a measurement of individual AIF with 3D images on tumour. Temporal resolution of AIF is 2 seconds while a 3D image is acquired every 2 minutes. Preliminary study permits to validate this technique on mouse. The method allows hoping an amelioration of preclinical studies, especially in genetically modified mice models

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Nierenberger, Mathieu. "Mécanique multiéchelles des parois vasculaires : expérimentation, imagerie, modélisation". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966831.

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Les perspectives d'évolution des techniques chirurgicales sont de plus en plus demandeuses de modèles permettant de prédire déplacements et contraintes au sein des tissus. De tels modèles permettent par exemple de mieux focaliser un traitement sur une zone de tissu affectée par une pathologie. L'un des principaux obstacles posés par la plupart des modèles existants adaptés à la description du comportement mécanique des tissus vivants concerne la difficulté de mesure de leurs paramètres. Il en résulte une difficulté à les déterminer, ainsi qu'à comprendre leur influence. L'adoption d'une modélisation multiéchelles permet d'apporter une réponse satisfaisante à ce problème. En effet, elle autorise la prise en compte et lacombinaison de phénomènes simples qui ont lieu à différentes échelles, et fait ainsi intervenir des paramètres physiques et mesurables. Dans l'étude proposée, nous nous focalisons sur le comportement mécanique des parois des veines en pont, qui peuvent parvenir à rupture lors d'un choc appliqué à la tête. Nous proposons pour commencer des observations par microscopie optique, microtomographie X et microscopie confocale biphotonique visant à caractériser la structure de la paroi vasculaire à différentes échelles. Un essai mécanique est combiné à l'une des observations. Nous proposons ensuite une nouvelle modélisation multiéchelles du comportement mécanique de cette paroi vasculaire. Cette modélisation combine des modèles simples à trois échelles et reproduit ainsi le comportement mécanique global de la paroi vasculaire. Pour finir, le modèle est intégré à une modélisation par éléments finis afin de permettre l'étude de géométries complexes.

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Depaire, Pascal. "Place de la radiologie dans le diagnostic et le traitement des anévrysmes du cercle cœlio-mésentérique : à propos de 8 cas associés à une sténose vasculaire". Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR2M104.

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Chakchouk, Moez. "Reconstruction tridimensionnelle de vaisseaux sanguins à partir d'un nombre restreints de projections par rayons X issues d'un système d'angiographie multi-vues". Paris 5, 2009. http://www.theses.fr/2009PA05S008.

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Dans cette thèse, nous proposons une méthode de reconstruction 3D de structures vasculaires à partir d'un nombre restreint de projections, issues d'un système d'acquisition d'angiographie rotative. Cette méthode consiste principalement à généraliser une modélisation markovienne introduite pour résoudre le problème de reconstruction à partir de deux images d'angiographie vasculaire et ce dans le cas d'un système biplan. Cette généralisation réside à modifier le terme d'attachement aux données qui prend en considération le fait que les projections sont acquises par un système d'angiographie rotative. Ce nouveau terme autorise alors un nombre de vues supérieur à deux, pas forcément acquises suivant des angles perpendiculaires. La reconstruction 3D du vaisseau est obtenue par maximum a posteriori (MAP) via l'algorithme itératif du recuit simulé. Tout comme les méthodes de reconstruction itératives communément utilisées en tomographie, cette méthode de reconstruction stochastique de vaisseaux à partir d'un nombre restreint de projections comporte une étape de reprojection. Cette étape consiste à projeter la solution obtenue à chaque itération de l'algorithme itératif, en vue de calculer l'erreur d'ajustement aux données. La qualité de l'étape de reprojection, et notamment les approximations qu'elle impose, ont une forte influence sur la convergence de cet algorithme de reconstruction. C'est pourquoi, nous proposons d'utiliser le formalisme de l'estimation par noyaux de densité à fenêtre adaptative pour améliorer le calcul des projections d'un volume. Cette nouvelle façon d'aborder le problème de projection a l'avantage de n'imposer aucunes contraintes sur le type de discrétisation utilisée pour la représentation du volume ce qui permet de l'adapter aussi bien à la géométrie parallèle que conique. De plus, le cas classique d'estimateur à noyaux à fenêtre fixe offre une autre formalisation des algorithmes de projection utilisant des fonctions de base pour la représentation du volume
In this thesis, we propose a 3D vascular reconstruction method from a limited number of projections acquired by a rotational angiography system. This method consists mainly in generalizing a markov model introduced to resolve the reconstruction problem from two angiography images obtained from a biplane acquisition system. This generalization consists in modifying the data-attachment term in order to consider that projections are obtained from a rotational angiography system. This data-attachment term handles then the case where more than two available projections that are not necessarily acquired from orthogonal viewing angles. The 3D vessel reconstruction is obtained by using the maximum a posteriori (MAP) criterion. This criterion is optimized by applying the simulated annealing iterative algorithm. As for iterative tomographic reconstruction algorithms, our proposed 3D vessel reconstruction method from a limited number of projections, involves a forward projection step. This step consists in computing, at each algorithm's iteration, the projection of the obtained reconstruction solution in order to calculate the data-attachment error. The quality of the forward projection step and particularly the precision of the required estimates have a great impact on the reconstruction algorithm convergence. To improve the volume forward projection computation, we propose to use the adaptive kernel density estimation framework. This new approach has the advantage to be independent to the volume sampling. It takes also into account the acquisition geometry by dealing with both parallel and cone beam projection geometries. Furthermore, the typical case of fixed bandwidth kernel estimate provides a new formalism for computing forward projection of volumes represented with basis functions

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Maurincomme, Eric. "Analyse et segmentation d'images echographiques endovasculaires". Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0087.

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L'échographie endovasculaire est un nouvel outil d'imagerie diagnostique qui fournit au clinicien des images temps réel de la paroi artérielle. L'information qu'elle apporte étant inédite, son utilisation croit de jour en jour. Cependant, deux facteurs limitent sa diffusion: l'interprétation des images, qui nécessite un certain apprentissage, et l'absence de quantification, qui conduit a une importante variabilité inter-observateurs. Cette thèse a pour objet de répondre a ces deux limites. Dans un premier temps, les principes élémentaires de la physiologie cardiaque sont rappelés ; puis les différentes étapes de la formation des images sont analysées en fonction des principes de l'imagerie ultrasonore. Les caractéristiques et artefacts de ces images échographiques endovasculaires sont répertories, puis les structures quantifiables de l'image sont résumées. Dans un second temps, une technique de quantification automatique est conçue, testée, et évaluée. Les fondements mathématiques et physiques des modèles de contours actifs (ou snakes en anglais) sont rappelés puis, a la lumière des limitations de ces modèles, une nouvelle méthode, appelée VIPERE (viscosité influencée par les propriétés élémentaires des régions échographiques), ou ADDER(adaptive damping dependent ou échographique regions) en anglais, est introduite et comparée aux méthodes habituelles. Enfin, une étude in vitro est menée a bien sur plus de cinquante segments artériels normaux et pathologiques, et les contours obtenus après segmentation automatique par vipère sont compares aux contours traces manuellement par des cardiologues rompus a l'imagerie échographique endovasculaire. Les résultats obtenus sont analyses quantitativement par régression linéaire et qualitativement par la méthode de la ligne centrale
Intravascular ultrasound (IVUS) is a new diagnostic imaging tool delivering real-time images of the arterial wall to the clinician. The information it provides being unique, its use is becoming more and more widespread. However, it has two limitating factors: the image interpretation, that requires a learning phase, and the absence of quantitative information, hence yielding a large inter-observer variability. The aim of this dissertation is to remedy these two limits. First, fundamentals of cardiac physiology are recalled; then the different steps of image formation are analyzed, based on the principles of ultrasound. The characteristics of IVUS images are singled out, and their artifacts are described. The information that may correctly be extracted is summarized and is used as a guideline for the next phase. In a second part, an automatic quantification technique is designed, tested, and assessed. The mathematical and physical basis for active contour models, or snakes, is recalled. Then, after exposing the drawbacks of standard snakes, our new technique, called ADDER (Adaptive Damping Dependent on Echography Regions), is introduced and compared to standard techniques. Finally, an in vitro study is conducted on over fifty normal and pathological arterial segments, and the contours obtained by automatic quantification using AD DER are compared to the orres obtained manually by cardiologists familiar to intravascular ultrasound imaging. The results for the lumen area are compared using linear regression, and the morphometric variations between contours are analyzed by the centerline method

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Pelofy, Sandrine. "Applications thérapeutiques de l'électroperméabilisation en cancérologie". Toulouse 3, 2013. http://www.theses.fr/2013TOU30223.

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L'électroperméabilisation est une méthode physique permettant le transfert in vitro et in vivo d'une grande variété de molécules dans les cellules. L'électroperméabilisation connait un essor important en raison du développement de ses applications en essai préclinique et clinique. Cependant, le mécanisme de l'électroperméabilisation in vivo est encore peu décrit et ses applications restent peu exploitées en clinique. Nous proposons donc d'étudier l'intérêt thérapeutique de cette méthode à travers deux axes d'études : 1) Caractérisation de l'effet intrinsèque du champ électrique in vivo sur le réseau vasculaire : Nous avons évalué les effets du champ électrique in vivo sur le réseau vasculaire normal et tumoral au niveau de la perméabilité et de la morphologie des vaisseaux sanguins et de la dynamique du flux sanguin. Pour cela, nous avons utilisé la microscopie intravitale de fluorescence combinée avec des chambres dorsales greffées sur le dos de souris. 2) Etude de l'électrotransfert d'oligonucléotides modifiés au sein de la tumeur : Nous avons utilisé des siRNA (petits ARN interférents) incorporant des LNA (Locked Nucleic Acid) qui sont une nouvelle génération d'oligonucléotides chimiquement modifiés. Nous avons validé l'électrotransfert de ces oligonucléotides in vitro. Puis nous avons évalué leur stabilité, leur efficacité et leur biodistribution in vitro et in vivo dans des tumeurs sous-cutanées après électroperméabilisation
Electropermeabilization is a physical method for in vitro and in vivo transfer of a wide variety of molecules in cells. A growing number of papers quoting Electropermeabilization is present during the last 15 years due to the development of its applications in preclinical and clinical trials. However, the molecular mechanisms of in vivo electropermeabilization remain still poorly described. This opens a safety issue as its applications are under used in clinic. We propose to study the biological consequences of this pulses method through two areas of study: 1) Characterization of the intrinsic effect of pulses electric field in vivo on the vascular network: We evaluated the effects of electric field in vivo on normal and tumoral vascular network on the permeability and morphology of blood vessels and on blood flow dynamics. We used the intravital fluorescence microscopy combined with dorsal skin fold window chamber grafted on to the back of mice. 2) Study of the electrotransfer of modified oligonucleotides within the tumor: We used siRNA (small interfering RNA) incorporating LNA (Locked Nucleic Acid) that are a new generation of chemically modified oligonucleotides. We validated the electrotransfer of these oligonucleotides in vitro. Then we evaluated their stability, efficiency and biodistribution in vitro and in vivo in subcutaneous tumors after electropermeabilization

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Charnoz, Arnaud. "Recalage d'organes intra-patient à partir de l'étude de leur réseau vasculaire : Application au foie". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/CHARNOZ_Arnaud_2007.pdf.

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Cette thèse propose une nouvelle méthode automatique pour estimer la déformation subie par un organe vascularisé entre deux images scanner. Cette méthode analyse les réseaux vasculaires internes an de recaler au mieux ces images. Ainsi, elle apporte une aide au diagnostic en facilitant le suivi individuel des tumeurs et une aide à la planication en créant des modèles de réseaux vasculaires plus détaillés. La méthode se décompose en trois grandes étapes. Tout d'abord, les réseaux vasculaires contrastés dans les images scanner sont modélisés par des graphes. Ensuite, un algorithme original d'appariement de graphes met en correspondance les bifurcations communes. Enfin, une transformation est calculée à partir des appariements estimés pour compenser la déformation globale de l'organe. Les nombreuses expérimentations, menées sur nos bases de patients synthétiques et réels, valident l'efficacité et la robustesse de cette nouvelle méthode
This thesis proposes a new automated method to evaluate the deformation of a vascularized organ between two CT-scan images. This method analyses internal vascular networks in order to better register those images. This way, it provides support for the diagnosis by easing individual tumour follow-up as well as for the planning by creating more detailed vascular network models. The method is composed of three major steps. First, contrasted vascular networks in CT-scan images are modelled thanks to graphs. Then, an original graph matching algorithm associates common bifurcations. Finally, a transformation is computed from estimated matchings in order to compensate the overall organ deformation. The many experimentations carried out on our databases of synthetic and real patients validate the efficiency and robustness of this new method

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Marion, Adrien. "Filtrage spatiotemporel orienté de séquences d'images : application à l'estimation du mouvement des flux sanguins en imagerie ultrasonore". Phd thesis, INSA de Lyon, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00432802.

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La connaissance du comportement des flux sanguins est une donnée clinique fondamentale. L'imagerie ultrasonore, couplée à des techniques Doppler, est souvent utilisée pour évaluer les vitesses de flux sanguins. Cependant, les techniques Doppler présentent quelques limitations notamment liées à la résolution spatiale des résultats et à la difficulté d'estimer des faibles vitesses. Dans cette thèse, nous avons proposé une approche basée sur des bancs de filtres spatiotemporels orientés pour l'estimation de champs denses de mouvement à partir de séquences d'images ultrasonores de flux. Le formalisme proposé a été présenté dans des contextes 2D puis 3D. Afin de valider notre méthode, nous avons utilisé des données simulées et expérimentales. A cet effet, nous avons proposé un cadre adapté à la simulation rapide de séquences d'images ultrasonores. Notre modèle de simulation a été validé en termes de statistiques du premier et deuxième ordre. La méthode d'estimation de mouvement proposée a été appliquée à des séquences de flux se déplaçant à faibles vitesses (~ 1mm/s) dans des vaisseaux de petites dimensions (~ 1mm). Les résultats obtenus ont montré un bon comportement global permettant de caractériser les flux étudiés. Une comparaison avec trois autres méthodes d'estimation de vitesses de flux a également permis de montrer que notre approche constituait un bon compromis en termes de précision et de complexité algorithmique.

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Magendie, Sylvie. "Le doppler couleur dans le diagnostic de dissection des troncs supra-aortiques : à propos de 16 observations". Bordeaux 2, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR23038.

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Pagé, Gwenaël. "Quantification et caractérisation des écoulements sanguins dans l'arborescence vasculaire de la région cervico-faciale par Imagerie par Résonance Magnétique de flux : évaluation et application". Thesis, Amiens, 2016. http://www.theses.fr/2016AMIE0041/document.

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L'imagerie par résonance magnétique cinétique en contraste de phase (IRM-PC) sensible aux flux permet la quantification et la caractérisation des écoulements sanguins in-vivo de manière non-invasive. En clinique, cette séquence est principalement appliquée en une coupe à deux dimensions (2D), mais elle a évolué vers une acquisition volumique des vitesses (4D IRM-PC) offrant une quantification complète de l'écoulement dans l'ensemble d'une arborescence vasculaire. Cependant, cette technique nécessite d'outils de post-traitement qui sont encore peu nombreux et d'une évaluation de la précision de la mesure des vitesses en 2D et 4D dans des vaisseaux de petits diamètres. Dans ce travail de thèse, un logiciel de post-traitement des images 2D et 4D IRM-PC a été mis au point avec une interface facile et est utilisé par des équipes de recherches et des cliniciens. Des protocoles d'acquisitions des vitesses par IRM pour des vaisseaux constitués de diamètres millimétriques ont été développés. Ces protocoles ont été validés in-vitro à partir d'un travail réalisé sur fantôme qui montre une erreur inférieure à 10% dans la précision des mesures. Les protocoles validés ont été appliqués sur les artères de la région cervico-faciale chez 30 volontaires sains afin de constituer la première base hémodynamique des vaisseaux de cette région. Des patients atteints de pathologies cervico-faciale ont bénéficié de ce protocole et son intérêt a été montré dans le suivi du patient et pour la planification chirurgicale
Phase-Contrast Magnetic Resonance imaging (PC-MRI) is a non-invasive technique used for quantification and characterization of the blood flow. In clinical pratice, this sequence is principally used in a two-dimensional single slice (2D), but it evolved to a velocity volumic acquisition (4D PC-MRI) allowing a complete quantification of the flow through a vascular tree. However, this technique requires post-processing software which are few and an evaluation of the velocity accuracy in 2D and 4D to quantify vessels with millimetric diameter. In this thesis work, a user-friendly post-processing software of 2D and 4D MRI images has been developed and it is used by research teams and clinicians. MRI acquisitions protocols of velocities for vessels composed by millimetric has been created. These protocols developed in-vitro form a phantom work show an error in the measurement accuracy less than 10%. These validated protocols are applied in facial area arteries in 30 healthy volunteers to create the first hemodynamic data base of arteries in this area. Then, the protocols have been performed to patients with pathologies affecting the facial area to show is interest on patient follow-up and surgical treatment

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Eddi, Dauphou. "Evaluation préclinique d'une stratégie anti-angiogenique sur la croissance des glioblastomes : effet d'une surexpression de l'angiopoïetine 2". Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2055.

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La thérapeutique anti-angiogénique pourrait être appliquée aux glioblastomes (GBM), caractérisés par une forte vascularisation et agressivité. Les stratégies actuelles bloquent majoritairement l’effet biologique du VEGF. Nous avons cherché à optimiser cette stratégie en l’associant à une surexpression d’Ang2, un facteur angiogénique qui, en absence de VEGF, induit une régression vasculaire. Nous avons ainsi montré, sur un modèle orthotopique de GBM chez le rat, qu’un apport d’Ang2 est tout aussi efficace qu’un traitement (Sunitinib) bloquant la signalisation du VEGF. En effet, cet apport d’Ang2 conduit à une réduction significative du volume tumoral (80%) et à une augmentation du temps de survie des animaux (70%). En revanche, un traitement combiné associant le Sunitinib et une surexpression d’Ang2 n’a pas d’efficacité supérieure à celle de chacun des traitements. En utilisant l’immunohistologie et plusieurs modalités de l’IRM, nous avons aussi montré que l’effet vasculaire d‘Ang2 dépend de sa concentration : un effet déstabilisant est observé avec une faible concentration d’Ang2, mais une forte concentration d’Ang2 conduit à un remodelage morphologique des vaisseaux, à des modifications hémodynamiques et conduit à un blocage des effets du Sunitinib. Nos résultats suggèrent qu’une stratégie ciblant le remodelage des vaisseaux préexistants dans la tumeur est tout aussi efficace qu’une stratégie bloquant la formation des néovaisseaux. Cette étude montre également l’intérêt de l’IRM qui, par ses multimodalités, permet un suivi longitudinal de la vascularisation et de la croissance tumorale, nécessaires pour évaluer l’efficacité de nouvelles thérapeutiques anti-angiogéniques
The anti-angiogenic therapy could be efficient against Glioblastoma (GBM), characterized by a strong vascularisation and aggressiveness. The current strategies mainly block the biological effect of VEGF. We sought to optimize this strategy by associating it with a surexpression of Ang2, an angiogenic factor, which, in absence of VEGF, induces a vascular regression. We thus showed, on an orthotopic model of GBM in the rat, that an application of Ang2 is as effective as a treatment blocking the VEGF signalling pathway (Sunitinib). Indeed, a chronic expression of Ang2 in tumor cells led to a significant reduction of tumor volume (80%) and to an increase in animal survival (70%). On the other hand, a combined treatment (Sunitinib and Ang2) is no more efficient than each treatment. By using immunohistology and several MRI methods, we also showed that Ang2-derived vascular effects depend on its concentration: a destabilizing effect is observed with a weak concentration of Ang2, but a strong concentration of Ang2 leads to a morphological vascular remodelling, hemodynamic modifications and a blockade of the anti-vascular effects of Sunitinib treatment. Our results suggest that a vascular strategy targeting the remodelling of the tumor pre-existing vessels is as effective as a strategy targeting neovessels. This study also shows the interest of MRI, which, thanks to its multimodalities, allows a longitudinal follow-up of the vascularisation in relation with tumor growth, necessary to evaluate the effectiveness of novel anti-angiogenic therapeutics

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Rey, Marie-Christine. "Imagerie fonctionnelle du foie en échographie après injection de produit de contraste". Bordeaux 2, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR23053.

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Christen, Thomas. "Mesures in vivo de l'oxygénation sanguine et tissulaire par IRM : applications à l'étude de l'hypoxie tumorale chez le rat". Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10233.

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L'objectif de cette thèse était de développer des techniques de mesure de l'oxygénation cérébrale par IRM dans le contexte de l'angiogénèse tumorale. Nous avons mis en place une méthode de mesure de l'oxygénation tissulaire à partir de l'IRM du fluor-19. La réalisation d'une antenne RMN e une étude sur fantôme ont permis de calibrer la relation pOiR1 pour l'héxafluorobenzène. Après injection intracérébrale du produit, des analyses de la p02 sur rats sains ont montré des mesures précises et variant avec l'inspiration de différents gaz. Nous avons également développé une nouvelle méthode de mesure de l'oxygénation sanguine basée sur l'effet BOlD. Un modèle mathématique et la combinaison de techniques de mesure du volume sanguin, du T2, T2* et de Bo ont permis d'obtenir des mesures quantitatives de la 802. Ce protocole a été corrélé, sur cerveaux de rat sains, à des analyses de gaz du sang. Des études sur des tumeurs cérébrales et pendant des traitements anti-cancéreux ont permis de comparer nos estimations de la 802 à d'autres paramètres vasculaires. Nous avons également confronté notre approche à l'histologie du pimonidazole, un marqueur de l'hypoxie. Enfin, nous avons développé des simulations informatiques pour estimer la précision des mesures IRM basées sur des modèles mathématiques. La combinaison de deux approches numériques récentes a permis d'intégrer des données réalistes de microvascularisation acquises par microscopie intravitale. Les résultats suggèrent que la modélisation des vaisseaux sanguins par des cylindres droits est justifiée, mais que la densité ou l'orientation des vaisseaux sanauins courraient être sources d'une surestimation du BVf car RMN
The aim of this study was to develop MRI methods to measure brain oxygenation in the context of tumoral angiogenesis. A method to assess tissue oxygenation using 19F MRI was developed. The realization of a surface coil and a study on a phantom have allowed the determination of the calibration curve (p02/R1) of the hexafluorobenzene molecule. After intracerebral injection of this molecule, analysis of the p02 in healthy rat brains have shown accu rate measurements which varied with several inspired gaseous conditions. A new method based on the BOlD effect to assess the blood oxygenation was also developed. Using a mathematical model and a combination of MR methods designed to measure the BVf, T2, T2* and Bo we have derived quantitative estimates of the local 802. This protocol has be~n correlated with blood gas analysis in healthy rat brains. A study on tumor and under therapies has been used to compare estimates of 802 to other vascular parameters. We have also compared our approach to results obtained with histology using a pimonidazole as a marker of hypoxia. Finally, we have developed numerical simulations to estimate the accuracy of MR methods based on mathematical models. The combination of two recent approaches has allowed the use of realistic microvascular networks acquired with intravital microscopy. The results suggest that the approximation of the blood vessels as infinite long cylinders is justified but that the density or preferential orientation of the blood vessels may introduce errors on the estimates of BVF with MRI

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Christen, Thomas. "Mesures in vivo de l'oxygénation sanguine et tissulaire par IRM : applications à l'étude de l'hypoxie tumorale chez le rat". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00460939.

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L'objectif de cette thèse était de développer des techniques de mesure de l'oxygénation cérébrale par IRM dans le contexte de l'angiogénèse tumorale. Nous avons mis en place une méthode de mesure de l'oxygénation tissulaire a partir de l'IRM du fluor-19. La réalisation d'une antenne RMN et une étude sur fantôme ont permis de calibrer la relation pO2/R1 pour la molécule d'héxafluorobenzène. Après injection intracérébrale du produit, des analyses de la pO2 dans des cerveaux de rats sains ont montré que les mesures étaient précises et variaient avec l'inspiration de différents gaz. Nous avons également développé une nouvelle méthode de mesure de l'oxygénation sanguine basée sur la quantification de l'effet BOLD. Un modèle mathématique et la combinaison de techniques de mesure du volume sanguin, du T2, T2* et de B0 ont permis d'obtenir des mesures quantitatives de la SO2. Ce protocole a été corrélé, sur cerveaux de rat sains, à des analyses de gaz du sang sous différentes conditions respiratoires. Des études sur des tumeurs cérébrales et pendant des traitements anti-cancéreux ont permis de comparer nos estimations de la SO2 a d'autres paramètres vasculaires comme le volume sanguin, l'index de taille des vaisseaux ou la perméabilité. Nous avons également confronté notre approche a l'histologie du pimonidazole, un marqueur de l'hypoxie. Enfin, nous avons développé des simulations informatiques pour estimer la précision des mesures IRM basées sur des modèles mathématiques. La combinaison de deux approches numériques récentes a permis d'intégrer a nos simulations des données réalistes de microvascularisation acquises par microscopie intravitale. Les résultats suggèrent que la modélisation des vaisseaux sanguins par des cylindres droits est justifiée, mais que la densité ou l'orientation des vaisseaux sanguins pourraient être sources d'une surestimation du volume sanguin par RMN.

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Bertino, Catherine. "Fraction volumique extracellulaire et vascularisation des tumeurs mammaires : évaluation par relaxométrie dynamique en imagerie de résonance magnétique". Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30133.

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Verscheure, Leslie. "Description symbolique d’une arborescence vasculaire : application au réseau vasculaire cérébral". Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10090/document.

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Cette thèse s’intéresse à la description symbolique d’arborescences vasculaires issues d’images 3D multimodales. Ce travail vise à fournir un cadre méthodologique global pour l’analyse de telles structures et plus particulièrement pour l’arbre vasculaire cérébral. Le domaine d’application clinique visé est la neurochirurgie, notamment pour la planification du geste du praticien. Notre principale contribution est le développement d’une méthode de squelettisation 3D, adaptée aux formes tubulaires et judicieuse pour la description symbolique. Nous proposons de baser la méthode de squelettisation sur la construction de l’arbre de des plus courts chemins de Dijkstra. Ainsi, nous extrayons la branche principale qui correspond à la branche la plus longue de l’arbre de Dijkstra, puis, nous détectons de manière itérative chaque branche annexe en conservant les branches de l’arbre de longueur supérieure à un seuil fixé. Puisque notre squelettisation se réalise de manière itérative, nous possédons les informations locales à chacune des branches. De cette manière, la description symbolique est facilitée et consiste alors en un partitionnement du squelette permettant la collecte de ces informations. Les algorithmes ont été implémentés sous la plateforme logicielle du laboratoire, ArtiMed, et évalués sur données simulées et cliniques. L’évaluation des méthodes de squelettisation et de description symbolique a fait l’objet de l’élaboration d’un plan d’expérience spécifique consistant en une comparaison des résultats sur une série de 18 rotations du volume initial
This thesis describes the methodology and the evaluation of a symbolic description method applied on vascular trees from multimodal 3D images. This work aims to supply a global methodological framework for the analysis of such structures and, more particularly, for the cerebral vascular tree. The clinical application field is neurosurgery and particularly neurosurgery planning. Our method is based on the application of the minimum cost-spanning tree using Dijkstra’s algorithm and seems well appropriate to tubular objects. We skeletonize the structure in two stages: first, we extract the main branch which corresponds to the longest branch of the Dijkstra’s tree, then, we detect iteratively every secondary branch by keeping the branches of the tree which length is superior to a fixed threshold. Since our skeletonization works in an iterative way, we possess local information for each branch. In this way, the symbolic description is facilitated and consists in a partitioning of the skeleton to collect the descriptive characteristics. Algorithms were implemented on the laboratory software platform (ArtiMED) developed in Borland C++ and estimated on digital and clinical data. The evaluation scheme adopts a specific experiment approach consisting in a comparison of the results of a series of 18 rotations of the initial volume

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Cardiet, Colleen. "Développement méthodologique en IRM cardio-thoracique chez le petit animal". Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0283.

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L’Imagerie cardio-thoracique par Résonance Magnétique est encore aujourd’hui un véritable défi. La difficulté réside dans la nécessité d’acquérir des images avec de fortes résolutions spatiales et temporelles sur des zones en mouvement, et ce, en un temps limité. Dans le but de s’affranchir des mouvements cardio-respiratoires, la solution la plus communément employée consiste à ne pas acquérir de données pendant l’inspiration et l’expiration ou à les écarter. Cette solution est aujourd’hui la plus communément appliquée, mais elle entraine une augmentation significative du temps d’acquisition total (jusqu’à 50%). Au vu de ces principales limitations, le travail mené au cours de cette thèse possède un objectif général : réduire les temps d’acquisition d’images cardio-thoraciques chez le petit animal et améliorer leur qualité (précision, contraste et résolution). Des séquences IRM radiale et à temps d’écho ultra-court (UTE) ainsi que des algorithmes de reconstruction ont été développés, pour obtenir des images cardio-thoraciques en 4D (3D-temporel) dans des temps d’acquisition court.Ce travail de recherche a été structuré autour de deux axes principaux.I - Développer une méthode d’interpolation des données cardiaques pendant les intervalles de mouvement respiratoire. Pour la première fois sur le petit animal, l’impact du mouvement respiratoire de la souris sur la position de son cœur a été précisément analysé. Un algorithme a ensuite été développé afin d’interpoler les données cardiaques pendant les intervalles de respiration. De manière novatrice, la reconstruction d’images cardiaques en fonction des battements du cœur utilisant la totalité des données acquises a été rendue possible. Ce protocole, intégré à la séquence UTE, a été testé, validé et comparé aux méthodes standards sur des souris saines puis il a été appliqué sur des pathologies cardio-pulmonaires à travers différentes collaborations. En conclusion, des images 4D du cœur battant de souris ont pu être acquises en 1’45 avec de fortes résolutions spatiale et temporelle (176m isotropique et 5ms / image), permettant de mesurer les paramètres cardiaques nécessaires à la détection, l’analyse ainsi que le suivi de différentes pathologies.II – Réduire le temps d’acquisition de l’imagerie cardio-thoracique 4D et améliorer son contraste : Application à l’angiographie pulmonaire. Une séquence Radiale 3D avec auto-synchronisation des mouvements a été développée avec les mêmes paramètres que l’UTE, afin de réduire davantage son temps d’acquisition. Les deux séquences ont été appliquées sur les poumons afin de reconstruire des angiographies pulmonaires 3D de haute résolution en fonction de la respiration. Une technique de suppression de graisse accélérée a été implémentée et permet d’améliorer le contraste entre les vaisseaux et les bronches, tout en maintenant une durée d’acquisition raisonnable. En conclusion, ces travaux ont permis d’optimiser les séquences UTE et Radiale et d’évaluer leur avantage en angiographie pulmonaire. Les résultats sont prometteurs et ouvrent des perspectives concernant la segmentation et la quantification du réseau vasculaire pulmonaire.En conclusion, les séquences et algorithmes développés au cours de ce projet ont permis de réduire considérablement les temps d’acquisitions d’imagerie cardio-thoracique 4D et ouvrent de ce fait des perspectives pour l’étude de modèles animaux ou pour un transfert en imagerie clinique.Mots clés : IRM ; Cardio-thoracique ; 4D ; Séquence ; Développement
Cardio-thoracic Magnetic Resonance Imaging is still a real challenge today. The difficulty stands in the need to acquire images with high spatial and temporal resolutions on moving areas, and in a limited time. In order to overcome cardio-respiratory motion, the most common solution is to not acquire data during inhalation and exhalation or to discard them. This solution is the most commonly used today, but it results in a significant increase in the total acquisition time (up to 50%). In view of these main limitations, the work carried out during this PhD training had the objectives to reduce the acquisition times of cardio-thoracic images in small animals and to improve their quality (precision, contrast and resolution). Radial and ultra-short echo time (UTE) MRI sequences as well as reconstruction algorithms were developed to obtain 4D (3D-temporal) cardio-thoracic images in short acquisition times.This research work was structured around two main axes.I - Develop a method of cardiac data interpolation during respiratory movement intervals. For the first time in small animals, the impact of the mouse's respiratory movement on the position of its heart has been precisely analyzed. An algorithm was then developed to interpolate cardiac data during breathing intervals. In a novel way, reconstruction of heart images based on heartbeat using all of the acquired data was made possible. This protocol, integrated into the UTE sequence, was tested, validated and compared to standard methods on healthy mice, then was applied to cardiopulmonary pathologies through various collaborations. In conclusion, 4D images of the mouse beating heart could be acquired in 1min45s with high spatial and temporal resolutions (176m isotropic and 5ms / image), enabling to measure the cardiac parameters necessary for the detection, analysis and monitoring of various pathologies.II - Reducing the acquisition time of 4D cardio-thoracic imaging and improving its contrast: Application to pulmonary angiography. A 3D Radial sequence with auto-synchronization to?/on? movements was developed with the same parameters as the UTE sequence, in order to further reduce acquisition time. The two sequences were applied on the lungs in order to reconstruct high resolution 3D pulmonary angiograms along the respiration. An accelerated fat saturation technique was implemented to improve the contrast between vessels and bronchi, while maintaining a reasonable acquisition time. In conclusion, this work enabled to optimize the UTE and Radial sequences and to evaluate their advantages in pulmonary angiography. The results are promising and open perspectives concerning the segmentation and quantification of the pulmonary vascular network.In conclusion, the sequences and algorithms developed during this project enabled to considerably reduce the acquisition times of 4D cardio-thoracic imaging and therefore open up perspectives for the study of animal models or for a transfer to clinical imaging.Keywords: MRI ; Cardio-thoracic ; 4D ; Sequence ; Development

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Jassar, Hassan. "Détectabilité des matériels d'embolisation vasculaire contrôlée par IRM". Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1822.

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"L'embolisation artérielle a récemment émergé sur le plan interventionnel comme un traitement sûr et efficace pour arrêter une hémorragie ou induire la dévascularisation d'un tissu cible. La visualisation directe des agents d'occlusions vasculaires n'est pas toujours possible. L'estimation de leur position dans la branche vasculaire en se basant sur la distribution de produit opaque aux rayons X est partiellement incorrecte. Un marquage des agents d'occlusion vasculaire est souhaitable pour leur suivi par IRM pendant l'intervention ou a posteriori, ce, notamment en raison de la diffusion de l'IRM comme modalité d'imagerie anatomique et interventionnelle. Dans ce travail, plusieurs protocoles ont été établis pour repérer des agents d'occlusion vasculaire marqués avec le SPIO, in situ, in vitro et dans des " conditions " in vivo, sous IRM 1,5T et 3T. Les agents d'occlusion étudiés sont des microsphères de trisacryl (Embosphère), et des microparticules ou microcapsules utilisées éventuellement comme vecteurs de principes actifs : parmi celles-ci, des microsphères gonflables (Hépasphère) non dégradables ont été marquées, et des microbilles d'alginate et des systèmes d'émulsions dégradables réalisés par nos soins. L'établissement de protocoles de détectabilité sous IRM a impliqué le choix de séquences et l'optimisation des paramètres de ces séquences, le choix de l'antenne, ainsi que la mise au point d'une quantité suffisante de marqueur dans les agents d'occlusion afin qu'ils soient visibles à l'IRM. Une méthodologie de mesure de faible variation de l'intensité du signal des images IRM a été développée. Un modèle expérimental in vitro a été conçu avec la présence des microparticules marquées dans un environnement simulant grossièrement une vascularisation tumorale et son drainage veineux. La fixation des immunoglobulines (IgG1), équivalentes aux anti-VEGF, sur des microsphères (Hépasphères) a été étudiée. Enfin, les propriétés mécaniques et électriques des systèmes de microémulsions ont été explorées par ultrasons et par impédancemétrie. "
Arterial embolization appeared recently as a safe and an effective treatment to stop bleeding or induce devascularisation of a target tissue. Direct visualization of vascular occlusion agents is not always possible. The estimation of their position inside a vascular branch based on the distribution of X-ray contrast agent is partially incorrect. Marked vascular occlusion agents with MRI contrast agent is a good way for MRI follow-up during or after the intervention. In this work, several protocols have been established to demonstrate the feasibility localization of vascular occlusion agents marked with SPIO, in situ, in vitro and in vivo " conditions ", at 1,5T and 3T. Studied occlusion agents were tris-acryl microspheres (Embosphere), and microparticles or microemulsions possibly used as vehicles for drugs : among these, inflatable microspheres (Hepasphere) aimed to permanent vessel occlusion were marked, alginate microspheres and emulsion droplets for temporary embolization were made by us. Established protocols for microspheres follow-up by MRI involve selection of MR sequences with optimized parameters, coil choice, and determination of contrast agent quantity inside the microparticles in order to make them visible on MRI. A measurement methodology for small variation of signal intensity in images has been proposed. An experimental in vitro model has been designed with the presence of SPIO marked microparticles in an environment simulating a vascular tumor with venous drainage. The fixation of immunoglobulin (IgG1), equivalent to anti-VEGF, to microspheres (Hepaspheres) has been studied. Finally, mechanical and electrical properties of microemulsions have been explored by ultrasound and impedancemeter

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Lauwers, Frédéric. "Etude quantitative tridimensionnelle du réseau micro-vasculaire du cortex cérébral humain". Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/173/.

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Des informations anatomiques quantitatives précises sont indispensables à la compréhension de la microcirculation du cortex cérébral humain. Le but de ce travail est d'introduire une méthode d'analyse tridimensionnelle des vaisseaux permettant d'obtenir les données morphométriques et topologiques pertinentes, indispensables à une approche biomécanique du système. Les images sont numérisées en microscopie confocale à partir de coupes d'un cerveau injecté à l'encre de Chine. Une étape de segmentation automatique permet d'obtenir des informations directes sur la morphométrie et la topologie du réseau. L'analyse tient compte de la dualité du réseau Les artérioles et les veinules corticales ont une structure arborescente alors que le réseau capillaire est un réseau maillé. L'extraction des arborescences utilise une méthode originale respectant une contrainte de résistance. Les arborescences sont soumises à une analyse topologique (système de Strahler) et quantitative complète (longueur, diamètre, géométrie des bifurcations, rapports de branchement). Une analyse spatiale de la densité micro-vasculaire est proposée dans tous les plans de l'espace. Une zone d'hyperdensité vasculaire dans le tiers moyen du cortex est délimitée. Dans un plan parallèle à la surface l'analyse spatiale décrit une périodicité dont la fréquence est discutée par rapport au schéma fonctionnel des colonnes corticales. Les résultats proposés sont mis en balance avec d'autres obtenus le plus souvent dans des études animales et par des analyses en 2 dimensions. Il est actuellement reconnu que les limites de la résolution spatiale en imagerie fonctionnelle par résonnance magnétique sont déterminées par l'anatomie de la microcirculation. La contribution de ce travail à l'imagerie fonctionnelle est discutée. De nombreux domaines peuvent tirer partie de la méthode utilisée dans ce travail, indépendamment de l'espèce ou de l'organe
Detailed information on microvascular network anatomy is a requirement for understanding several aspects of microcirculation, including interpretation of haemodynamically based functional imaging methods, but very few quantitative data on the human brain microcirculation are available. The main objective of this study is to propose a new method to analyze this microcirculation. From thick sections of India ink-injected human brain, using confocal laser microscopy, the author developed algorithms adapted to very large data sets to automatically extract and analyze centre lines together with diameters of thousands of brain microvessels within a large cortex area. From this database the global densities, the statistical distributions of diameters and lengths were analysed, separating the tree-like and the net-like parts of the microcirculation. The topological structure of the cerebral arterioles and venules is tree-like, while that of the capillaries is net-like. Because of this essential difference in nature, the topology of these branching or mesh structures must be analyzed separately. To extract a vascular tree from the skeleton, we identified its origin in the sulcus and traced automatically all the paths from this origin through vessels in which resistance to flow is lower than a prescribed value. The branching pattern of the arteriolar and venous trees extracted is best described by the diameter defined Strahler system. Furthermore, our analysis included variations in volume density along the cortical depth and along vectors parallel to the cortical surface. It appears that spatial specificity of fMRI signals at an intracortical level could profit from precise quantitative evaluation of the vascular network suggested by the present anatomic study

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Valentin, Fabienne. "Evaluation de la place de l'IRM dynamique dans la prise en charge des cancers du col utérin". Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR23100.

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Brichaux, Agnès. "Doppler couleur des hémangiomes immatures et des malformations vasculaires superficielles de l'enfant". Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR2M039.

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Hui, Jiaming. "Comparative anatomy of the diploic vessels in hominids : implications for the evolutionary history of human cranial blood circulation". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS208.

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Resumen

Les hominidés sont dotés d'un cerveau volumineux et énergivore, ce qui nécessite des réseaux vasculaires efficaces dans la tête pour assurer le soutien métabolique. Le système veineux diploïque qui traverse les os du crâne est important pour la circulation sanguine dans la tête, car il facilite les échanges sanguins entre les réseaux vasculaires extracrâniens et intracrâniens. Compte tenu de son importance physiologique, le système veineux diploïque pourrait avoir influencé l'évolution du cerveau. Cependant, son anatomie et son évolution restent méconnues chez la plupart des hominidae, rendant difficile la vérification de sa relation avec l'évolution cérébrale. De plus, les structures internes du crâne peuvent servir de signaux taxonomiques, il est donc pertinent d'estimer la signification taxonomique du système veineux diploïque en cartographiant ses caractéristiques dans chaque taxon.Cette étude a analysé les grands singes actuels, les humains modernes et les fossiles d'Homo du Pléistocène précoce, moyen et tardif. Un nouveau protocole a été développé pour identifier, reconstruire et analyser le système veineux diploïque à partir d'images Micro-CT, permettant une reconstruction non invasive des structures diploïques. Les canaux osseux diploïques ont été utilisés comme indicateurs des veines, et des analyses qualitatives ont décrit leur distribution, drainage et interactions spatiales avec les endocasts et l'épaisseur osseuse. Des méthodes quantitatives, incluant l'échelle d'intensité, l'analyse fractale et l'analyse du volume relatif, ont été employées pour évaluer leur complexité, taille et intensité générale. Cette étude présente le système veineux diploïque chez des spécimens fossiles de plusieurs espèces humaines, a découvert des structures non documentées chez les grands singes et a affiné et corrigé les descriptions classiques des humains actuels. Les résultats ont montré que le système veineux diploïque des grands singes est beaucoup moins développé que celui des hominines. Un système hautement développé n'était pas propre à Homo sapiens, mais est apparu chez les hominines dès le Pléistocène précoce et était largement partagé parmi les Homo. Les différences taxonomiques dans les modèles de drainage veineux diploïque entre hominidés apparaissent principalement dans la grande aile du sphénoïde, la région astérionnale, les sinus paranasaux et les foramina pariétaux. La taille du cerveau ne déterminait pas l'intensité du réseau veineux diploïque, car les espèces d'hominines à petit cerveau avaient aussi des réseaux veineux diploïques denses et larges, comparables à ceux des grands cerveaux. La forme du cerveau pouvait également affecter les vaisseaux diploïques, la compression des gyrus cérébraux correspondant aux zones minces du crâne, souvent contournées par les vaisseaux diploïques. Comme la forme du cerveau variait parmi les hominidés, elle contribuait aux différences taxonomiques dans la distribution des vaisseaux diploïques. De plus, les structures veineuses diploïques pouvaient faciliter les échanges thermiques, mais aucune preuve claire n'indique qu'elles jouent un rôle clé dans la thermorégulation cérébrale. Enfin, le système veineux diploïque pourrait avoir coévolué avec d'autres réseaux vasculaires et les sinus paranasaux. Ce travail est la première comparaison exhaustive des systèmes veineux diploïques chez les grands singes, les hominines fossiles et les humains actuels. Les résultats enrichissent notre connaissance du système veineux diploïque et cartographient sa trajectoire évolutive générale dans la lignée humaine. Cette étude éclaire aussi l'histoire évolutive des cerveaux humains, révélant l'interaction spatiale entre les vaisseaux, les os crâniens et les cerveaux. Le système veineux diploïque a des valeurs potentielles pour les futures discussions taxonomiques et phylogénétiques
Hominidae are featured with large and energy-consuming brains, which necessitates effective vascular networks providing metabolic support. The diploic venous system is important to cranial blood circulation, since it facilitates the exchanges between extra-and intra-cranial blood. Considering the physiological significance of the diploic venous system, it may have been involved in brain evolution. However, the anatomy and evolution of the diploic venous system remain unknown in most Hominidae members, hindering us from verifying its relationship with brain evolution. Moreover, as the cranial inner structures can potentially function as taxonomic signals, it is meaningful to estimate the taxonomic significance of the diploic venous system, of which the precondition is mapping the characteristics in each taxon.This study investigated extant great apes, extant humans, and Homo fossils from the Early, Middle, and Late Pleistocene. The diploic venous systems of most fossil specimens were unexplored in previous studies. Many among them are critical to understanding human evolution. This study developed a new protocol for identifying, reconstructing, and analyzing the diploic venous system. With Micro-CT images, this study non-invasively detected and digitally reconstructed the diploic structures. As vascular soft tissues were not preserved, the bony diploic channels were used as proxies of veins. Through qualitative inspections, this study described their distribution, drainage, and their spatial interactions with endocasts and bone thickness. Through quantitative methods, including the intensity scale, fractal analysis, and relative volume analysis, this study evaluated their degrees of complexity, sizes, and general intensity levels.This study presents the diploic venous system in extinct hominins, and it discovered non-documented structures in great apes and corrected the classic description of extant humans. The results showed that great apes had less developed diploic venous systems than hominins. A highly developed system was not an autapomorphy of Homo sapiens, instead, it emerged in hominins since the Early Pleistocene and was widely shared among Homo. The taxonomic differences in the diploic venous drainage patterns between hominids mainly appeared in the sphenoid greater wing, asterional region, paranasal sinuses, and parietal foramina. Brain size did not determine the intensity of diploic venous network, as small-brained hominin species also had dense and large diploic venous networks comparable to those of large-brained taxa. Brain shape could also affect diploic vessels, as the compression from pronounced brain gyri corresponded to the areas with evident thinning in cranium, which were usually bypassed by diploic vessels. As brain shape varied among hominids, it contributed to the taxonomic differences in diploic vessel distribution. Additionally, the diploic venous structures could facilitate heat exchange, but no clear evidence indicated that it had a key role in brain thermoregulation. Finally, the diploic venous system might have co-evolved with other vascular networks and paranasal sinuses.In conclusion, this work is the first comprehensive comparison of the diploic venous systems among great apes, fossil hominins, and extant humans. The findings contribute to our knowledge of the diploic venous system, preliminarily mapping its general evolutionary trajectory in human lineage. This study also sheds light on the evolutionary history of human brains, revealing the spatial interaction between vessels, cranial bones, and brains. The diploic venous system has potential application values in future taxonomic and phylogenetic discussions

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Tayllamin, Bruno. "Evaluation d'une méthode de Frontières immergées pour les simulations numériques d'écoulements cardiovasculaires". Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20100.

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L'approche la plus courante en Mécanique des Fluides Numérique pour réaliser les simulations d'écoulement cardiovasculaire consiste à utiliser des méthodes numériques Body-fitted. Ces méthodes ont permis d'obtenir des simulations d'écoulement sanguin dans les artères qui sont précises et utiles. Toutefois, la génération du maillage body-fitted est une tâche qui demande beaucoup de temps et d'expertise à l'utilisateur.Les méthodes de Frontières Immergées sont des méthodes numériques alternatives qui ont l'avantage d'être plus simples d'emploi car elles ne requièrent aucune tâche de maillage de la part de l'utilisateur. Le travail présenté ici vise à évaluer le potentiel d'un méthode de Frontières Immergées à réaliser des simulations d'écoulement cardiovasculaire.Ce travail s'attache, dans un premier temps, à décrire les capacités de cette méthode numérique à rendre compte de l'imperméabilité et de la mobilité des parois sur des cas relativement simples mais représentatifs d'écoulements cardiovasculaires. Ensuite, des applications de la méthode à des cas d'écoulement cardiovasculaire plus complexes sont montrées. Il s'agira d'abord d'une simulation de l'écoulement dans un modèle rigide d'artère aorte. Puis, la simulation d'un écoulement à l'intérieur d'un ventricule cardiaque à paroi mobile sera montrée
The most common approach in Computational Fluid Dynamics(CFD) for simulating blood flow into vessel is to make use of a body-fitted me-thod. This approach has lead to accurate and useful simulations of blood flowinto arteries. However, generation of the body-fitted grid is time consuming andrequires from the user an engineering knowledge.The Immersed Boundary Method has emerged as an alternate method whichdoes not require from the user any grid generation task. Simulations are done on astructured Cartesian grid which can be automatically generated. Here we addressthe question of the capability of an Immersed Boundary Method to cope withcardiovascular flow simulations.In particular, we assess the impermeable and moving properties of the wallwhen using the Immersed Boundary Method on simple but relevant vascular flowcases. Then, we show more complex and realistic cardiovascular flow simulations.The first application consists of blood flow simulation inside an aorta cross model.Then, the simulation of blood flow inside a cardiac ventricle with moving wall isshown

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Lussey, Charlotte. "Apport de l'imagerie multimodale à l'étude de l'angiogenèse et du métabolisme des tumeurs liées aux mutations SDHB". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCB151/document.

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Les phéochromocytomes et les paragangliomes (PCC/PGL) sont des tumeurs neuroendocrines rares qui se développent aux dépens de la médullosurrénale et des paraganglions sympathiques et parasympathiques. Près de 40% des patients ont une prédisposition génétique, et, à ce jour 13 gènes de prédisposition ont été identifiés. Les mutations du gène SDHB sont un facteur de risque de malignité et de mauvais pronostic qui conduisent à une perte de fonction de la succinate déshydrogénase (SDH), enzyme du complexe mitochondrial II. Il en résulte une accumulation intracellulaire de succinate responsable du phénomène dit de « pseudohypoxie » qui stimule la production de VEGF et donc l’angiogenèse, ainsi que l’expression du transporteur membranaire du glucose GLUT-1. Le surrisque de malignité liée à SDHB et l’absence de traitement curatif des formes métastatiques de PCC/PGL justifient l’élaboration d’un modèle murin permettant de mettre en place des essais précliniques. L’obtention d’un modèle murin prédisposé au PCC/PGL par mutation du gène Sdhb s’étant révélée infructueuse, notre équipe a finalement généré des cellules chromaffines Sdhb-/- immortalisées (imCC Sdhb-/-) dont l’implantation dans le coussinet adipeux sous-cutané (Fat-pad) de souris nudes NMRI a permis l’établissement du premier modèle de tumeurs porteuses d’une inactivation complète du gène Sdhb. La caractérisation phénotypique du modèle a été réalisée par imagerie multimodalité in vivo, comparativement à un groupe contrôle de souris ayant reçu des imCC non mutées (WT). L’angiogenèse tumorale évaluée par imagerie optique retrouve une expression des intégrines αvβ3 plus marquée dans le groupe Sdhb-/- avec une rétention du traceur prolongée 12 h après injection. L’IRM dynamique de contraste (IRM-DCE), montre un rehaussement tumoral global nettement plus important dans le modèle Sdhb-/-, que le post-traitement par le logiciel PhysioD3D permet d’attribuer à une augmentation du volume capillaire intratumoral. Sur le plan métabolique, la consommation globale de glucose mesurée par TEP au 18FDG est également plus marquée dans les tumeurs Sdhb-/-. Enfin, la spectroscopie par résonance magnétique (1H-MRS) a mis en évidence une accumulation de succinate dans les tumeurs Sdhb-/-, non retrouvée dans les tumeurs WT. Ce résultat a été confirmé par spectrométrie de masse et cette technique innovante de détection du succinate in vivo a été transférée avec succès en clinique pour l’exploration des patients porteurs de PCC/PGL. En conclusion, l’imagerie in vivo a permis de distinguer le phénotype des tumeurs Sdhb-/- de celui des WT, avec une néoangiogenèse, une microcirculation et un métabolisme glucidique augmentés. Ces résultats permettent de proposer des études précliniques de réponse précoce aux traitements. La détection de l’accumulation de succinate par 1H-MRS ouvre la possibilité d’un diagnostic « métabolique » préopératoire pour détecter les patients de mauvais pronostic
Pheochromocytomas and paragangliomas (PCC/PGL) are rare neuroendocrine tumours that arise from chromaffin cells of the adrenal medulla, sympathetic and parasympathetic paraganglia respectively. Around 15% of PCC are malignant. SDHB mutations are associated with malignancy and poor prognosis. SDH deficiency leads to succinate accumulation that induces a cellular pseudohypoxic phenotype, promoting in particular VEGF and GLUT-1 expression and increasing angiogenesis and glucose metabolism. The high malignancy hazard associated with SDHB and the absence of curative treatment of metastatic forms of the disease make it essential to develop a mouse model for preclinical trials launching. The quest for a predisposed mouse model of Sdhb-deficient tumors being unsuccessful, Sdhb-/- and wild-type (WT) immortalized mouse chromaffin cells previously generated in the laboratory were propagated in the fat pad of NMRI nude mice, thereby providing the first pattern of Sdhb- deficient tumors. These mice were compared to a control group receiving non-mutated imCC (WT) and characterization was performed in vivo by multimodality imaging. Optical imaging assessing the tumor angiogenesis with Angiostamp®, an RGD fluorescent peptide, found an increased expression of integrins αvβ3 in the Sdhb-/- group 12 h after tracer injection. Dynamic contrast enhanced MRI (DCE-MRI) showed an overall tumor enhancement significantly higher in the Sdhb-/- model secondary to an increase of the tumor blood flow (F) and of the intratumoral capillary volume fraction (Vb) (compartmental analysis using PhysioD3D software). Metabolic imaging assessed by 18FDG-PET confirmed the expected high glucose consumption by Sdhb-/- tumors. Finally, magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) detected succinate accumulation in Sdhb-/- tumors and not in WT tumors. This result was confirmed by mass spectrometry and this innovative procedure for in vivo detection of succinate was translated into patients suffering from PCC/PGL. A succinate peak was specifically observed in SDHx-related PCC/PGL patients. In conclusion, these results show strong differences between Sdhb-/- and WT allografts and suggest that preclinical therapeutic studies could be implemented in this unique model of Sdhb-deficient tumour. Our noninvasive, highly sensitive and specific method allowing in vivo detection of succinate, the major biomarker of SDHx-mutated tumors was translated into clinical imaging

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Arthuis, Chloé. "Etude de la perfusion placentaire par imagerie fonctionnelle sur un modèle murin de retard de croissance intra-utérin". Thesis, Tours, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUR3308.

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La distinction entre les fœtus constitutionnellement petits de ceux qui présentent une réelle restriction de croissance liée à une insuffisance placentaire n’est pas aisée avec les mesures échographiques utilisées en pratique courante. Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) est responsable d’une part importante de la prématurité induite, et d’une augmentation du risque de mortalité et de morbidité néonatales. C’est pourquoi, l’amélioration de la connaissance de la vascularisation placentaire est indispensable pour mieux identifier et prendre en charge les situations d’hypoxie chroniques foetales associées à l’insuffisance placentaire.Pour quantifier la vascularisation les modalités d’imagerie de perfusion disponibles sont l’échographie et l’IRM. Les études évaluant la quantification de la perfusion placentaire par échographie de contraste sont peu nombreuses. Les avantages et les limites de cet examen ont été évalués sur un modèle murin de RCIU par ligature vasculaire. Ainsi, l’échographie de contraste permettait de quantifier une baisse de la perfusion placentaire sur un modèle de RCIU sans que l’on puisse observer de passage d’agents de contraste ultrasonores au travers la barrière placentaire. Les résultats obtenus ont été comparés aux données obtenues par l’IRM de perfusion. Les paramètres quantitatifs obtenus à partir des courbes de cinétiques du contraste pour chacune des deux modalités d’imagerie étaient comparables sur un modèle identique de RCIU murin. Enfin, une méthode d’étude de l’oxygénation placentaire par imagerie photoacoustique a été évaluée. Cette modalité d’imagerie non invasive permettait d’obtenir en temps réel l’oxygénation placentaire, avec cependant une profondeur limitée d’exploration. Le placenta semblait se comporter comme une réserve en oxygène au cours de l’étude d’une séquence hypoxie – hyperoxygénation maternelle avec une désaturation moins importante que celle observée dans les autres tissus maternels
To identify fetuses small for their gestational-age who have reached their appropriate growth potential from growth-restricted fetuses due to placental insufficiency is uneasy. Intra Uterine Growth Restriction (IUGR) increases the risk for indicated preterm delivery, neonatal mortality and morbidity. Therefore, improving the knowledge of the placental perfusion is essential to better identify and manage fetal chronic oxygen deprivation associated with placental insufficiency.Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS) and MRI are two imaging modalities available to quantify placental perfusion. However, few studies focus on the quantification of placental perfusion with CEUS. First, the advantages and limitations of CEUS were presented in an IUGR rat model by uterine ligation. The placental perfusion observed by CEUS was significantly decreased in the ligated horn. No contrast enhancement was observed in the umbilical vein or the fetus. Then, we compared the CEUS parameters to results obtained by MRI perfusion. Perfusion parameters were obtained from the signal intensity decay curve for the two imaging modalities. Results of such perfusion parameters were comparable in the same IUGR rat model. Finally, we evaluated the response of the placenta to oxygenation by photoacoustic imaging. PA imaging is a real-time, non-invasive method to evaluate placental oxygenation without contrast agents. Our results suggesting that placenta is less affected than maternal tissue by the decline in maternal oxygenation. The placenta may play an important role in protecting the feus against hypoxia

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Houriez--Gombaud-Saintonge, Sophia. "Analyse automatisée des données 3D+t d’imagerie par résonance magnétique de vélocimétrie. Quantification de l’apport du 3D+t". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS328.

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Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans les pays de l’OCDE du fait notamment du vieillissement global de la population, faisant d’elles l’un des enjeux majeurs de santé à l’échelle mondiale. Les progrès de l’imagerie permettent aujourd’hui de mieux comprendre et diagnostiquer ces maladies de manière non-invasive. Plus récemment, une technique novatrice d’imagerie non-invasive et non-irradiante appelée « IRM de flux 4D » permet pour la première fois d’imager la vitesse du flux sanguin en 3 dimensions pendant tout un cycle cardiaque, offrant ainsi de nouvelles perspectives de visualisation, de compréhension et de mesure. Cette thèse en traitement d’images, réalisée en lien avec des cardiologues et radiologues a pour objectif de développer de nouveaux indicateurs, pour quantifier l’apport de l’IRM de flux 4D notamment dans :1) l’évaluation de la rigidité aortique où une comparaison de méthodes pour l’évaluation de la vitesse de l’onde de pouls a été réalisée 2) l’analyse de la désorganisation de flux dans la dilatation aortique physiologique (âge) et pathologique ; 3) l’évaluation des flux de remplissage cardiaques
Cardiovascular diseases remain the leading cause of death in OECD countries, in particular, because of the population aging, making it one of the major health issues on a global scale. Advances in imaging today make it possible to better understand and diagnose these diseases in a non-invasive way. More recently, a new non-invasive and non-radiative imaging technique named « 4D Flow MRI » allows for the first time to image the speed of blood flow in three dimensions during a whole cardiac cycle, thus offering new perspectives of visualization, understanding, and measurement. This thesis in image processing carried out in connection with cardiologists and radiologists aims to develop new indicators and to quantify the contribution of 4D flow MRI especially in 1) the assessment of the aortic stiffness leading to a comparison between several approaches to estimate the pulse wave velocity 2) the analysis of flow disorganization in aging and pathological dilation 3) the evaluation of filling flow in the left ventricle

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Grand-Perret, Virginie. "Echographie de contraste 3D pour l’évaluation de la microvascularisation tumorale". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS575.

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Déjà validée en pratique clinique, l’échographie de contraste ultrasonore en 2D dispose d’un biomarqueur d’imagerie quantitatif permettant d’évaluer la réponse aux traitements anti-angiogéniques. Etant donné l’hétérogénéité de la vascularisation au sein de la tumeur d’une part, et la variabilité liée à l’opérateur d’autre part, une approche tridimensionnelle (3D) procurerait une quantification plus fiable qu’en 2D sur un unique plan de coupe et permettrait ainsi l’extension de cette méthodologie à plus grande échelle. L’objectif de ce travail de thèse était d’étudier cette modalité 3D en vue de développer une méthodologie d’utilisation robuste, via deux approches complémentaires in vitro sur un objet test et in vivo sur un modèle petit animal. L’étude de l’influence des paramètres d’acquisition et la mesure de la résolution spatiale ainsi que de l’effet de volume partiel associé ont nécessité le développement d’un banc de mesure dédié à l’imagerie ultrasonore des micro-écoulements. Ce banc de mesure permet d’assurer des écoulements stables, maîtrisés et continus dans des canaux de quelques centaines de micromètres grâce à un contrôleur de pression microfluidique. Le second volet sur un modèle tumoral de cancer du rénal issu de patient a permis d’appréhender la complexité et l’hétérogénéité tumorale en imagerie et l’importance de la segmentation
Already validated in clinical practice, 2D contrast enhanced ultrasound imaging has a quantitative imaging biomarker of the response to anti-angiogenic drugs. Given both the heterogeneity of vascularization within the tumor and the operator-related variability, a three-dimensional (3D) approach would provide more reliable quantification than a single 2D plane and thus allow the extension of this methodology on a larger scale. The objective of this thesis work was to study this 3D imaging modality in order to develop a robust methodology, via two complementary approaches in vitro on a test object and in vivo on a small animal model. The study of the influence of the acquisition parameters and the measurement of the spatial resolution as well as the associated partial volume effect have required the development of a measurement bench dedicated to ultrasound imaging of micro-flows. This measurement bench ensures stable, controlled and continuous flows in channels of a few hundred micrometers thanks to a microfluidic pressure controller. The second part on a patient-derived tumor model of renal cancer allowed to better understand the tumor complexity and heterogeneity in ultrasound imaging as well as the importance of segmentation

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Tesis sobre el tema "Imagerie médicale – Vaisseaux sanguins"

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