Tesi sul tema "Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM)"
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Masi, Brice. "Identification de biomarqueurs de l'hépatopathie bilharzienne par imagerie de résonnance magnétique". Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0741/document.
Abstract (sommario):
Seconde affection parasitaire dans le monde derrière la malaria, la bilharziose ou schistosomiase demeure une maladie infectieuse tropicale négligée. L'espèce Schistosoma mansoni est la principale responsable de la forme digestive de la bilharziose humaine pouvant évoluer vers une pathologie chronique grave chez 5 à 10 % des individus infectés. Plusieurs années après l’infection, une fibrose hépatique importante se développe dans le foie et la paroi de l’intestin. La fibrose peut entraîner une hypertension portale et des varices gastro-oesophagiennes dont la rupture est potentiellement létale. Cette complication hépatosplénique est souvent associée à une hépatomégalie et une splénomégalie. L’objectif de ce travail était de fournir la première caractérisation longitudinale par IRM in vivo du modèle murin de schistosomiase digestive obtenu par infection de souris CBA/J avec Schistosoma mansoni. Le second objectif était la mise au point d’une technique quantitative ou semi-quantitative permettant d’évaluer la fibrose hépatique dans ce modèle. Nos données d’imagerie anatomique avec et sans agent de contraste (Gd-DOTA) et de relaxométrie (cartographies par mesure des temps de relaxation T2 et T2*) ont permis de confirmer les points communs entre le modèle murin de schistosomiase et la maladie humaine en termes d’organomégalie, d’inflammation granulomateuse, de fibrose et d’atteinte du système porte. Nos résultats suggèrent que le paramètre T2 pourrait être un biomarqueur non invasif et semi-quantitatif de la fibrose hépatique bilharzienne qui pourrait être utile dans le diagnostic et le suivi de la complication hépatosplénique et dans l’évaluation de nouvelles thérapiesThe second parasitic disease in the world behind malaria, bilharzia or schistosomiasis remains a neglected tropical infectious disease. Schistosoma mansoni is the main cause of the digestive form of human schistosomiasis that can progress to a severe chronic pathology in 5 to 10% of infected individuals. Several years after infection, significant hepatic fibrosis develops around parasite eggs in the liver and intestinal wall. Fibrosis can lead to portal hypertension and gastroesophageal varices, the rupture of which is potentially lethal. This hepato-splenic complication of digestive schistosomiasis is often associated with hepatomegaly and splenomegaly. The standard technique for the diagnosis of liver fibrosis is biopsy. The classical non-invasive evaluation of liver fibrosis is done by ultrasound imaging using an international classification scale (Niamey scale). Echography allows the assessment of portal hypertension by measuring the diameter of the portal vein and enables the detection of portal varices. The aim of this work was to provide the first in vivo longitudinal MRI characterization of the murine model of digestive schistosomiasis obtained by infection of CBA/J mice with Schistosoma mansoni. The second objective was to develop a quantitative or semi-quantitative method to evaluate liver fibrosis in this model. Our anatomical and volumetric data show that the murine model of schistosomiasis shares several features with the human disease such as organomegaly, granulomatous inflammation, and portal vein involvement. We propose that T2 mapping could help detect and follow-up semi-quantitatively fibrosis-related schistosomiasis
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Deviers, Alexandra. "Imagerie par résonnance magnétique multimodale, en particulier imagerie spectroscopique, du glioblastome : évaluation de facteurs prédictifs de réponse à la radiothérapie". Toulouse 3, 2014. http://www.theses.fr/2014TOU30057.
Abstract (sommario):
L'issue systématiquement fatale du glioblastome (GBM), tumeur cérébrale primitive la plus fréquente chez l'adulte, est largement associée à l'apparition de récidives locales après chimio-radiothérapie (RT). Les nouvelles stratégies thérapeutiques envisagées aujourd'hui se tournent vers l'utilisation de biomarqueurs d'imagerie permettant de fournir une information pronostique ou d'identifier avant traitement les zones tumorales les plus susceptibles de récidiver et nécessitant donc une intensification de dose en RT. Dans ce contexte, nous avons cherché à mettre en évidence des marqueurs pré-thérapeutiques issus de l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) qui soient prédictifs du site de rechute et de la survie pour une cohorte de 18 patients atteints de GBM et traités par RT et Tipifarnib dans le cadre d'un essai clinique de phase II. Pour cela, deux modalités ont été analysées: l'Imagerie Spectroscopique par Résonance Magnétique 3D du proton (ISRM-3D) et l'IRM de diffusion. Grâce à une méthode originale permettant une comparaison spatiale voxel-à-voxel des données pré-RT avec les images de la rechute, trois indices métaboliques pertinents ont été mis en évidence: Lactate/N-Acétyl-Aspartate (NAA) >0,4; Choline (Cho)/Créatine >1,63 et Cho/NAA >1,12. Leur distribution spatiale est significativement associée à la récidive tumorale définie de manière radiologique et leur magnitude semble être corrélée à une rechute précoce. Ces résultats intéressants doivent cependant être validés sur une cohorte indépendante et plus large de patients atteints de GBM actuellement inclus dans un essai prospectif de phase IIIGlioblastoma (GBM), the most common primary brain tumor in adults, is associated with poor prognosis as local relapse occurs several months after chemo-radiotherapy (RT). New therapeutic strategies are coming to the fore, some of which propose to use imaging biomarkers in order to provide relevant prognostic information or identify pre-RT high relapse risk areas needing to be boosted. The aim of this work was to identify pre-RT MRI markers able to predict relapse location and survival in a cohort of 18 GBM patients included in a phase II clinical trial and treated with RT and Tipifarnib. Data from 3D 1H-Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging (3D-MRSI) and diffusion MRI were analysed using a voxel-based spatial comparison of baseline (pre-RT) and relapse images. Three relevant metabolic indices were thus identified: Lactate/N-Acetyl-Aspartate (NAA)> 0. 4; Choline (Cho)/Creatine >1. 63 and Cho/NAA >1. 12. The spatial distribution of these MRSI biomarkers is significantly associated with the site of relapse; furthermore, the magnitude of these metabolic disturbances seems to be correlated with early relapse. These interesting results should be validated in a larger cohort of GBM patients currently included in a prospective phase III clinical trial. The various techniques implemented in this work shall be used in this new study, not only for the evaluation of MRSI and MR diffusion biomarkers, but also for the analysis of perfusion and tensor diffusion imaging
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Cassol, Emmanuelle. "Evaluation de l'imagerie par résonnance magnétique de diffusion dans la sclérose en plaques". Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30024.
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Chauffert, Nicolas. "Echantillonnage compressé le long de trajectoires physiquement plausibles en IRM". Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112234/document.
Abstract (sommario):
L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d'imagerie non invasive et non ionisante qui permet d'imager et de discriminer les tissus mous grâce à une bonne sensibilité de contraste issue de la variation de paramètres physiques (T$_1$, T$_2$, densité de protons) spécifique à chaque tissu. Les données sont acquises dans l'espace-$k$, correspondant aux fréquences spatiales de l'image. Des contraintes physiques et matérielles contraignent le mode de fonctionnement des gradients de champ magnétique utilisés pour acquérir les données. Ainsi, ces dernières sont obtenues séquentiellement le long de trajectoires assez régulières (dérivée et dérivée seconde bornées). En conséquence, la durée d'acquisition augmente avec la résolution recherchée de l'image. Accélérer l'acquisition des données est crucial pour réduire la durée d'examen et ainsi améliorer le confort du sujet, diminuer les coûts, limiter les distorsions dans l'image~(e.g., dues au mouvement), ou encore augmenter la résolution temporelle en IRM fonctionnelle. L'échantillonnage compressif permet de sous-échantillonner l'espace-$k$, et de reconstruire une image de bonne qualité en utilisant une hypothèse de parcimonie de l'image dans une base d'ondelettes. Les théories d'échantillonnage compressif s'adaptent mal à l'IRM, même si certaines heuristiques ont permis d'obtenir des résultats prometteurs. Les problèmes rencontrés en IRM pour l'application de cette théorie sont i) d'une part, les bases d'acquisition~(Fourier) et de représentation~(ondelettes) sont cohérentes ; et ii) les schémas actuellement couverts par la théorie sont composés de mesures isolées, incompatibles avec l'échantillonnage continu le long de segments ou de courbes. Cette thèse vise à développer une théorie de l'échantillonnage compressif applicable à l'IRM et à d'autres modalités. D'une part, nous proposons une théorie d'échantillonnage à densité variable pour répondre au premier point. Les échantillons les plus informatifs ont une probabilité plus élevée d'être mesurés. D'autre part, nous proposons des schémas et concevons des trajectoires qui vérifient les contraintes d'acquisition tout en parcourant l'espace-$k$ avec la densité prescrite dans la théorie de l'échantillonnage à densité variable. Ce second point étant complexe, il est abordé par une séquence de contributions indépendantes. D'abord, nous proposons des schémas d'échantillonnage à densité variables le long de courbes continues~(marche aléatoire, voyageur de commerce). Ensuite, nous proposons un algorithme de projection sur l'espace des contraintes qui renvoie la courbe physiquement plausible la plus proche d'une courbe donnée~(e.g., une solution du voyageur de commerce). Nous donnons enfin un algorithme de projection sur des espaces de mesures qui permet de trouver la projection d'une distribution quelconque sur l'espace des mesures porté par les courbes admissibles. Ainsi, la courbe obtenue est physiquement admissible et réalise un échantillonnage à densité variable. Les résultats de reconstruction obtenus en simulation à partir de cette méthode dépassent ceux associées aux trajectoires d'acquisition utilisées classiquement~(spirale, radiale) de plusieurs décibels (de l'ordre de 3~dB) et permettent d'envisager une implémentation prochaine à 7~Tesla notamment dans le contexte de l'imagerie anatomique haute résolutionMagnetic Resonance Imaging~(MRI) is a non-invasive and non-ionizing imaging technique that provides images of body tissues, using the contrast sensitivity coming from the magnetic parameters (T$_1$, T$_2$ and proton density). Data are acquired in the $k$-space, corresponding to spatial Fourier frequencies. Because of physical constraints, the displacement in the $k$-space is subject to kinematic constraints. Indeed, magnetic field gradients and their temporal derivative are upper bounded. Hence, the scanning time increases with the image resolution. Decreasing scanning time is crucial to improve patient comfort, decrease exam costs, limit the image distortions~(eg, created by the patient movement), or decrease temporal resolution in functionnal MRI. Reducing scanning time can be addressed by Compressed Sensing~(CS) theory. The latter is a technique that guarantees the perfect recovery of an image from undersampled data in $k$-space, by assuming that the image is sparse in a wavelet basis. Unfortunately, CS theory cannot be directly cast to the MRI setting. The reasons are: i) acquisition~(Fourier) and representation~(wavelets) bases are coherent and ii) sampling schemes obtained using CS theorems are composed of isolated measurements and cannot be realistically implemented by magnetic field gradients: the sampling is usually performed along continuous or more regular curves. However, heuristic application of CS in MRI has provided promising results. In this thesis, we aim to develop theoretical tools to apply CS to MRI and other modalities. On the one hand, we propose a variable density sampling theory to answer the first inpediment. The more the sample contains information, the more it is likely to be drawn. On the other hand, we propose sampling schemes and design sampling trajectories that fulfill acquisition constraints, while traversing the $k$-space with the sampling density advocated by the theory. The second point is complex and is thus addressed step by step. First, we propose continuous sampling schemes based on random walks and on travelling salesman~(TSP) problem. Then, we propose a projection algorithm onto the space of constraints that returns the closest feasible curve of an input curve~(eg, a TSP solution). Finally, we provide an algorithm to project a measure onto a set of measures carried by parameterizations. In particular, if this set is the one carried by admissible curves, the algorithm returns a curve which sampling density is close to the measure to project. This designs an admissible variable density sampler. The reconstruction results obtained in simulations using this strategy outperform existing acquisition trajectories~(spiral, radial) by about 3~dB. They permit to envision a future implementation on a real 7~T scanner soon, notably in the context of high resolution anatomical imaging
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Angeletti, Mélodie. "Traitement de données multi-spectrales par calcul intensif et applications chez l'homme en imagerie par résonnance magnétique nucléaire". Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC004/document.
Abstract (sommario):
L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) étant une technique non invasive pour l'étude de cerveau, elle a été employée pour comprendre les mécanismes cérébraux sous-jacents à la prise alimentaire. Cependant, l'utilisation de stimuli liquides pour simuler la prise alimentaire engendre des difficultés supplémentaires par rapport aux stimulations visuellement habituellement mises en œuvre en IRMf. L'objectif de cette thèse a donc été de proposer une méthode robuste d'analyse des données tenant compte de la spécificité d'une stimulation alimentaire. Pour prendre en compte le mouvement dû à la déglutition, nous proposons une méthode de censure fondée uniquement sur le signal mesuré. Nous avons de plus perfectionné l'étape de normalisation des données afin de réduire la perte de signal. La principale contribution de cette thèse est d'implémenter l'algorithme de Ward de sorte que parcelliser l'ensemble du cerveau soit réalisable en quelques heures et sans avoir à réduire les données au préalable. Comme le calcul de la distance euclidienne entre toutes les paires de signaux des voxels représente une part importante de l'algorithme de Ward, nous proposons un algorithme cache-aware du calcul de la distance ainsi que trois parallélisations sur les architectures suivantes : architecture à mémoire partagée, architecture à mémoire distribuée et GPU NVIDIA. Une fois l'algorithme de Ward exécuté, il est possible d'explorer toutes les échelles de parcellisation. Nous considérons plusieurs critères pour évaluer la qualité de la parcellisation à une échelle donnée. À une échelle donnée, nous proposons soit de calculer des cartes de connectivités entre les parcelles, soit d'identifier les parcelles répondant à la stimulation à l'aide du coefficient de corrélation de PearsonAs a non-invasive technology for studying brain imaging, functional magnetic resonance imaging (fMRI) has been employed to understand the brain underlying mechanisms of food intake. Using liquid stimuli to fake food intake adds difficulties which are not present in fMRI studies with visual stimuli. This PhD thesis aims to propose a robust method to analyse food stimulated fMRI data. To correct the data from swallowing movements, we have proposed to censure the data uniquely from the measured signal. We have also improved the normalization step of data between subjects to reduce signal loss.The main contribution of this thesis is the implementation of Ward's algorithm without data reduction. Thus, clustering the whole brain in several hours is now feasible. Because Euclidean distance computation is the main part of Ward algorithm, we have developed a cache-aware algorithm to compute the distance between each pair of voxels. Then, we have parallelized this algorithm for three architectures: shared-memory architecture, distributed memory architecture and NVIDIA GPGPU. Once Ward's algorithm has been applied, it is possible to explore multi-scale clustering of data. Several criteria are considered in order to evaluate the quality of clusters. For a given number of clusters, we have proposed to compute connectivity maps between clusters or to compute Pearson correlation coefficient to identify brain regions activated by the stimulation
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Chahid, Bochra. "Développement et caractérisation de nouveaux agents de contraste lipidiques ultrasensibles pour l'imagerie par résonnance magnétique destinés à l'imagerie moléculaire". Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA114867/document.
Abstract (sommario):
L’effet des composés paramagnétiques sur le déplacement chimique des protons, c’est-à-dire sur leur fréquence de résonance propre, beaucoup utilisé en RMN conventionnelle, peut également être un outil de contraste en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) pour réaliser des images encodées en fréquence et donc sélectives selon la nature ou l’environnement de l’entité que l’on cherche à révéler. Cette approche fait intervenir le transfert d’aimantation par échange chimique de protons mobiles, en anglais « Chemical Exchange Saturation Transfer » (CEST). Le principe consiste à saturer sélectivement un signal donné de protons labiles appartenant à la structure-même de l’agent de contraste ou aux molécules d’eau qui lui sont transitoirement liées, à l’aide d’une impulsion radiofréquence bien choisie. L’image résulte alors de l’altération du signal des protons échangés. Le fonctionnement de la méthode repose sur l’existence effective de deux ensembles ou réservoirs de protons, celui correspondant aux protons associés à l’agent de contraste et celui représenté par le milieu environnant, autrement dit l’eau des tissus, ces deux réservoirs présentant une fréquence de résonance bien distincte. Les systèmes LipoCEST, liposomes encapsulant un complexe paramagnétique de lanthanide, permettent une telle différenciation de deux réservoirs de protons constitutifs d’une part de l’eau contenue dans la cavité interne des liposomes (dont la fréquence de résonance est modifiée par l’agent paramagnétique) et d’autre part de l’eau présente à l’extérieur de la structure. La sensibilité de tels systèmes est principalement due au grand nombre de protons contenus dans le réservoir interne. La nature de l’agent paramagnétique joue un rôle déterminant dans la sélectivité de l’effet CEST et la nature de la membrane des liposomes dont la perméabilité permet un échange plus ou moins rapide entre les deux réservoirs d’eau doit être sélectionnée de manière à conduire à une réponse CEST efficace.Les travaux réalisés au cours de cette thèse portent sur une telle mise au point avec pour objectif l’optimisation de systèmes destinés à une IRM-CEST après administration par voie intraveineuse. De ce fait, le diamètre des liposomes a été fixé inférieur à 200 nm et leur surface recouverte de chaînes de poly(éthylène glycol) pour assurer leur future stabilité dans le compartiment sanguin. Le choix des agents de déplacement chimique à centre lanthanide, principalement des complexes de thulium, a été fixé à partir de leurs propriétés structurales et magnétiques. La méthodologie spécialement développée pour encapsuler ces entités au sein de liposomes de compositions lipidiques induisant des perméabilités membranaires distinctes a permis la mise au point d’un nouvel agent de contraste LipoCESTThe effect of paramagnetic compounds in the chemical shift of endogenous protons, i.e., their resonance frequency, widely used in conventional NMR, can also be a tool to modulate the contrast in magnetic resonance imaging (MRI) by achieving frequency-encoded images depending on the nature or the environment of the entity or tissue to be revealed. This approach involves the transfer of magnetization by chemical exchange of protons also referred to as "Chemical Exchange Saturation Transfer" (CEST). The principle consists in selectively saturate by applying a radio frequency pulse, the signal of labile protons transiently belonging to the structure of the contrast agent or to the water molecules which are associated transiently to it. The image then results from the alteration of the signal of the exchanged protons. The method is based on the actual existence of two sets of protons or pools with two distinct resonance frequencies, one corresponding to the protons associated with the contrast agent and the other represented by the surrounding bulk water.LipoCEST systems, liposomes encapsulating a paramagnetic lanthanide complex, allows such a differentiation of two proton pools constituted on one hand by the water molecules contained in the inner cavity of the liposomes (with a resonance frequency changed by the paramagnetic agent ) and on the other hand by the water present outside the vesicle structure. The sensitivity of such systems is mainly due to the large number of protons in the inner pool. The nature of the paramagnetic agent plays a role in the selectivity of the CEST effect while the nature of the liposome membrane and related permeability behavior controls the proton exchange kinetics between the two water pools. These two parameters must be selected and adjusted to provide effective CEST contrast.The work in this thesis aimed at such a development by optimizing liposome systems for MRI-CEST after intravenous administration. Therefore, the diameter of the liposomes was set below 200 nm and their surface covered by chains of poly (ethylene glycol) to ensure stability in the blood compartment. The choice of chemical shift agents based on lanthanide complexes, mainly thulium-based derivatives, was established from their structural and magnetic properties. The methodology specially developed to encapsulate these entities into vesicles of different membrane composition and permeability to water allowed to generate a new LipoCEST contrast agent
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Ozon, Matthew. "Tractographie cardiaque optimale par IRM du tenseur de diffusion". Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI020/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse "Tractographie cardiaque optimale utilisant l'IRM du tenseur de diffusion" à pour but de proposer et d'étudier une nouvelle formulation globale de la tractographie cardiaque à partir d'images de tenseur de diffusion synthétisant les données pondérées en diffusion. Les raisons sous-jacentes ayant conduits à une nouvelle formulation sont multiples. Les méthodes existantes sont pour la plupart locales comme les algorithmes de « streamline » (ligne de champ) et sont sujettes à de nombreuses imperfections, en particulier, leur faible robustesse par rapport au bruit dans les données. Un autre problème de ce type d'approches basé sur la résolution d'équations différentielles est leur dépendances quant à l'initialisation, ce dont notre méthode s'est totalement affranchit. L'autre but de cette thèse est de déterminer un ou plusieurs critères numériques pour comparer et qualifier les objets fibres. En effet, même s'il semble facile de caractériser qualitativement les fibres de façon visuelle, la création de mesures pour caractériser les fibres soit dans l'absolue, soit en comparaison aux données ou à d'autres fibre relève d'une toute autre approcheThis thesis "Optimal cardiac tractography using DT-MRI" offers and studies a new formulation of cardiac tractography based on the use of diffusion tensor images that synthetize the information of the diffusion weighted images. The underlying reasons that led to a new formulation are manifold. Existing methods are mostly based on local data, such as the streamlining algorithms, and thus are subject to many imperfections, especially they are not robust to noise in the data. Another problem with this type of approach based on solving differential equations is their dependency on initialization, unlike the method under study. The other aim of this thesis is to determine one or more numerical criteria to compare and qualify fibers. Even though it seems easy to qualitatively characterize fibers based on the visualization, creating measures to characterize the fibers, either in absolute or in comparison to the data or other fibers, is actually challenging
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Yang, Feng. "Interpolation des données en imagerie cardiaque par résonance magnétique du tenseur de diffusion". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00578777.
Abstract (sommario):
L'un des problèmes fondamentaux de l'imagerie cardiaque par résonance magnétique du tenseur de diffusion (IRM-TD) est sa faible résolution spatiale, à cause des limitations matérielles des scanners IRM actuels. L'objectif principal de ce travail de thèse est de développer de nouvelles approches pour améliorer la résolution des données d'IRM-TD afin de mieux représenter l'architecture myocardique du coeur humain et de la comparer avec des résultats issus d'autres techniques d'investigation telles que l'imagerie par lumière polarisée. Dans ce cadre, le travail porte sur trois parties principales. La première concerne le développement d'une nouvelle approche pour l'interpolation des champs de vecteurs propres principaux issus de l'IRM-TD cardiaque humaine. Cette approche consiste d'abord à supprimer les vecteurs corrompus par le bruit au lieu de débruiter de manière uniforme le champ entier de vecteurs, et ensuite à interpoler le champ de vecteurs en utilisant la modèle Thin-Plate-Spline (TPS) afin d'exploiter la corrélation entre les composantes du vecteur. La deuxième partie concerne une nouvelle famille de méthodes d'interpolation pour les champs de tenseurs, basée soit sur les angles d'Euler soit sur le quaternion. Ces méthodes exploitent les caractéristiques du tenseur et préservent les paramètres de tenseurs, tels que le déterminant du tenseur, l'anisotropie fractionnelle (FA) et la diffusivité moyenne (MD). En outre, cette partie compare les principales approches d'interpolation au niveau des images pondérées en diffusion et des champs de tenseurs, et les résultats montrent qu'il serait préférable d'effectuer l'interpolation des données d'IRM-TD au niveau des champs de tenseurs. La troisième partie étudie le changement des paramètres MD et FA après un infarctus du myocarde chez les cochons, et l'influence des méthodes d'interpolation sur ces paramètres dans la zone infarctus et la zone distante. Les résultats montrent que la zone infarctus présente une diminution significative de FA et une augmentation significative de MD, comparée avec la zone distante, et que les méthodes d'interpolations du tenseur ont plus d'influence sur FA que sur MD, ce qui suggère que l'interprétation de ces paramètres cliniques après l'interpolation doive être prise avec précaution.
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Gros, Hélène. "Mise au point et validation d'un paradigme expérimental en imagerie fonctionnelle événementielle par résonnance magnétique : application au traitement perceptif visuel de stimuli linguistiques". Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30060.
Abstract (sommario):
Nous proposons un protocole expérimental alliant une période d'amorçage avec des stimuli en présentation unique pour étudier l'implication des cortex visuels associatifs dans la perception de stimuli linguistiques élémentaires. Pour cela, 2 sets de stimuli sont utilisés, l'un linguistique (des lettres uniques), l'autre non-linguistique (des figures géométriques simples) et un stimulus ambigu (le " O "), qui, sous les mêmes caractéristiques physiques, peut être interprété soit comme une lettre soit comme une figure géométrique. Une première étude a été menée en IRM fonctionnelle événementielle. Une analyse de groupe puis deux analyses à partir des données individuelles (l'une fondée sur l'étendue des activations, l'autre sur l'intensité du signal) ont montré une spécialisation du cortex occipito-temporal gauche dans le traitement des graphèmes. .We propose an experimental design based on a priming paradigm with single visual stimuli to study the role of extrastriate cortex in the perceptual processing of simple linguistic stimuli. We used two sets of stimuli, a linguistic one that consisted of single letters, and a non-linguistic one that consisted of familiar geometric figures; in addition, the ambiguous stimulus "O", which could be categorized either as a letter or as a familiar geometric figure, was primed by both categorical sets. A first study was conducted with an event-related fMRI protocol. The group analysis and the individual analysis on both the extend and intensity of activations showed that the left occipito-temporal cortex was specifically involved in grapheme processing. .
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Zhou, Yitian. "Quantification du mouvement et de la déformation cardiaques à partir d'IRM marquée tridimensionnelle sur des données acquises par des imageurs Philips". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI058/document.
Abstract (sommario):
Les maladies cardiovasculaires sont parmi les principales causes de mortalité à l’échelle mondiale. Un certain nombre de maladies cardiaques peuvent être identifiées et localisées par l’analyse du mouvement et de la déformation cardiaques à partir de l’imagerie médicale. Cependant, l’utilisation de ces techniques en routine clinique est freinée par le manque d’outils de quantification efficaces et fiables. Dans cette thèse, nous introduisons un algorithme de quantification appliqué aux images IRM marquées. Nous présentons ensuite un pipeline de simulation qui génère des séquences cardiaques synthétiques (US et IRM). Les principales contributions sont décrites ci-dessous. Tout d’abord, nous avons proposé une nouvelle extension 3D de la méthode de la phase harmonique. Le suivi de flux optique en utilisant la phase a été combiné avec un modèle de régularisation anatomique afin d’estimer les mouvements cardiaques à partir des images IRM marquées. En particulier, des efforts ont été faits pour assurer une estimation précise de la déformation radiale en imposant l’incompressibilité du myocarde. L’algorithme (dénommé HarpAR) a ensuite été évalué sur des volontaires sains et des patients ayant différents niveaux d’ischémie. HarpAR a obtenu la précision de suivi comparable à quatre autres algorithmes de l’état de l’art. Sur les données cliniques, la dispersion des déformations est corrélée avec le degré de fibroses. De plus, les segments ischémiques sont distingués des segments sains en analysant les courbes de déformation. Deuxièmement, nous avons proposé un nouveau pipeline de simulation pour générer des séquences synthétiques US et IRM pour le même patient virtuel. Les séquences réelles, un modèle électromécanique (E/M) et les simulateurs physiques sont combinés dans un cadre unifié pour générer des images synthétiques. Au total, nous avons simulé 18 patients virtuels, chacun avec des séquences synthétiques IRM cine, IRM marquée et US 3D. Les images synthétiques ont été évaluées qualitativement et quantitativement. Elles ont des textures d’images réalistes qui sont similaires aux acquisitions réelles. De plus, nous avons également évalué les propriétés mécaniques des simulations. Les valeurs de la fraction d’éjection et de la déformation locale sont cohérentes avec les valeurs de référence publiées dans la littérature. Enfin, nous avons montré une étude préliminaire de benchmarking en utilisant les images synthétiques. L'algorithme générique gHarpAR a été comparé avec un autre algorithme générique SparseDemons en termes de précision sur le mouvement et la déformation. Les résultats montrent que SparseDemons surclasse gHarpAR en IRM cine et US. En IRM marquée, les deux méthodes ont obtenu des précisions similaires sur le mouvement et deux composants de déformations (circonférentielle et longitudinale). Toutefois, gHarpAR estime la déformation radiale de manière plus précise, grâce à la contrainte d’incompressibilité du myocardeCardiovascular disease is one of the major causes of death worldwide. A number of heart diseases can be diagnosed through the analysis of cardiac images after quantifying shape and function. However, the application of these deformation quantification algorithms in clinical routine is somewhat held back by the lack of a solid validation. In this thesis, we mainly introduce a fast 3D tagged MR quantification algorithm, as well as a novel pipeline for generating synthetic cardiac US and MR image sequences for validation purposes. The main contributions are described below. First, we proposed a novel 3D extension of the well-known harmonic phase tracking method. The point-wise phase-based optical flow tracking was combined with an anatomical regularization model in order to estimate anatomically coherent myocardial motions. In particular, special efforts were made to ensure a reasonable radial strain estimation by enforcing myocardial incompressibility through the divergence theorem. The proposed HarpAR algorithm was evaluated on both healthy volunteers and patients having different levels of ischemia. On volunteer data, the tracking accuracy was found to be as accurate as the best candidates of a recent benchmark. On patient data, strain dispersion was shown to correlate with the extent of transmural fibrosis. Besides, the ischemic segments were distinguished from healthy ones from the strain curves. Second, we proposed a simulation pipeline for generating realistic synthetic cardiac US, cine and tagged MR sequences from the same virtual subject. Template sequences, a state-of-the-art electro-mechanical (E/M) model and physical simulators were combined in a unified framework for generating image data. In total, we simulated 18 virtual patients (3 healthy, 3 dyssynchrony and 12 ischemia), each with synthetic sequences of 3D cine MR, US and tagged MR. The synthetic images were assessed both qualitatively and quantitatively. They showed realistic image textures similar to real acquisitions. Besides, both the ejection fraction and regional strain values are in agreement with reference values published in the literature. Finally, we showed a preliminary benchmarking study using the synthetic database. We performed a comparison between gHarpAR and another tracking algorithm SparseDemons using the virtual patients. The results showed that SparseDemons outperformed gHarpAR in processing cine MR and US images. Regarding tagged MR, both methods obtained similar accuracies on motion and two strain components (circumferential and longitudinal). However, gHarpAR quantified radial strains more accurately, thanks to the myocardial incompressibility constraint. We conclude that motion quantification solutions can be improved by designing them according to the image characteristics of the modality and that a solid evaluation framework can be a key asset in comparing different algorithmic options
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Wei, Hongjiang. "In vivo diffusion tensor imaging (DTI) for the human heart under free-breathing conditions". Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0127/document.
Abstract (sommario):
L'orientation des fibres myocardiaque est à la base du comportement électro-mécanique du cœur, et connue pour être altérée dans diverses maladies cardiaques telles que la cardiopathie ischémique et l'hypertrophie ventriculaire. Cette thèse porte principalement sur l'imagerie in vivo du tenseur de diffusion (diffusion tensor imaging—DTI) en vue d’obtenir la structure des fibres myocardiques du cœur humain dans des conditions de respiration libre. L'utilisation de DTI pour l'étude du cœur humain in vivo est un grand défi en raison du mouvement cardiaque. En particulier, l’acquisition DTI avec respiration libre sans recourir au gating respiratoire est très difficile à cause des mouvements à a fois respiratoire et cardiaque. Pour aborder ce problème, nous proposons de nouvelles approches consistant à combiner des acquisitions à retards de déclenchement multiples (trigger delay—TD) et des méthodes de post-traitement. D’abord, nous réalisons des acquisitions avec multiples TD décalés en fin de diastole. Ensuite, nous développons deux méthodes de post-traitement. La première méthode s’attaque au problème d’effets de mouvement physiologique sur DTI cardiaque in vivo en utilisant les techniques de recalage et de PCATMIP (Principal Components Analysis filtering and Temporal Maximum Intensity Projection). La deuxième méthode traite le problème de mouvement par l’utilisation d’un algorithme de fusion d’images basé sur l’ondelette (wavelet-based image fusion-WIF) et d’une technique de débruitage PCA (Principal Components Analysis). Enfin, une comparaison des mesures DTI entre la méthode PCATMIP et la méthode WIF est réalisée ; les champs de tenseurs sont calculés, à partir desquels les propriétés de l’architecture des fibres in vivo sont comparées. Les résultats montrent qu’en utilisant les approches proposées, il est possible d’étudier l’impact du mouvement cardiaque sur les paramètres de tenseur de diffusion, et d’explorer les relations sous-jacentes entre les propriétés de tenseur de diffusion mesurées et le mouvement cardiaque. Nous trouvons aussi que la combinaison des acqusiitions avec des TD multiples décalés and des post-traitements d’images peut compenser les effets de mouvement physiologique, ce qui permet d’obtenir l’architecture 3D du cœur humain dans des conditions de respiration libre. Les résultats suggèrent de nouvelles solutions au problème de perte du signal due au mouvement, qui sont prometteuses pour obtenir les propriétés de l’architecture des fibres myocardiques du cœur humain in vivo, dans des conditions cliniquesThe orientation of cardiac fibers underlies the electro-mechanical behavior of the heart, and it is known to be altered in various cardiac diseases such as ischemic heart disease and ventricular hypertrophy. This thesis mainly focuses on in vivo diffusion tensor imaging (DTI) to obtain the myocardial fiber structure of the human heart under free-breathing conditions. The use of DTI for studying the human heart in vivo is challenging due to cardiac motion. In particular, free-breathing DTI acquisition without resorting to respiratory gating is very difficult due to both respiratory and cardiac motion. To deal with this problem, we propose novel approaches that combine multiple shifted trigger delay (TD) acquisitions and post-processing methods. First, we perform multiple shifted TD acquisitions at end diastole. Then, we focus on two different post-processing methods. The first method addresses physiological motion effects on in vivo cardiac DTI using image co-registration and PCATMIP (Principal Components Analysis filtering and Temporal Maximum Intensity Projection). The second method is a wavelet-based image fusion (WIF) algorithm combined with a PCA noise removing method. Finally, a comparison of DTI measurements between the PCATMIP and WIF methods is also performed; tensor fields are calculated, from which the in vivo fiber architecture properties are compared. The results show that using the proposed approaches, we are able to study the cardiac motion effects on diffusion tensor parameters, and investigate the underlying relationship between the measured diffusion tensor properties and the cardiac motion. We also find that the combination of multiple shifted TD acquisitions and dedicated image post-processing can compensate for physiological motion effects, which allows us to obtain 3D fiber architectures of the human heart under free-breathing conditions. The findings suggest new solutions to signal loss problems associated with bulk motion, which are promising for obtaining in vivo human myocardial fiber architecture properties in clinical conditions
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Lefebvre, Pauline. "Elastographie par Résonance Magnétique : Nouvelle méthode d’acquisition fondée sur le contrôle optimal et comparaison de l’ERM avec une technique de rhéologie haute-fréquence". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI116/document.
Abstract (sommario):
L'Elastographie par Résonance Magnétique (ERM) est une technique d'imagerie permettant de caractériser in vivo les propriétés biomécaniques des tissus de façon non invasive. Dans ce contexte, la première partie de cette thèse s'intéresse à comparer les propriétés viscoélastiques obtenues par ERM avec une technique de rhéologie haute-fréquence, pouvant atteindre des fréquences de sollicitation mécanique communes à l'ERM, contrairement à ce qui est classiquement fait dans la littérature. Pour effectuer les mesures ERM, le dispositif d'excitation mécanique et la séquence IRM ont été développés et un algorithme de reconstruction des propriétés viscoélastiques, fondé sur l'inversion de l'équation de Helmholtz, a été implémenté et évalué en simulation. La comparaison ERM/rhéologie a ensuite été effectuée, d'abord sur des fantômes de plastisol présentant différentes propriétés viscoélastiques, puis sur des échantillons de foies bovins. Dans les deux cas, les résultats ont montré un bon accord entre les valeurs obtenues en ERM et celles issues de la rhéologie. Le second volet de ces travaux s'attache à présenter une nouvelle stratégie d'acquisition en ERM. Les séquences d'ERM conventionnelle utilisent des gradients oscillants afin d'encoder la propagation de l'onde. Ces gradients peuvent cependant restreindre les applications, en raison des limitations de leur fréquence de commutation et de leur amplitude maximale. Nous proposons ici d'encoder directement la propagation de l'onde à l'aide d'impulsions RF générées par la théorie du Contrôle Optimal (CO), combinées à un gradient constant. Une première expérience simple de contrôle de la phase par impulsions RF est présentée, consistant à créer des motifs de distribution spatiale de cette phase, en l'absence de propagation d'onde. Puis, des impulsions RF adaptées à l'ERM ont été générées : les images de phase obtenues ont été comparées avec celles acquises par ERM conventionnelle. Les propriétés viscoélastiques reconstruites dans les deux cas sont similaires, validant ainsi cette nouvelle méthode d'acquisitionMagnetic Resonance Elastography is a non-invasive imaging method enabling in vivo characterization of viscoelastic properties of biological tissues. The first part of this thesis deals with the comparison of viscoelastic properties obtained with MRE and with a high-frequency rheometer having a large excitation frequency range. This large frequency range enables common frequency range to MRE, unlike the comparisons usually performed in the literature. To perform MRE measurements, the excitation device and the MRE sequence were developed and an algorithm reconstructing the viscoelastic properties based on an inversion of Helmholtz equation was implemented and evaluated through simulation. The comparison between MRE/rheology was then performed, first on plastisol phantoms with different viscoelastic properties, and then on bovine liver samples. In both cases, results show a very good agreement between values obtained with MRE and those coming from rheology. The second part of this work presents a new acquisition method for MRE. Conventional MRE sequences use oscillating gradients to encode the wave propagation into the phase image. However, these gradients can restrict MRE applications, as their switching frequencies as well as maximal amplitude are limited. The new acquisition strategy we propose in this thesis encodes the wave propagation directly with RF pulses generated with Optimal Control Theory (OCT), in combination with a constant gradient. An initial experiment of phase control with RF pulses is presented, consisting in creating non-trivial spatial phase patterns in MRI phase images, in the absence of wave propagation. Then, RF pulses adapted to the MRE problem are generated with OCT and phase images obtained with these pulses are compared with conventional MRE acquisitions. Viscoelastic properties reconstructed from these two techniques are similar, validating thus this new acquisition method
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Li, Hongying. "Fiber tracking and fiber architecture description in cardiac DT-MRI". Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0125.
Abstract (sommario):
La connaissance de l’architecture tridimensionnelle (3D) des fibres est cruciale dans la compréhension de la fonction du cœur humain. L’imagerie par résonance magnétique du tenseur de diffusion (IRM-DT) est une technique permettant de mesurer la diffusion des molécules d’eau dans des tissus humains, et donc d’étudier de manière non-invasive l’architecture 3D des fibres du cœur humain. Dans l’IRM-TD cardiaque, la tractographie des fibres est essentielle pour représenter et visualiser l’architecture des fibres, mais souvent utilisée qualitativement comme une dernière étape qui consiste à visualiser sur l’écran l’architecture myocardique obtenue à partir des données IRM-TD. Cependant, cette visualisation qualitative n’est pas suffisante pour décrire de manière objective et complète l’architecture des fibres. L’objectif de cette thèse est de développer de nouvelles approches pour la tractographie et pour la description quantitative de l’architecture des fibres cardiaques du cœur humain en IRM-TD cardiaque. Les travaux de cette thèse se focalisent sur trois axes. Le premier est le développement d’un algorithme de tractographie probabiliste, qui prend en compte la corrélation spatiale des fibres pendant le suivi des fibres myocardiques. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode proposée est robuste au bruit. Les fibres produites sont plus régulières et plus lisses, et la configuration des fibres cardiaques est plus facile à observer. Le second axe concerne une nouvelle notion de dépliement de fibres pour décrire les fibres du cœur humain, qui sont souvent complexes dans l’espace 3D. L’idée est d’analyser cette architecture 3D dans un espace réduit à deux dimensions (2D), en utilisant une technique d’apprentissage de variété. L’approche de dépliement proposée permet la description quantitative de l’architecture 3D de fibres cardiaques dans un plan 2D. Les résultats montrent qu’il est beaucoup plus facile d’observer et d’étudier les caractéristiques des fibres cardiaques après les avoir dépliées, et qu’il semble exister des formes de fibres caractéristiques du cœur humain. Le dernier axe consiste en la fusion de fibres, qui est obtenue en moyennant les fibres selon une grille. Cette approche fournit des architectures de fibres simplifiée à différentes échelles, et permet de mieux mettre en évidence la configuration des fibres cardiaquesIt is important to study the cardiac fiber architecture in order to understand the heart function. Diffusion tensor MRI (DT-MRI) is the only noninvasive technique that allows studying cardiac fiber architecture in vivo. Tractography is essential in representing and visualizing cardiac fiber architecture in DT-MRI, but is often employed qualitatively. The motivation of this thesis is to develop technique for studying the cardiac fiber architecture from the fiber tracts provided by the tractography process in cardiac DT-MRI. Our goal is to develop tractography algorithm and approaches for the quantitative description of cardiac fiber architecture. My work is composed of three main axis. The first is the development of a probabilistic tractography algorithm, which takes fiber spatial correlation into accounts in tracing fibers. Experimental results show that the proposed method is meaningfully more robust to noise than the streamlining method, and produces more regular and smoother fibers, which enables cardiac fiber configurations to be more clearly observed. The second concerns a new framework, namely cardiac fiber unfolding, which is an isometric mapping. Our fiber unfolding framework allows the quantitative description of three dimensional cardiac fiber architecture in a two dimensional plan. Our experimental results show that fiber tract pattern can be observed much easier by unfolding them in a plane, and several cardiac fiber patterns were found. The last axis consists in merging fibers, which is achieved by averaging fibers according to a grid. This fiber merging approach provide simplified fiber architecture at different scale as output that highlights the cardiac fiber configuration
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Wang, Lihui. "Modélisation et simulation de l'IRM de diffusion des fibres myocardiques". Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00934414.
Abstract (sommario):
L'imagerie par résonance magnétique de diffusion (l'IRMd) est actuellement la seule technique non-invasive pour étudier l'architecture tridimensionnelle des fibres myocardiques du cœur humain à la fois ex vivo et in vivo. Cependant, il est difficile de savoir comment les caractéristiques de diffusion calculées à partir des images de diffusion reflètent les propriétés des microstructures du myocarde à cause de l'absence de la vérité-terrain sans parler de l'influence de divers facteurs tels que la résolution spatiale, le bruit et les artéfacts. L'objectif principal de cette thèse est donc de développer des simulateurs de l'IRM de diffusion basés sur des modèles réalistes afin de simuler, en intégrant différentes modalités d'imagerie, les images pondérées en diffusion des fibres myocardiques à la fois ex vivo et in vivo, et de proposer un outil générique permettant d'évaluer la qualité de l'imagerie et les algorithmes de traitement d'images. Pour atteindre cet objectif, le présent travail se focalise sur quatre parties principales. La première partie concerne la formulation de la théorie de simulation IRMd pour la génération d'images de diffusion et pour les applications sur les modèles simples de fibres cardiaques chez l'homme, et essaie de comprendre la relation sous-jacente entre les propriétés mesurées de la diffusion et les caractéristiques à la fois physiques et structurelles des fibres cardiaques. La seconde partie porte sur la simulation des images de résonance magnétique de diffusion à différentes échelles en s'appuyant sur des données du cœur humain issues de l'imagerie par lumière polarisée. En comparant les propriétés de diffusion à différentes échelles, la relation entre la variation de la microstructure et les propriétés de diffusion observée à l'échelle macroscopique est étudiée. La troisième partie consacre à l'analyse de l'influence des paramètres d'imagerie sur les propriétés de diffusion en utilisant une théorie de simulation améliorée. La dernière partie a pour objectif de modéliser la structure des fibres cardiaques in vivo et de simuler les images de diffusion correspondantes en combinant la structure des fibres cardiaques et le mouvement cardiaque connu a priori. Les simulateurs proposés nous fournissent un outil générique pour générer des images de diffusion simulées qui peuvent être utilisées pour évaluer les algorithmes de traitement d'images, pour optimiser le choix des paramètres d'IRM pour les fibres cardiaque aussi bien ex vivo que in vivo, et pour étudier la relation entre la structure de fibres microscopique et les propriétés de diffusion macroscopiques.
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Sun, Changyu. "Reconstruction et description des fonctions de distribution d'orientation en imagerie de diffusion à haute résolution angulaire". Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0119/document.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse porte sur la reconstruction et la description des fonctions de distribution d'orientation (ODF) en imagerie de diffusion à haute résolution angulaire (HARDI) telle que l’imagerie par q-ball (QBI). Dans ce domaine, la fonction de distribution d’orientation (ODF) en QBI est largement utilisée pour étudier le problème de configuration complexe des fibres. Toutefois, jusqu’à présent, l’évaluation des caractéristiques ou de la qualité des ODFs reste essentiellement visuelle et qualitative, bien que l’utilisation de quelques mesures objectives de qualité ait également été reportée dans la littérature, qui sont directement empruntées de la théorie classique de traitement du signal et de l’image. En même temps, l’utilisation appropriée de ces mesures pour la classification des configurations des fibres reste toujours un problème. D'autre part, le QBI a souvent besoin d'un nombre important d’acquisitions pour calculer avec précision les ODFs. Ainsi, la réduction du temps d’acquisition des données QBI est un véritable défi. Dans ce contexte, nous avons abordé les problèmes de comment reconstruire des ODFs de haute qualité et évaluer leurs caractéristiques. Nous avons proposé un nouveau paradigme permettant de décrire les caractéristiques des ODFs de manière plus quantitative. Il consiste à regarder un ODF comme un nuage général de points tridimensionnels (3D), projeter ce nuage de points 3D sur un plan angle-distance (ADM), construire une matrice angle-distance (ADMAT), et calculer des caractéristiques morphologiques de l'ODF telles que le rapport de longueurs, la séparabilité et l'incertitude. En particulier, une nouvelle métrique, appelé PEAM (PEAnut Metric) et qui est basée sur le calcul de l'écart des ODFs par rapport à l’ODF (représenté par une forme arachide) d’une seule fibre, a été proposée et utilisée pour classifier des configurations intravoxel des fibres. Plusieurs méthodes de reconstruction des ODFs ont également été comparées en utilisant les paramètres proposés. Les résultats ont montré que les caractéristiques du nuage de points 3D peuvent être évaluées d'une manière relativement complète et quantitative. En ce qui concerne la reconstruction de l'ODF de haute qualité avec des données réduites, nous avons proposé deux méthodes. La première est basée sur une interpolation par triangulation de Delaunay et sur des contraintes imposées à la fois dans l’espace-q et dans l'espace spatial. La deuxième méthode combine l’échantillonnage aléatoire des directions de gradient de diffusion, le compressed sensing, l’augmentation de la densité de ré-échantillonnage, et la reconstruction des signaux de diffusion manquants. Les résultats ont montré que les approches de reconstruction des signaux de diffusion manquants proposées nous permettent d'obtenir des ODFs précis à partir d’un nombre relativement faible de signaux de diffusionThis thesis concerns the reconstruction and description of orientation distribution functions (ODFs) in high angular resolution diffusion imaging (HARDI) such as q-ball imaging (QBI). QBI is used to analyze more accurately fiber structures (crossing, bending, fanning, etc.) in a voxel. In this field, the ODF reconstructed from QBI is widely used for resolving complex intravoxel fiber configuration problem. However, until now, the assessment of the characteristics or quality of ODFs remains mainly visual and qualitative, although the use of a few objective quality metrics is also reported that are directly borrowed from classical signal and image processing theory. At the same time, although some metrics such as generalized anisotropy (GA) and generalized fractional anisotropy (GFA) have been proposed for classifying intravoxel fiber configurations, the classification of the latters is still a problem. On the other hand, QBI often needs an important number of acquisitions (usually more than 60 directions) to compute accurately ODFs. So, reducing the quantity of QBI data (i.e. shortening acquisition time) while maintaining ODF quality is a real challenge. In this context, we have addressed the problems of how to reconstruct high-quality ODFs and assess their characteristics. We have proposed a new paradigm allowing describing the characteristics of ODFs more quantitatively. It consists of regarding an ODF as a general three-dimensional (3D) point cloud, projecting a 3D point cloud onto an angle-distance map (ADM), constructing an angle-distance matrix (ADMAT), and calculating morphological characteristics of the ODF such as length ratio, separability and uncertainty. In particular, a new metric, called PEAM (PEAnut Metric), which is based on computing the deviation of ODFs from a single fiber ODF represented by a peanut, was proposed and used to classify intravoxel fiber configurations. Several ODF reconstruction methods have also been compared using the proposed metrics. The results showed that the characteristics of 3D point clouds can be well assessed in a relatively complete and quantitative manner. Concerning the reconstruction of high-quality ODFs with reduced data, we have proposed two methods. The first method is based on interpolation by Delaunay triangulation and imposing constraints in both q-space and spatial space. The second method combines random gradient diffusion direction sampling, compressed sensing, resampling density increasing, and missing diffusion signal recovering. The results showed that the proposed missing diffusion signal recovering approaches enable us to obtain accurate ODFs with relatively fewer number of diffusion signals
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Song, Xin. "Path reconstruction in diffusion tensor magnetic resonance imaging". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694403.
Abstract (sommario):
The complicated underwater environment and the poor underwater vision make super-mini underwater cable robot hardly to be controlled. Traditionally, the manual control method by operators is adopted by this kind of robots. Unfortunately, the robots can hardly work normally in these practical circumstances. Therefore, to overcome these shortcomings and improve the abilities of these underwater cable robots, this paper proposes several improvements, including the system design, the motion controller design, three dimensional obstacle recognition and three dimensional path reconstruction technologies etc. The details are displayed as follow: (1) Super-mini underwater robot system design: several improvement schemes and important design ideas are investigated for the super-mini underwater robot.(2) Super-mini robot motion controller design: The motion controller design of underwater robot in complicated circumstance is investigated. A new adaptive neural network sliding mode controller with balanced parameter controller (ANNSMB) is proposed. Based on the theory of adaptive fuzzy sliding mode controller (AFSMC), an improved algorithm is also proposed and applied to the underwater robot. (3)Research of three dimensional underwater environment reconstructions: The algorithms and the experiments of underwater environment reconstructions are investigated. DT-MRI image processing algorithm and the theory of three dimensional obstacle reconstructions are adopted and improved for the application of the underwater robot. (4) The super-mini underwater robot path planning algorithms are investigated.
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Brzenczek, Cyril. "Modélisation multi-facteurs pour l’aide à la décision dans le traitement par chimiothérapie des tumeurs cérébrales de type gliome diffus de bas grade". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0095.
Abstract (sommario):
Le Gliome Diffus de Bas Grade (GDBG) est défini par l’OMS comme une tumeur primitive du système nerveux central et représente 15% de toutes les tumeurs gliales confondues. Un GDBG croît lentement, et finit inévitablement par se transformer en un gliome de grade III, bien plus agressif, qui mène finalement au décès du patient. Trois types de traitements sont disponibles : La chirurgie, la chimiothérapie et la radiothérapie. Aujourd’hui, les médianes de survie rapportées dans les études sont de 10 à 15 ans. Malheureusement, le pronostic du GDBG est très variable, l’écart-type de la survie totale étant élevé, et certains patients ne survivant que quelques années. Dans le cadre de la prise en charge du GDBG au CHRU de Nancy, la chimiothérapie est un des traitements les plus utilisés et on observe des réponses très variables tant en intensités, qu’en durées ainsi qu’en terme de profils de réponses. C’est dans ce contexte que se situe le travail de thèse. Il concerne l’étude de la réponse à la chimiothérapie et consiste à développer des outils d’aide à la décision pour le neuro-oncologue dans le suivi des patients. La première partie de mon travail de thèse se concentre donc sur le choix de la méthode de volumétrie. On peut ensuite caractériser la courbe de réponse volumique selon l’intensité de réponse. La seconde partie de ce travail concerne la modélisation de la réponse à l’aide de techniques d’apprentissage statistique. De nombreuses variables explicatives (épidémiologiques, génétiques sont à prendre en compte dans cette étude, dont une nouvelle variable nommée ESVR, qui est une mesure permettant de quantifier le phénotype infiltrant des GDBG. Les méthodes d’analyse factorielle et de machine learning permettent dans un premier temps de définir les variables qui portent le plus d’information. Les analyses exploratoires des données révèlent une redondance de l’information parmi certains facteurs génétiques et épidémiologiques. Les modèles montrent une plus grande influence des variables quantitatives sur la réponse à la chimiothérapie, comparé aux variables qualitatives. Une discussion sera menée sur l’importance des variables utilisées dans la prédiction de la réponse à la chimiothérapie. La finalité de la thèse est de produire un ensemble de règles qui permettront aux cliniciens d’anticiper, avant l’administration du traitement, son effet sur le volume tumoral ce qui permettra un choix de stratégie thérapeutique plus éclairé qu’aujourd’huiDiffuse Low-Grade Glioma (DLGG) is defined by the WHO as a primary tumour of the central nervous system and represents 15% of all glial tumours combined. A DLGG grows slowly, and inevitably evolve into a much more aggressive (grade III) glioma, which eventually leads to the death of the patient. Three types of treatment are available: surgery, chemotherapy and radiotherapy. Today, the median survival rates reported in studies varies from 10 to 15 years. Unfortunately, the prognosis for DLGG is highly variable, with a high standard deviation of total survival, and some patients are surviving only a few years. Within the framework of DLGG management at Nancy University Hospital, chemotherapy is one of the most widely used treatments and there are very variable responses in terms of intensity, duration and response profiles. The thesis work is located in this context. It concerns the study of the response to chemotherapy and consists in developing decision-making tools for the neuro-oncologist in the follow-up of patients. The first part of this thesis work therefore focuses on the choice of the volumetric method. The volume response curve can then be characterised in terms of response intensity. The second part of this work concerns response modelling using statistical learning techniques. Many explanatory variables (epidemiological, genetic) are under study. A new variable called ESVR, which is an original measure allowing us to quantify the infiltrating DLGG phenotype, will also be used. The factorial analysis and machine learning methods initially make possible to define the variables that provide the most information. Exploratory analyses of the data reveal a redundancy of information among certain genetic and epidemiological factors. The models show a greater influence of quantitative variables on the response to chemotherapy compared to qualitative variables. A discussion is finally produced on the importance of the variables used in the prediction of the response to chemotherapy. The aim of this thesis is to produce a set of rules which will enable clinicians to anticipate, before administering the treatment, its effect on tumour volume, which will allow a more advised choice of therapeutic strategy than possible nowadays
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Ponchel, Amélie. "Fatigue post-accident vasculaire cérébral : facteurs associés et impact des troubles cognitifs et émotionnels". Thesis, Lille 2, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL2S049/document.
Abstract (sommario):
La fatigue post-accident vasculaire cérébral (FPAVC) est fréquente et invalidante. Pour autant, elle reste à ce jour un phénomène mal connu et reconnu. Dans ce travail de thèse, nous avons réalisé une synthèse exhaustive de la littérature scientifique sur les facteurs associés à la FPAVC. Il en ressort qu’elle est fréquemment reliée aux symptômes dépressifs et anxieux mais que ses mécanismes physiopathologiques sont encore peu compris. Nous avons conduit une étude de la FPAVC sur 153 patients de la cohorte hospitalière STROKDEM (NCT01330160) ayant été suivis 6 mois après leur AVC ischémique. Dans une première étude, nous avons montré que la FPAVC n’était pas un effet secondaire des médicaments utilisés par les patients à la sortie de l’hôpital et à 6 mois. Elle reflèterait plutôt la présence de troubles fréquemment observés après un AVC comme la dépression, l’anxiété et les troubles du sommeil. Dans une deuxième étude, nous avons mis au jour une association forte entre FPAVC et plaintes cognitives subjectives des patients qui contrastait avec l’absence d’association avec les performances cognitives objectives lors de l’évaluation neuropsychologique, quel que soit le domaine cognitif considéré. Dans une troisième étude, nous avons exploré les mécanismes neuronaux sous-jacents à la FPAVC. Avec une analyse exploratoire et sans a priori, nous n’avons pas montré de différence de connectivité fonctionnelle au repos entre les patients avec ou sans FPAVC. L’ensemble de ces données nous apporte des éléments permettant d’avancer dans la compréhension du phénomène complexe qu’est la FPAVCPost-stroke fatigue (PSF) is frequent and debilitating. However, PSF is up to date a poorly understood and unrecognized phenomenon. In this thesis, we have done an exhaustive synthesis of scientific literature on factors associated with PSF. It indicates that PSF is frequently related with depressive and anxious symptoms but there is a lack of understanding of its physiopathological mechanisms. We conducted a study of PSF on 153 patients from the hospital-based cohort study STROKDEM (NCT01330160), followed-up for 6 months after an ischemic stroke. In a first study, we have shown that PSF was not a side effect of drugs use. PSF more reflects presence of disturbances frequently observed after stroke such as depression, anxiety, or sleep disturbances. In a second study, we have observed a strong association between PSF and subjective cognitive complaints that contrasted with the absence of association with objective cognitive performances during the neuropsychological evaluation, regardless of the considered cognitive domain. In a third study, we explored neuronal mechanisms underlying PSF. With an exploratory analysis, without a priori, we did not demonstrate any difference in functional connectivity at rest between patients with or without PSF. As a whole, these data give us pieces to progress in the understanding of the complex phenomenon named PSF
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Xu, Yanli. "Une mesure de non-stationnarité générale : Application en traitement d'images et du signaux biomédicaux". Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0090/document.
Abstract (sommario):
La variation des intensités est souvent exploitée comme une propriété importante du signal ou de l’image par les algorithmes de traitement. La grandeur permettant de représenter et de quantifier cette variation d’intensité est appelée une « mesure de changement », qui est couramment employée dans les méthodes de détection de ruptures d’un signal, dans la détection des contours d’une image, dans les modèles de segmentation basés sur les contours, et dans des méthodes de lissage d’images avec préservation de discontinuités. Dans le traitement des images et signaux biomédicaux, les mesures de changement existantes fournissent des résultats peu précis lorsque le signal ou l’image présentent un fort niveau de bruit ou un fort caractère aléatoire, ce qui conduit à des artefacts indésirables dans le résultat des méthodes basées sur la mesure de changement. D’autre part, de nouvelles techniques d'imagerie médicale produisent de nouveaux types de données dites à valeurs multiples, qui nécessitent le développement de mesures de changement adaptées. Mesurer le changement dans des données de tenseur pose alors de nouveaux problèmes. Dans ce contexte, une mesure de changement, appelée « mesure de non-stationnarité (NSM) », est améliorée et étendue pour permettre de mesurer la non-stationnarité de signaux multidimensionnels quelconques (scalaire, vectoriel, tensoriel) par rapport à un paramètre statistique, et en fait ainsi une mesure générique et robuste. Une méthode de détection de changements basée sur la NSM et une méthode de détection de contours basée sur la NSM sont respectivement proposées et appliquées aux signaux ECG et EEG, ainsi qu’a des images cardiaques pondérées en diffusion (DW). Les résultats expérimentaux montrent que les méthodes de détection basées sur la NSM permettent de fournir la position précise des points de changement et des contours des structures tout en réduisant efficacement les fausses détections. Un modèle de contour actif géométrique basé sur la NSM (NSM-GAC) est proposé et appliqué pour segmenter des images échographiques de la carotide. Les résultats de segmentation montrent que le modèle NSM-GAC permet d’obtenir de meilleurs résultats comparativement aux outils existants avec moins d'itérations et de temps de calcul, et de réduire les faux contours et les ponts. Enfin, et plus important encore, une nouvelle approche de lissage préservant les caractéristiques locales, appelée filtrage adaptatif de non-stationnarité (NAF), est proposée et appliquée pour améliorer les images DW cardiaques. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode proposée peut atteindre un meilleur compromis entre le lissage des régions homogènes et la préservation des caractéristiques désirées telles que les bords ou frontières, ce qui conduit à des champs de tenseurs plus homogènes et par conséquent à des fibres cardiaques reconstruites plus cohérentesThe intensity variation is often used in signal or image processing algorithms after being quantified by a measurement method. The method for measuring and quantifying the intensity variation is called a « change measure », which is commonly used in methods for signal change detection, image edge detection, edge-based segmentation models, feature-preserving smoothing, etc. In these methods, the « change measure » plays such an important role that their performances are greatly affected by the result of the measurement of changes. The existing « change measures » may provide inaccurate information on changes, while processing biomedical images or signals, due to the high noise level or the strong randomness of the signals. This leads to various undesirable phenomena in the results of such methods. On the other hand, new medical imaging techniques bring out new data types and require new change measures. How to robustly measure changes in theos tensor-valued data becomes a new problem in image and signal processing. In this context, a « change measure », called the Non-Stationarity Measure (NSM), is improved and extended to become a general and robust « change measure » able to quantify changes existing in multidimensional data of different types, regarding different statistical parameters. A NSM-based change detection method and a NSM-based edge detection method are proposed and respectively applied to detect changes in ECG and EEG signals, and to detect edges in the cardiac diffusion weighted (DW) images. Experimental results show that the NSM-based detection methods can provide more accurate positions of change points and edges and can effectively reduce false detections. A NSM-based geometric active contour (NSM-GAC) model is proposed and applied to segment the ultrasound images of the carotid. Experimental results show that the NSM-GAC model provides better segmentation results with less iterations that comparative methods and can reduce false contours and leakages. Last and more important, a new feature-preserving smoothing approach called « Nonstationarity adaptive filtering (NAF) » is proposed and applied to enhance human cardiac DW images. Experimental results show that the proposed method achieves a better compromise between the smoothness of the homogeneous regions and the preservation of desirable features such as boundaries, thus leading to homogeneously consistent tensor fields and consequently a more reconstruction of the coherent fibers
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Wang, Lihui. "Modélisation et simulation de l’IRM de diffusion des fibres myocardiques". Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0004/document.
Abstract (sommario):
L’imagerie par résonance magnétique de diffusion (l’IRMd) est actuellement la seule technique non-invasive pour étudier l’architecture tridimensionnelle des fibres myocardiques du cœur humain à la fois ex vivo et in vivo. Cependant, il est difficile de savoir comment les caractéristiques de diffusion calculées à partir des images de diffusion reflètent les propriétés des microstructures du myocarde à cause de l’absence de la vérité-terrain sans parler de l’influence de divers facteurs tels que la résolution spatiale, le bruit et les artéfacts. L'objectif principal de cette thèse est donc de développer des simulateurs de l’IRM de diffusion basés sur des modèles réalistes afin de simuler, en intégrant différentes modalités d'imagerie, les images pondérées en diffusion des fibres myocardiques à la fois ex vivo et in vivo, et de proposer un outil générique permettant d’évaluer la qualité de l’imagerie et les algorithmes de traitement d’images. Pour atteindre cet objectif, le présent travail se focalise sur quatre parties principales. La première partie concerne la formulation de la théorie de simulation IRMd pour la génération d’images de diffusion et pour les applications sur les modèles simples de fibres cardiaques chez l’homme, et essaie de comprendre la relation sous-jacente entre les propriétés mesurées de la diffusion et les caractéristiques à la fois physiques et structurelles des fibres cardiaques. La seconde partie porte sur la simulation des images de résonance magnétique de diffusion à différentes échelles en s’appuyant sur des données du cœur humain issues de l'imagerie par lumière polarisée. En comparant les propriétés de diffusion à différentes échelles, la relation entre la variation de la microstructure et les propriétés de diffusion observée à l'échelle macroscopique est étudiée. La troisième partie consacre à l’analyse de l'influence des paramètres d'imagerie sur les propriétés de diffusion en utilisant une théorie de simulation améliorée. La dernière partie a pour objectif de modéliser la structure des fibres cardiaques in vivo et de simuler les images de diffusion correspondantes en combinant la structure des fibres cardiaques et le mouvement cardiaque connu a priori. Les simulateurs proposés nous fournissent un outil générique pour générer des images de diffusion simulées qui peuvent être utilisées pour évaluer les algorithmes de traitement d’images, pour optimiser le choix des paramètres d’IRM pour les fibres cardiaque aussi bien ex vivo que in vivo, et pour étudier la relation entre la structure de fibres microscopique et les propriétés de diffusion macroscopiquesDiffusion magnetic resonance imaging (dMRI) appears currently as the unique imaging modality to investigate noninvasively both ex vivo and in vivo three-dimensional fiber architectures of the human heart. However, it is difficult to know how well the diffusion characteristics calculated from diffusion images reflect the microstructure properties of the myocardium since there is no ground-truth information available and add to that the influence of various factors such as spatial resolution, noise and artifacts, etc. The main objective of this thesis is then to develop realistic model-based dMRI simulators to simulate diffusion-weighted images for both ex vivo and in vivo cardiac fibers by integrating different imaging modalities, and propose a generic tool for the evaluation of imaging quality and image processing algorithms. To achieve this, the present work focuses on four parts. The first part concerns the formulation of basic dMRI simulation theory for diffusion image generation and subsequent applications on simple cardiac fiber models, and tries to elucidate the underlying relationship between the measured diffusion anisotropic properties and the cardiac fiber characteristics, including both physical and structural ones. The second part addresses the simulation of diffusion magnetic resonance images at multiple scales based on the polarized light imaging data of the human heart. Through both qualitative and quantitative comparison between diffusion properties at different simulation scales, the relationship between the microstructure variation and the diffusion properties observed at macroscopic scales is investigated. The third part deals with studying the influence of imaging parameters on diffusion image properties by means of the improved simulation theory. The last part puts the emphasis on the modeling of in vivo cardiac fiber structures and the simulation of the corresponding diffusion images by combining the cardiac fiber structure and the a priori known heart motion. The proposed simulators provide us a generic tool for generating the simulated diffusion images that can be used for evaluating image processing algorithms, optimizing the choice of MRI parameters in both ex vivo and in vivo cardiac fiber imaging, and investigating the relationship between microscopic fiber structure and macroscopic diffusion properties
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Huang, Jianping. "Etude de l’imagerie de tenseur de diffusion en utilisant l’acquisition comprimée". Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0136/document.
Abstract (sommario):
L’étude de la structure microscopique des fibres du coeur offre une nouvelle approche pour expliquer les maladies du coeur et pour trouver des moyens de thérapie efficaces. L’imagerie de tenseur de diffusion par résonance magnétique (DTMR) ou l’imagerie de tenseur de diffusion (DTI) fournit actuellement un outil unique pour étudier les structures tridimensionnelles (3D) de fibres cardiaques in vivo. Cependant, DTI est connu pour souffrir des temps d'acquisition longs, ce qui limite considérablement son application pratique et clinique. Les méthodes traditionnelles pour l’acquisition et la reconstruction de l’image ne peuvent pas résoudre ce problème. La motivation principale de cette thèse est alors d’étudier des techniques d'imagerie rapide en reconstruisant des images de haute qualité à partir des données fortement sous-échantillonnées. La méthode adoptée est basée sur la nouvelle théorie de l’acquisition comprimée (CS). Plus précisément, nous étudions l’utilisation de la théorie de CS pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et DTI cardiaque. Tout d'abord, nous formulons la reconstruction de l’image par résonance magnétique (MR) comme un problème d'optimisation avec les contraintes de trames ajustées guidées par les données (TF) et de variation totale généralisée (TGV) dans le cadre de CS, dans lequel, le TF guidé par les données est utilisé pour apprendre de manière adaptative un ensemble de filtres à partir des données fortement sous-échantillonné afin d’obtenir une meilleure approximation parcimonieuse des images, et le TGV est dédié à régulariser de façon adaptative les régions d'image et à réduire ainsi les effets d'escalier. Ensuite, nous proposons une nouvelle méthode CS qui emploie conjointement la parcimonie et la déficience de rang pour reconstruire des images de DTMR cardiaques à partir des données de l'espace k fortement sous-échantillonnées. Puis, toujours dans le cadre de la théorie CS, nous introduisons la contrainte de rang faible et la régularisation de variation totale (TV) dans la formulation de la reconstruction par CS. Deux régularisations TV sont considérées: TV locale (i.e. TV classique) et TV non locale (NLTV). Enfin, nous proposons deux schémas de sous-échantillonnage radial aléatoire (angle d’or et angle aléatoire) et une méthode d’optimisation avec la contrainte de faible rang et la régularisation TV pour traiter des données espace k fortement sous-échantillonnées en DTI cardiaque. Enfin, nous comparons nos méthodes avec des stratégies existantes de sous-échantillonnage radial telles que l’angle uniforme, l’angle uniforme perturbé aléatoirement, l’angle d’or et l’angle aléatoireThe investigation of the micro fiber structures of the heart provides a new approach to explaining heart disease and investigating effective therapy means. Diffusion tensor magnetic resonance (DTMR) imaging or diffusion tensor imaging (DTI) currently provides a unique tool to image the three-dimensional (3D) fiber structures of the heart in vivo. However, DTI is known to suffer from long acquisition time, which greatly limits its practical and clinical use. Classical acquisition and reconstruction methods do not allow coping with the problem. The main motivation of this thesis is then to investigae fast imaging techniques by reconstructing high-quality images from highly undersampled data. The methodology adopted is based on the recent theory of compressed sensing (CS). More precisely, we address the use of CS for magnetic resonance imaging (MRI) and cardiac DTI. First, we formulate the magnetic resonance (MR) image reconstruction as a problem of optimization with data-driven tight frame (TF) and total generalized variation (TGV) constraints in the framework of CS, in which the data-driven TF is used to adaptively learn a set of filters from the highly under-sampled data itself to provide a better sparse approximation of images and the TGV is devoted to regularizing adaptively image regions and thus supprressing staircase effects. Second, we propose a new CS method that employs joint sparsity and rank deficiency prior to reconstruct cardiac DTMR images from highly undersampled k-space data. Then, always in the framework of CS theory, we introduce low rank constraint and total variation (TV) regularizations in the CS reconstruction formulation, to reconstruct cardiac DTI images from highly undersampled k-space data. Two TV regularizations are considered: local TV (i.e. classical TV) and nonlocal TV (NLTV). Finally, we propose two randomly perturbed radial undersampling schemes (golden-angle and random angle) and the optimization with low rank constraint and TV regularizations to deal with highly undersampled k-space acquisitons in cardiac DTI, and compare the proposed CS-based DTI with existing radial undersampling strategies such as uniformity-angle, randomly perturbed uniformity-angle, golden-angle, and random angle
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Blondiaux, Eléonore. "Détection cellulaire en imagerie cardiaque par résonance magnétique". Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112054.
Abstract (sommario):
Objectifs : Les thérapies régénératives cardiaques ont connu un essor considérable au cours des 10 dernières années. Malgré des effets positifs démontrés chez l’animal, les bénéfices cliniques obtenus chez l’homme sont encore relativement modestes. L’objectif de ce travail a été de mieux comprendre les facteurs liés à l’implantation des cellules souches grâce aux techniques de détection cellulaire en imagerie par résonance magnétique (IRM), afin d’optimiser la thérapie cellulaire cardiaque.Matériel et méthodes : Un protocole de détection cellulaire en IRM cardiaque in vivo ainsi qu’une méthode de détection des microvaisseaux en IRM cardiaque ex vivo haute résolution avec des séquences Susceptibility Weighted Imaging (SWI) ont été développés, puis mis en application pour l’étude de la vectorisation de progéniteurs des cellules endothéliales marqués magnétiquement par des nanoparticules d’oxyde de Fer et injectés par voie intraveineuse, ainsi que pour l’évaluation de l’intégration et de l’efficacité de cellules souches mésenchymateuses administrées via des patchs de fibrine cellularisés chez des rats adultes indemnes de toute pathologie (un groupe contrôle vs un groupe infarctus via ligature définitive de l’artère interventriculaire antérieure).Résultats : Après injection intraveineuse et malgré la vectorisation magnétique (n=16 rats), l’imagerie de détection cellulaire a montré qu’aucune cellule n’était implantée dans le myocarde et que les paramètres fonctionnels cardiaques n’étaient pas améliorés. Avec les patchs cellularisés (n=37 rats), la fraction d’éjection ventriculaire gauche (FEVG) était améliorée dans les groupes de patchs cellularisés par rapport aux groupes contrôles. La densité microvasculaire était augmentée dans la zone infarcie et peri-infarcie dans les groupes cellularisés par rapport aux groupes contrôles, à la fois en immunohistochimie et en IRM sur les séquences SWI. L’IRM a montré l’absence de migration des cellules dans le myocarde à partir du patch, confirmé en immunohistochimie. La persistance de cellules dans la zone d’implantation du patch à la surface épicardique à J21 post greffe et l’étude en cytométrie en flux des cytokines et facteurs de croissance produits par les cellules souches plaident pour une efficacité de la thérapie cellulaire en rapport avec la sécrétion de facteurs paracrines par les cellules souches.Conclusion : L’imagerie de susceptibilité magnétique permet d’une part d’étudier les vaisseaux myocardiques sur des séquences pondérées en SWI ex vivo et d’autre part d’évaluer l’implantation des cellules souches sur des séquences en écho de gradient T2* in vivo. Ces techniques ont permis de mieux caractériser le mode d’action des patchs cardiaques en tant que réservoir de facteurs paracrines pour le traitement de l’insuffisance cardiaque dans un modèle murin. Ces résultats confirment l’intérêt fort à développer et optimiser l’utilisation de biomatériaux intelligents délivrant spécifiquement des molécules d’intérêt comme les cytokines ou les facteurs de croissance et permettant ainsi de contourner les contraintes immunogènes et tératogènes liés aux cellules souchesObjectives: Cardiac regenerative therapies have grown considerably over the past 10 years. Despite positive effects demonstrated in animals, the clinical benefits obtained in humans are still relatively modest. The objective of this work was to better understand the factors associated with implantation of stem cells through the cell detection techniques in magnetic resonance imaging (MRI) and to improve cardiac stem cell therapy in a murine model of myocardial infarction.Materials and methods: A protocol for cell detection with gradient echo T2* sequences in cardiac MRI in vivo and a method for detection of microvessels in cardiac MRI ex vivo with high resolution Susceptibility Weighted Imaging sequences (SWI) were developed and implemented for the study of vectorization of intravenously injected endothelial progenitors cells (EPC) and the integration and evaluation of the impact of mesenchymal stem cells (MSC) administered via cellularized fibrin patches. A permanent ligation of the left anterior coronary artery was performed in adult rats. The stem cells were magnetically labeled with iron oxide nanoparticles by endocytosis.Results: Cell detection imaging showed no cell implantation in the myocardium and no improvement in cardiac functional parameters after intravenous injection of EPC, despite the aid of magnetic vectorization (n = 16 rats). With a local administration of MSC via cardiac patches (n = 37 rats), the left ventricular ejection fraction (LVEF) was improved in cellularized patches groups compared to controls. Microvascular density was increased in the infarcted and peri – infarcted areas in cellularized patches groups compared to controls in immunohistochemistry and in MRI on SWI sequences. The MRI showed no migration of cells into the myocardium from the patch, as confirmed by immunohistochemistry and Perls staining. The persistence of MSCs on the epicardial surface at D21 after implantation and flow cytometry profiling of cytokines and growth factors produced by MSC argue for cell therapy effectiveness related to the secretion of paracrine factors by stem cells.Conclusion: Susceptibility imaging allows: (1) to study myocardial vessels on SWI sequences ex vivo and (2) to assess the implementation of stem cells on gradient echo sequences T2 * in vivo. These techniques have shown that cardiac patches act as a reservoir of soluble mediators which paracrinally target the angiogenesis in the treatment of heart failure in a murine model. This is in favor of a move towards “cell free” biomaterials containing only molecules of interest such as cytokines or growth factors to circumvent immunogenic and teratogenic constraints related to the use of stem cells
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Dinet, Bernard. "Anesthésie de l'enfant par Methohexital pour l'examen IRM : [Imagerie par résonance magnétique]". Bordeaux 2, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR25253.
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Galanaud, Damien. "Exploration des tumeurs cérébrales par IRM multimodalitaire". Aix-Marseille 2, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX20688.
Abstract (sommario):
121 tumeurs cérébrales d'histologies variées (gliomes, lymphomes, métastases) ont été étudiées de façon prospective pour déterminer l'apport potentiel d'une approche RMN multimodalitaire combinant imagerie conventionnelle, spectrométrie par résonance magnétique (SRM) à écho court (20 ms) et à écho long (135 ms), imagerie de diffusion et de transfert d'aimantation pour le diagnostic différentiel de ces lésions. Les données ont été analysées dans un premier temps de façon univariée afin de déterminer les paramètres différents entre les groupes. Ceux-ci ont alors été utilisés dans plusieurs analyses multivariées, en utilisant des analyses en composantes principales (ACP) et des analyses discriminantes. Les métastases et les gliomatoses cérébrales sont nettement séparées des autres tumeurs sur l'ACP utilisant uniquement les données de SRM. L'analyse discriminante pratiquée sur le groupe des tumeurs prenant fortement le contraste en utilisant les données IRM et SRM classe correctement 91% des tumeurs contre 67% pour la SRM utilisée seule. L'analyse discriminante réalisée sur le groupe des tumeurs prenant peu ou ne prenant pas le contraste permet de classer correctement 87% des patients en combinant IRM et SRM contre 80% en utilisant la SRM seule. Les données fournies par la SRM sont donc complémentaires de celles de l'IRM, et la combinaison de ces 2 méthodes a donc une meilleure rentabilité diagnostique que chacune prise séparément121 intracranial tumors of various histologies (gliomas, lymphomas, metastases) were prospectively studied to determine the potential added value of a multimodal NMR approach combining conventional imaging, magnetic resonance spectrometry (MRS) at short (20 ms) and long (135 ms) echo time, diffusion and magnetization transfer imaging for the differential diagnosis of these lesions. In a first step, an univariate analysis of the data was performed to determine the parameters significantly different between groups. These parameters were secondarily used in multivariate analysis, performed using principal component (PCA) and discriminant analysis. PCA using only MRS data clearly separates gliomatosis cerebri and metastases from all other tumor types. Discriminant analysis performed using a combination of MRI and MRS data on strongly enhancing tumors correctly classifies 91% of the lesions as compared to 67% when this study is performed on MRS data only. Discriminant analysis performed on non and moderately contrast enhancing tumors correctly classifies 87% of the lesions as compared to 80% when this study is performed on MRS data only. The information provided by MRS is thus complementary to the one provided by MRI, and the combination of these two modalities has a better diagnostic value than each one taken separately
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Chipon, Emilie. "IRM fonctionnelle quantitative appliquée à la vasoréacivité cérébrale". Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10003.
Abstract (sommario):
En neurosciences et en médecine, l'imagerie fonctionnelle de la perfusion cérébrale permet de caractériser les variations régionales du couplage neurovasculaire et de la vasoréactivité aux gaz circulants. Grâce à l'IRM par marquage des spins artériels (ASL), il est possible de mesurer la perfusion de façon quantitative, dynamique et reproductible sans injection de produit de contraste. Ce travail méthodologique a consisté à mettre en place et optimiser une séquence IRM de quantification de la perfusion par ASL pour étudier la vasoréactivité cérébrale. Pour disposer d'une mesure quantitative avec une sensibilité maximale, des simulations numériques et des expériences sur sujets sains ont permis d'optimiser : l'amplitude des impulsions RF, en prenant en compte l'hétérogénéité du champ B1 ; les délais des impulsions d'inversion pour supprimer le signal statique ; la position de la zone de marquage par rapport au champ de transmission du résonateur RF ; l'espacement minimal entre la zone de marquage et la région d'intérêt ; la durée de bolus et le temps d'attente avant l'acquisition. Une méthode originale de caractérisation rapide du bolus de sang marqué en début de chaque expérience a été développée pour permettre un paramétrage optimal de la séquence pour chaque sujet. Ces méthodes ont été utilisées pour caractériser les effets de l'inhalation de mélanges d'oxygène et de carbogène à teneur variable en CO2 sur la perfusion cérébrale chez des sujets sains. En parallèle, les mêmes méthodes de perfusion sont utilisées dans une étude qui vise à caractériser la vasoréactivité cérébrale dans la maladie d'AlzheimerIn neurosciences and medicine, functional imaging of brain perfusion is a mean to characterize regional variations of neuro-vascular coupling and alterations of the vasoreactivity to circulating gases in patients. Arterial Spin Labeling (ASL) is an MRI method which provides a quantitative and reproductible measure of brain perfusion and its dynamical changes, without the need for injection of contrast agents. This thesis presents the implementation of an MRI sequence for the quantification of cerebral blood flow by ASL and its optimization for the study of cerebral vasoreactivity. To obtain a quantitative measure with maximal sensitivity, numerical simulations and experiments on healthy subjects have allowed to optimize: the amplitude of RF pulses, the inversion pulse delays to suppress static signal, the limits of the position of the tagging band with respect to the RF resonator, the minimal allowable gap between tagging band and region of interest, the bolus duration and delay time before acquisition. An original method to rapidly caracterize the bolus of labeled blood in each session has been developed to provide an optimal parametrization of the sequence for each subject. These methods have been used to characterize the effects of inhalation of oxygen and carbogen mixtures with varying CO2 concentrations on perfusion in healthy subjects. In parallel, the same perfusion methods are used in a study to characterize cerebral vasoreactivity in Alzheimer's Disease patients
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Didon, Jean-Philippe. "Recalage d'images cérébrales en IRM : application à la pathologie tumorale et vasculaire". Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD867.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse, a consisté en la mise au point d'une méthode de recalage tridimensionnel monomodalité d'images d'IRM. La première partie de ce rapport est une étude bibliographique concernant les principes de base de l'IRM. On y parlera aussi des différentes techniques de mise en correspondance et de diminution du temps de calcul. La deuxième partie est plus axée vers la pratique. Tout d'abord, on teste un processus de réduction de la quantité de données à traiter : les projections. Une méthode de mise en correspondance 3D rapide utilisant ces projections d'images est évaluée. La précision estimée est d'environ +/-2 degrés en rotation, +/-2mm en translation, le temps de calcul est inférieur à 10 minutes pour des images 256x256 (2 sets de 200 coupes de voxels de dimensions isotropes (1mm), sur une machine HP 712/80 à processeur RISC et 64 MO de RAM). On applique ensuite ce processus à des données réelles issues de patients avant et après traitement. Une étude de faisabilité de recalage a priori utilisant les possibilités du plan de Fourier est enfin présentée. Nous concluons sur la viabilité de cette méthode et éventuellement sur son application à des processus de recalage, non plus a posteriori, mais contemporains de l'acquisition des coupes d'IRM.
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Germond, Laurence. "Trois principes de coopération pour la segmentation en imagerie de résonnance magnétique cérébrale". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004835.
Abstract (sommario):
Le travail présenté dans ce document a pour but la mise en oeuvre d'un système de segmentation d'Images de Résonance Magnétique (IRM) cérébrales qui permette de tirer parti de plusieurs approches complémentaires en réponse à la complexité du problème posé. Face à la diversité des approches existant pour la segmentation (classification, modèles déformables,...) nous montrons que l'on peut définir un cadre de travail commun qui permette la mise en oeuvre de coopération entre des approches hétérogènes. Le cadre méthodologique que nous avons défini s'articule autour des notions d'apprentissage et d'adaptativité. L'apprentissage permet d'introduire des connaissances a priori, explicites, sur le contexte de travail sous la forme d'un modèle statistique déformable du contour du cerveau. L'information qui en résulte est exploitée pour spécialiser localement des agents de segmentation, ce qui confère au système son adaptativité. Nous avons mis en oeuvre trois grands principes de coopération pour réaliser la combinaison d'informations : (i) coopération par initialisation, qui exploite le résultat d'une méthode pour initialiser une seconde méthode, (ii) coopération par fusion d'informations, qui permet de tirer parti de la fusion de plusieurs sources d'informations complémentaires pour guider une phase de traitement, (iii)coopération par rétroaction, qui permet de revenir sur le processus complet de segmentation pour l'affiner ou encore pour transmettre des informations entre images. L'ensemble du travail a été validé sur des images synthétiques fournies par le Montreal Neurological Institute et illustré sur un ensemble d'images réelles.
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Madec, Sylvain. "Reconnaissance des lettres : contributions expérimentales en potentiels évoqués et imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle". Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4748.
Abstract (sommario):
Cette thèse porte sur les processus de perception visuelle impliqués dans la reconnaissance des lettres. L’Étude 1 vise à déterminer la fenêtre temporelle à partir de laquelle les lettres sont discriminées. Nos résultats démontrent, en établissant un lien entre potentiels évoqués (PEs) et indices comportementaux, des effets apparaissant vers 100 ms et 220 ms au niveau d’électrodes occipitales droites, que nous lions à des traitements visuels, et un effet apparaissant aux alentours de 170 ms au niveau d’électrodes fronto-centrales, que nous lions à la possible récupération du nom des lettres. L’Étude 2 vise à déterminer jusqu’à quand, lors du processus de reconnaissance des lettres, trouve-t-on des influences de traitements de nature visuelle? Nous comparons les PEs de lettres nominalement similaires, mais visuellement dissimilaires (variant selon la casse), et nos résultats indiquent des influences visuelles toujours à l’œuvre aux alentours de 300 ms. L’Étude 3 vise à mettre en évidence les aires cérébrales impliquées dans la récupération du nom des lettres, révélées en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), mais également les effets induits par cette récupération sur les PEs. Nous utilisons un paradigme d’apprentissage de symboles inconnus, durant lequel nous induisons une gradation dans la capacité des participants à pouvoir récupérer le nom des symboles. Cette gradation est alors utilisée comme marqueur de récupération du nom des symboles au niveau des PEs et des images fonctionnelles. Nous démontrons une covariation avec la gradation induite aux alentours de 200 ms sur les PEs, et au niveau du gyrus fusiforme et d’aires temporales gauches en IRMfThe aim of this thesis is to investigate visual perception processes involved in recognizing letters. Study 1 aims at determining the time window during which letters are discriminated. Our results linking event-related potentials (ERPs) and behavioral measures, indicate effects occurring around 100 ms and 220 ms on right occipital electrodes as reflecting visual processing, while we assume that an effect occurring around 170 ms on fronto-central electrodes might be functionally linked to the retrieval of letter names.Study 2 aims at determining until when, along the process of letter recognition, influences of visual processing are observed. We compare ERPs associated with nominally similar but visually dissimilar letters (by varying the case of presentation), and our results indicate that visual influences are still active until around 300 ms. Study 3 aims at highlighting both the brain areas involved in the retrieval of letter names, as revealed by functional magnetic resonance imaging (fMRI), and the effects induced by this retrieval on ERPs. We use a learning paradigm of unknown visual symbols, in which we induce a gradation in the ability of participants to retrieve the name of these symbols. The gradation is used as a marker of the retrieval of the symbols’ names, both on ERPs and fMRI. We demonstrate that the induced gradation co-varies with ERPs at around 200 ms, and with fMRI signals on left fusiform gyrus and left temporal areas
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Baciu, Monica. "Spécialisation hémisphérique de processus cognitifs : évaluation par IRM fonctionnelle". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE19004.
Abstract (sommario):
Dans ce travail, des protocoles IRMf ont été évalués chez des sujets sains pour déterminer la prédominance hémisphérique du langage et de la mémoire. Ces protocoles ont été réalisés en vue de pouvoir évaluer ultérieurement la latéralisation hémisphérique du langage et de la mémoire chez des patients épileptiques. Dans une première approche, nous avons montré qu’à l’aide d’un protocole de fluence verbale interne basé sur l’imagerie visuelle de scènes on peut déterminer la dominance du langage en absence d’un système de transmission visuelle de stimuli. Dans une deuxième approche, deux protocoles ont été mis en oeuvre, un protocole phonologique (détection de rimes) et un protocole sémantique (détection de relations sémantiques). La latéralisation hémisphérique du langage s’avère mieux établie à l’aide du protocole phonologique qu’à l’aide du protocole sémantique. Le protocole phonologique a été utilisé en vue de déterminer la latéralisation hémisphérique du langage chez des patients épileptiques. La confrontation des latéralisations estimées par IRMf à celles déterminées à l’aide du test de Wada a indiqué une trés bonne correspondance. L’étude d’encodage en mémoire épisodique a montré que l’implication des structures temporales médiales peut être mise en évidence à l’aide de protocoles dans lesquels les sujets doivent encoder du matériel non-verbal de type visages non-familiers ou de type scènes. Nous avons également étudié la spécialisation hémisphérique dans le traitement des relations spatiales catégorielles et coordonnées. L’étude a été centrée sur le gyrus angulaire. Nos résultats ont montré une implication prédominante du gyrus angulaire gauche pendant le traitement catégoriel et une implication prédominante du gyrus angulaire droit pendant le traitement initial d’une tâche de type coordonné. En plus, un effet de la pratique a été mis en évidence pendant le traitement de relations spatiales coordonnées.
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Petit, Olivia. "Le plaisir et la santé dans la consommation alimentaire : activité cérébrale, motivation et simulation sensorielle". Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM1036/document.
Abstract (sommario):
L'autorégulation est une ressource essentielle pour ne pas succomber à la tentation de consommer des aliments fortement caloriques. Elle demande de la volonté et de contrôler ses émotions et sensations. Cependant, nous évoluons dans un environnement valorisant le plaisir alimentaire où les informations de santé sont mal prises en compte, entrainant des difficultés d'autorégulation. Ces difficultés se retrouvent notamment chez les personnes en surpoids et/ou au régime. Nous avons émis l'hypothèse que valoriser le goût des aliments sains pourrait aider ces personnes à s'autoréguler et nous avons conduit deux expériences pour la tester. Dans la première, les messages basés sur le plaisir de consommer des fruits et légumes se sont avérés plus persuasifs pour ces individus. De la même manière, dans la seconde étude lors de la prise de décision simuler le plaisir procuré par ces aliments augmente davantage le choix d'aliments sains pour ces individus. Par le recours à la neuro-imagerie fonctionnelle, nous montrons également des différences significatives d'activité cérébrale entre ces individus au moment du choix d'aliments sains dans cette condition. Il apparaît plus impulsif chez les sujets les plus sensibles à la récompense, se rapprochant du choix d'aliments fortement caloriques. Au contraire, il apparaît plus réfléchi chez les sujets ayant un IMC élevé, facilitant ainsi l'autorégulation. Au niveau théorique, cette recherche met en avant le rôle positif des émotions et sensations liées au plaisir dans l'autorégulation. Au niveau managérial, elle suggère l'importance d'adapter les stratégies de promotion des aliments sains au public cibléSelf-regulation is an essential resource for not succumbing to (junk) food. It requires willpower and control of emotions and sensations. However, individuals operate in an environment enhancing food pleasure where health informations are few and poorly considered, causing difficulties in self-regulation. These difficulties are found especially in overweight people and/or dieter. We hypothesized that value the taste of healthy foods could help people to self-regulate and we conducted two experiments to test it. In the first study, messages highlighting the pleasure of eating fruits and vegetables are more persuasive to subjects taking risks to health. Similarly, in the second study in decision making, focusing on the tatste of these foods increases more healthy food choices for these subjects. By using neuroimaging, we have shown brain activity distinctions between these subjects when choosing healthy food in this condition. Choosing healthy food is more impulsive for the most sensitive to reward subjects, approaching the choice of junk foods. Instead, it appears more reflective for subjects with a high BMI and choosing more junk foods, facilitating self-regulation. At the theoretical level this research highlights the positive role of emotions and sensations related to pleasure in self-regulation. At the managerial level, it suggests the importance of adapting strategies to the target audience in order to efficiently healthy food consumption
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Watrin-Pinzano, Astrid. "Influence des composés matriciels sur le signal IRM du cartilage". Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN11318.
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Fall, Sidy. "Apport de l'analyse spectrale du signal BOLD à l'étude de la connectivité fonctionnelle en imagerie par résonnance magnétique". Amiens, 2007. http://www.theses.fr/2007AMIED012.
Abstract (sommario):
Nous décrivons dans cette thèse une méthode d’analyse spectrale bivariée de séries temporelles IRMf (Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle) que nous avons développée et qui nous permet d’explorer la connectivité fonctionnelle cérébrale. Contrairement aux méthodes temporelles classiques, l’étude des structures de covariance des signaux BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) dans le domaine fréquentiel permet de mieux s’affranchir du bruit physiologique et des variabilités intra et interindividuelle de la réponse hémodynamique. Sur la base d’une estimation non paramétrique de la fonction de densité spectrale croisée, nous avons déterminé et calculé des paramètres spectraux de phase et de cohérence entre différents signaux BOLD (régions). Des intervalles de confiance associés à ces paramètres spectraux ont été aussi calculés. L’interactivité entre deux régions cérébrales a été définie sur la base de la cohérence et d’une distance topologique assimilée à une distance fonctionnelle. La cohérence partielle a été également étudiée afin de montrer l’influence modulatrice d’une tierce région sur deux aires cérébrales fonctionnellement connectées et engagées dans la tâche sensorimotrice. Nous avons testé notre méthode d’analyse spectrale à partir d’une tâche de préparation et d’exécution motrice. Cette méthode d’analyse de la connectivité fonctionnelle a été appliquée sur des circuits spécifiques en réseau reliant trois régions du cortex moteur. Les principaux résultats obtenus ont montré une réponse BOLD en avance de phase dans l’aire motrice pré-supplémentaire (pré-AMS) par rapport à l’aire motrice supplémentaire propre (AMS-propre) et au cortex moteur primaire (M1) durant la phase de préparation du mouvement. La valeur d’interaction du couplage pré-AMS/M1 était significativement plus élevée que celle du couplage AMS-propre/M1 obtenue durant la période de préparation du mouvement. En revanche, durant la période d’exécution du mouvement, la valeur d’interaction AMS-propre/M1 était significativement supérieure à celle du couplage pré-AMS/M1. L’analyse de la cohérence partielle a révélé une influence modulatrice significative du gyrus frontal supérieur sur les aires pré-AMS et M1 pendant la période de préparation du mouvement. Nous avons montré que notre méthode d’analyse spectrale était bien adaptée à l’étude de la connectivité fonctionnelle du cerveau humainBivariate spectral analysis of fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) time-series that we have developed and which has allowed us to investigate the brain functional connectivity. Conversely to standard temporal methods, the study of covariance structure between signals, within the frequency domain, can permit to overcome regional differences in the physiological noise, intra and inter subject variability of BOLD (Blood Oxygen Level Dependant) response. With a non parametric estimation of the cross-spectral density function, we have estimated spectral parameters of phase and coherence between BOLD signals (regions). Confidence limits associated to these parameters have also been estimated. The interactivity between two regions was accessed through coherence and a topological distance (functional distance). Partial coherence has been also investigated to study a possible effect of modulation induced by a third region over two functionally connected regions and engaged in the task. We have applied this method of functional connectivity to specific circuits of three motor regions. A preparation and execution motor task has been performed. The main results of this study showed that the BOLD signal in the pre-supplementary motor area (pre-SMA) leads both the SMA-proper and the primary motor cortex (M1) during the preparation period. During this period, the strength of interaction between the coupling pre-SMA/M1 was significantly higher than the strength of interaction between the coupling SMA-proper/M1. Inversely, during the execution period of the task, the strength of interaction between the coupling SMA-proper/M1 was significantly higher than the strength of interaction between the coupling pre-SMA/M1. The analysis of the partial coherence has showed a significant common influence of the superior frontal gyrus on the relationship between pre-SMA and M1 regions during the preparation period. Spectral analysis with fMRI data has been successfully used to investigate the functional connectivity in the human brain
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Yzet, Thierry. "Débitmétrie hépatique par IRM de flux : validation et application clinique". Amiens, 2009. http://www.theses.fr/2009AMIED005.
Abstract (sommario):
La mesure du débit en utilisant l'Imagerie par Résonance Magnétique en contraste de phase a été étudiée au niveau hépatique pour le tronc porte et l’artère hépatique propre. Après modification d'un logiciel de traitement d'images médicales développé localement, cette méthode d'IRM de flux a été validée chez des témoins et comparée à l’examen Doppler. Les variations des mesures vélocimétriques et de débit apparaissent significativement plus faibles et plus reproductibles en IRM par rapport à l’examen échographique Doppler. L'application de la technique sur des populations de patients a permis de confirmer les données physiologiques communément admises et permettent donc une exploration fonctionnelle non invasive en routine clinique au cours d’un examen IRM morphologique standard. De nouveaux développements apparaissent alors envisageables : quantification et évolution de la fibrose hépatique ou réponses aux traitements anti-angiogénique entre autres exemplesFlow measurements using Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging was evaluated at the hepatic level for the portal trunk and the proper hepatic artery. After modification of a medical image processing software developed in-situ, this method of flow IRM was validated for healthy subjects and was compared to Doppler examinations. The variabilities of velocities and flow measurements significantly appear weaker and more reproducible using IRM compared to Doppler ultrasound examination. The application of the technique for pathological populations made it possible to confirm commonly known physiological data and thus allow a non-invasive functional exploration in clinical practice during a standard morphological MRI examination. New developments then appear possible: quantification and evolution of the hepatic fibrosis stages or clinical responses to anti-antigenic therapies as possible examples
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Mesrob, Lilia. "Etude IRM individuelle et multimodale dans la maladie d'Alzheimer". Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066770.
Abstract (sommario):
La maladie d’Alzheimer (MA) est un problème majeur de Santé Publique et nécessite un diagnostic précoce. Les mesures IRM pourraient servir comme marqueurs précoces pour la MA. Dans cette thèse nous proposons une méthode automatique, rapide et robuste de catégorisation des patients MA et des sujets âgés sains à partir de données IRM. Nous évaluons aussi l’utilité diagnostique de différents marqueurs IRM. Les marqueurs les plus discriminants sont sélectionnés et utilisés dans un SVM pour catégoriser les sujets. La méthode est d’abord appliquée aux images anatomiques et validée avec des jeux de données indépendants. Ensuite, le pouvoir discriminant des mesures de diffusion est évalué. Enfin, différentes approches sont étudiées pour combiner les paramètres anatomiques et de diffusion afin d’améliorer les performances de classification. Les résultats obtenus montrent que les marqueurs IRM permettent une bonne catégorisation des sujets et constituent un outil diagnostique potentiel.
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Guay-Bégin, Andrée-Anne. "Nanomatériaux à base d'oxyde de gadolinium - applications en imagerie par résonance magnétique (IRM)". Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28561/28561.pdf.
Abstract (sommario):
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est couramment utilisée en médecine pour obtenir des images anatomiques de haute résolution. L’IRM permet également de suivre la migration de cellules injectées in vivo. Dans ce contexte, un agent de contraste est nécessaire afin de clairement visualiser les cellules. Actuellement, les produits de contraste les plus utilisés en IRM clinique sont les chélates de gadolinium puisqu’ils permettent de rehausser le signal des tissus fortement vascularisés. Cependant, la majorité de ces composés ne sont que faiblement internalisés et retenus à l’intérieur des cellules. Afin de permettre un marquage cellulaire plus efficace, des nanoparticules d’oxyde de gadolinium (Gd2O3) ont récemment été développées. La première partie de ce projet de maîtrise consistait donc en l’utilisation de ces particules, revêtues de diéthylène glycol (Gd2O3-DEG), comme marqueur cellulaire. Une fois marquées avec ce produit, les cellules peuvent être visualisées en IRM, in vitro et in vivo (œuf de poulet fertilisé). Or, les particules de Gd2O3-DEG s’agglomèrent en solution aqueuse saline (milieu de culture) et à haute concentration, elles peuvent affecter la prolifération des cellules. De ce fait, la seconde partie de ce projet consistait à remplacer le DEG par du polyéthylène glycol (PEG) afin de conférer aux nanocristaux une meilleure stabilité et de diminuer leur cytotoxicité. Dans le cadre de cette maîtrise, le greffage de PEG a été réalisé à l’aide de trois polymères différents, soit le PEG-phosphate, le PEG-silane et le PEG diacide. Dans le but de déterminer le meilleur groupement chimique pouvant réagir avec le Gd2O3, ces polymères ont été greffés à la fois sur les particules et sur des films minces de Gd2O3. Différentes stratégies de greffage ont été élaborées avec les deux systèmes afin d’identifier les conditions de réaction optimales. Suite à ces expériences, les caractéristiques physico-chimiques des particules et des surfaces recouvertes de PEG ont été mesurées à l’aide de différentes techniques d’analyse. En somme, cette étude a permis de démontrer que le PEG-phosphate interagit plus fortement avec les nanomatériaux à base de Gd2O3 que les deux autres PEG. De plus, les particules de Gd2O3-PEG-phosphate possèdent des propriétés physico-chimiques et relaxométriques supérieures à tous les autres systèmes étudiés dans le cadre de ce projet (nanoparticules revêtues de DEG, de PEG-silane et de PEG diacide). Ces particules pourraient donc être considérées, dans le futur, comme agent de contraste pour l’IRM cellulaire et pourraient remplacer les produits employés à ce jour (principalement des nanoparticules d’oxyde de fer).Magnetic resonance imaging (MRI) is widely used in medicine to achieve high resolution, in-depth anatomical images. MRI can also be used to detect cells injected in vivo and to track their migration. For this purpose, the cells cannot be clearly visualized in MRI without the use of contrast agents. Gadolinium (III) complexes are by far the most widely used contrast agents in clinical medicine because they provide a drastic enhancement of MRI signal in vascularized tissues. However, the vast majority of these chelates is poorly uptaken and retained into cells. In order to efficiently label cells, gadolinium oxide nanoparticles (Gd2O3) have been recently developed. Therefore, these particles, covered with diethylene glycol (DEG-Gd2O3), were used in the first part of this project to label cells. DEG-Gd2O3-labeled cells can be visualized in MRI, in vitro and in vivo (using the chicken embryo model). However, DEG-Gd2O3 particles aggregate in aqueous saline solution (cell culture medium) and at high concentration, they can impact on the cell proliferation. Molecules such as polyethylene glycol (PEG) can be used to remove DEG so as to improve the stability of the particles and to limit their cytotoxicity. In the course of this project, DEG-Gd2O3 particles were treated with three different polymers: PEG-phosphate, PEG-silane and PEG diacid. In order to determine the functional group that can react strongly with the rare-earth oxide, these polymers were grafted on both Gd2O3 particles and thin films. Different grafting methodologies were developed to identify the optimal reaction conditions. The physicochemical properties of the PEG-Gd2O3 particles and the PEG-treated surfaces were measured with different surface characterization techniques. In conclusion, this study shows that PEG-phosphate reacts more strongly with Gd2O3 nanomaterials compared to the other PEG derivatives. Moreover, PEG-phosphate-Gd2O3 particles have better physicochemical and relaxometric properties than all the other systems studied in this research project (particles covered with DEG, PEG-silane and PEG diacid). These particles might be considered in the future as a potential contrast agent for cellular MRI and could replace the products used currently (mainly iron oxides nanoparticles).
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Sironneau, Sandrine. "Corrélation fibrose pancréatique et signal IRM". Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR23043.
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Zhang, Nan. "Feature selection based segmentation of multi-source images : application to brain tumor segmentation in multi-sequence MRI". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701545.
Abstract (sommario):
Multi-spectral images have the advantage of providing complementary information to resolve some ambiguities. But, the challenge is how to make use of the multi-spectral images effectively. In this thesis, our study focuses on the fusion of multi-spectral images by extracting the most useful features to obtain the best segmentation with the least cost in time. The Support Vector Machine (SVM) classification integrated with a selection of the features in a kernel space is proposed. The selection criterion is defined by the kernel class separability. Based on this SVM classification, a framework to follow up brain tumor evolution is proposed, which consists of the following steps: to learn the brain tumors and select the features from the first magnetic resonance imaging (MRI) examination of the patients; to automatically segment the tumor in new data using a multi-kernel SVM based classification; to refine the tumor contour by a region growing technique; and to possibly carry out an adaptive training. The proposed system was tested on 13 patients with 24 examinations, including 72 MRI sequences and 1728 images. Compared with the manual traces of the doctors as the ground truth, the average classification accuracy reaches 98.9%. The system utilizes several novel feature selection methods to test the integration of feature selection and SVM classifiers. Also compared with the traditional SVM, Fuzzy C-means, the neural network and an improved level set method, the segmentation results and quantitative data analysis demonstrate the effectiveness of our proposed system.
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Bierry, Guillaume. "Imagerie cellulaire en IRM : application en pathologies infectieuses et inflammatoires osseuses". Strasbourg 1, 2008. http://www.theses.fr/2008STR13061.
Abstract (sommario):
L’imagerie cellulaire par imagerie par résonance magnétique (IRM) est un nouveau champ de développement de l’imagerie médicale. Elle repose sur la mise en évidence in vivo et non invasive de cellules d’intérêt chez le sujet vivant. Les macrophages sont des cellules clés du système immunitaire impliquées dans de multiples mécanismes physiopathologiques tels que l’infection et l’inflammation. Les macrophages peuvent être marqués par des agents de contraste IRM appelés Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxyde (USPIO). Ces particules sont phagocytées par les macrophages et vont induire des modifications de signal IRM des zones tissulaires présentant une infiltration macrophagique. Ces techniques d’imagerie macrophagique permettent d’une part de caractériser de façon spécifique l’infection osseuse et d’autre part de la différencier de l’inflammation stérile en raison d’une distribution différente en macrophagesCellular imaging using magnetic resonance imaging (MRI) is an emerging new field of development of medical imaging. Cellular imaging is based on the non invasive and in vivo identification of cells of interest in living subjects. Macrophages are keys cells of the immune system and are involved in several pathologic mechanisms such as infection and inflammation. Macrophages can be labelled by MRI contrast agents called Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxyde (USPIO). Those particles are phagocytosed by macrophages and will induce MRI signal modifications in areas with macrophage infiltration. MRI cellular imaging based on USPIO macrophages labelling can be applied in infectious osteomyelitis and can allow a specific characterization of infected areas. Moreover, in reason of a different macrophages distribution, MRI macrophage imaging can allow discrimination of infection from sterile inflammation
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Beuf, Olivier. "IRM et biomatériaux prothétiques : caractérisation magnétique et interface avec les tissus vivants". Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10017.
Abstract (sommario):
L'objet de cette these est de proposer des methodes d'observation de l'interface biomateriaux-tissus vivants. Ces methodes fondees sur l'emploi de l'imagerie par resonance magnetique a haute resolution spatiale sont destinees au suivi in vivo de l'osteo-integration de protheses. Dans le premier chapitre, nous presentons l'implantologie orale et les biomateriaux dentaires. Nous decrivons le phenomene de resonance magnetique nucleaire et les principes d'imagerie necessaires a la comprehension des chapitres suivants. Nous precisons l'interet de l'irm pour l'etude de l'interface os-implant ainsi que les difficultes d'observation liees a la nature des materiaux de prothese. Dans le second chapitre, nous proposons une methode originale de mesure de la susceptibilite magnetique par irm. Cette methode est fondee sur l'analyse des deformations d'images engendrees par des echantillons cylindriques. Les mesures principalement realisees sur des materiaux prothetiques ont permis de quantifier leur comportement magnetique. Le troisieme chapitre est consacre aux methodes de reduction et de correction des artefacts de susceptibilite magnetique. Nous proposons principalement trois approches. La premiere est fondee sur la conception de protheses perturbant peu le champ magnetique par l'association de materiaux de susceptibilites opposees. La seconde exploite l'information recueillie lors de l'acquisition pour restaurer, apres traitement, une image sans artefact. La troisieme est fondee sur un codage approprie de l'image pour s'affranchir directement a l'acquisition des effets de susceptibilite magnetique. L'efficacite de chacune des methodes presentees est discutee. Dans le quatrieme chapitre nous nous interessons plus generalement a l'imagerie des interfaces entre tissus durs et tissus mous. La premiere partie vise a identifier les differentes structures des tissus peri-implantaires chez le rat. Dans la seconde partie, nous exploitons les methodes presentees au chapitre 3 pour des applications in vivo afin de corriger efficacement les artefacts provoques par un implant dentaire. Enfin, nous presentons des images a haute resolution spatiale de la micro-architecture de l'os trabeculaire. Ces images montrent les possibilites d'analyse directe de la trame osseuse par irm.
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Petibon, Yoann. "Développement de méthodes quantitatives en imagerie simultanée TEP-IRM". Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066187.
Abstract (sommario):
Le mouvement des organes durant l’acquisition et la réponse impulsionnelle (RI) du système dégradent les images obtenues par Tomographie par Emission de Positons (TEP). Récemment, les scanners simultanés TEP-Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) ont été introduits, offrant une solution au problème du mouvement qui peut être estimé grâce à l’IRM pour corriger les images TEP. Néanmoins, pour profiter pleinement de ces nouvelles possibilités, il est également important de corriger les images des effets de la RI. L’objectif de ce travail est de proposer des méthodes TEP-IRM permettant d’améliorer la qualité des images TEP. Pour ce faire, nous avons développé des techniques d’acquisitions/traitement de données IRM permettant de mesurer le mouvement des organes. Nous avons modélisé la RI non-stationnaire du système grâce à des mesures de sources ponctuelles. Nous avons ensuite intégré l’information de mouvement IRM -au niveau des cartes d’émission et d’atténuation- et le modèle de la RI dans un algorithme de reconstruction TEP permettant d’obtenir des images corrigées des effets du mouvement et de la RI. Ces méthodes ont été évaluées pour des applications oncologiques et cardiaques sur des acquisitions de fantômes, d’animaux et de patients, qui ont montré une amélioration de la caractérisation des tumeurs abdominales et des lésions du myocarde. De plus, nous avons développé des méthodes permettant d’améliorer l’imagerie TEP de plaques athéromateuses fragiles dans les coronaires et les avons évaluées avec des simulations réalistes TEP-IRM. Les résultats obtenus montrent que les techniques proposées améliorent la qualité des images TEP par rapport aux méthodes conventionnellesThe physiologic motion of organs during the data acquisition and the finite system’s Point Spread Function (PSF) both limit the image quality of Positron Emission Tomography (PET). Recently, whole-body (WB) simultaneous PET-Magnetic Resonance (MR) scanners have become available. This modality offers an elegant solution to the motion problem since MR-based motion information can be used to correct the PET images for motion. Nevertheless, to fully benefit from the new capabilities offered by PET-MR, it is essential to also compensate the images for PSF-related degradations. The goal of this thesis was to develop methods allowing to improve PET image quality using PET-MR. In that perspective, we have developed MRI acquisition/processing techniques to measure organs’ motion. We have modeled the spatially-varying PSF using point source measurements. We have then incorporated MR-based motion information (of both emission and attenuation maps) and PSF modeling into fully-3D iterative PET reconstruction, yielding images virtually free of motion artifacts while reducing PSF-related effects. These methods were evaluated for two key applications of WB PET-MR, oncology and cardiology, using phantom, animal and patient studies, demonstrating improved image quality and assessment of tumors and myocardial defects. In addition, we have developed methods allowing to improve PET imaging of small coronary atherosclerotic plaques, a promising pre-clinical application of PET-MR, which were evaluated using a realistic PET-MR simulation study. Overall, the results obtained demonstrate that the developed methodology can substantially improve PET image quality as compared to standard methods
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Van, de moortele Pierre-françois. "Irm fonctionnelle cérébrale à 3 Tesla : développements méthodologiques". Paris 11, 1999. http://www.theses.fr/1999PA11T018.
Abstract (sommario):
Le cadre de ce travail est l'optimisation des protocoles d'IRM fonctionnelle cérébrale chez l'homme basés sur les propriétés paramagnétiques de la désoxyhémoglobine, sur un imageur à haut champ (3 Tesla). Cette technique expose à de nombreux obstacles méthodologiques. En particulier, les séquences Echo Planar choisies pour leur extrême rapidité d'acquisition, sont très sensibles à certains artefacts (déformations image dédoublée) et produisent un bruit acoustique intense. Ces effets sont aggravés par l'existence d'un haut champ magnétique. Nous avons proposé, validé et mis en œuvre des développements méthodologiques originaux pour corriger cerfains artefacts et améliorer les conditions de réalisation de ces études : Nous avons mis en œuvre une technique de correction des distorsions géométriques (selon P. Jezzard), que nous avons validée sur des mesures d'activation cérébrale. Pour supprimer l'image "fantôme" caractéristique des séquences Echo Planar, nous avons modifié une technique de double échantillonnage (selon Yang) pour l'Echo Planar à encodage continu, et programmé un algorithme spécifique de reconstruction. Le bruit de la séquence gênant la compréhension des stimuli verbaux, nous avons modifié des séquences, validées sur fantôme, comportant des périodes de silence pour présenter le matériel verbal aux sujets adaptées aux exigences temporelles des paradigmes "en bloc" et des paradigmes "événementiels". Nous avons développé et validé un outil pour corriger systématiquement les déphasages intercoupés dus à l'étalement dans le temps de l'échantillonnage des coupes d'un volume de cerveau, après avoir mis en évidence les biais que produisent ces déphasages. Pour appréhender les mouvements involontaires de la tête, une des principales causes d'échec dans les protocoles d'IRM fonctionnelle, nous avons démontré la faisabilité, sur fantôme et chez le volontaire, d'un système de mesure directe basé sur des marqueurs externes non protoniquesThe aim of this work is to optimize functional studies of the human brain on a whole body 3 Tesla MRI scanner. A number of artifacts were to be fixed, mainly related to the Echo Planar Imaging sequence, which affords extremely fast acquisition rates, but is highly sensitive to strong artifacts (distortion, ghost image) and produces a high level of noise. These effects are even worsened at high magnetic field values. We proposed, validated and implemented sorne original methodological approaches to attenuate some artifacts and improve the quality of fMRI studies conducted in the laboratory. We have implemented a correction procedure for image distortions (from P. Jezzard) that we have validated on cerebral activation measurements. To suppress the ghost image, which is characteristic of Echo Planar Imaging, we modified a double sampling technique (from Yang), for continuous phase encoding Echo Planar Imaging, and we wrote a specifie algorithm needed for image reconstruction. To present auditory stimuli in the context of the high level of noise, we designed two modified Echo Planar sequences with the insertion of silent periods to present verbal material to the subject. One sequence is dedicated for blocked design experiments, the other for event-elated paradigms. The modified sequences were also validated in phantom studies. After having shown that sarnpling the brain slice by slice over time produced significant bias in images analysis, we have developed and implemented a correction algorithm to interpolate samples on the first slice acquisition time for each brain volume. Head motions are one of the main sources of unsuccessful fMRI studies. To measure the head position in the magnet, we demonstrate the feasibility of a method based on non proton fiducial markers, the position of which is measured by projections interleaved in the Echo Planat imaging scheme
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Frindel, Carole. "Imagerie par résonance magnétique du tenseur de diffusion (IRM-TD) en imagerie cardiaque humaine : traitements et premières interprétations". Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0098/these.pdf.
Abstract (sommario):
Cette thèse a pour cadre l'étude de l'organisation spatiale des fibres du muscle cardiaque à partir de séries d’images tridimensionnelles acquises par IRM du Tenseur de Diffusion IRM TD. Cette organisation constitue une propriété fondamentale du cœur sous-tendant la fonction contractile. Néanmoins elle est très complexe à obtenir au vu des difficultés inhérentes au mouvements cardiaque et respiratoire. Notre objectif consiste à développer de nouvelles approches, basées sur la prise en compte du mouvement du cœur et de la sensibilité au bruit de l'acquisition, pour l'estimation, l’analyse et la visualisation des fibres du myocarde. Dans ce cadre, mes travaux se déclinent selon trois axes principaux. Le premier compare, dans le contexte d'études cliniques (ex vivo}, les principales approches de régularisation opérant soit sur les images pondérées en diffusion soit sur les champs de tenseurs de diffusion. Les différences sont suffisamment faibles pour conclure que la qualité de nos données IRM TD est suffisante pour considérer toutes les méthodes de régularisation comme équivalentes. Partant de ce constat, une méthode de régularisation simple et rapide apparaît satisfaisante. Le second concerne la mise en place d'une méthode de tractographie spécialement conçue pour la spécificité cardiaque. Celle-ci est guidée par une fonctionnelle de coût globale qui permet l'estimation automatique des fibres cardiaques en une seule fois pour l'ensemble des données, et ce sans l'utilisation de points d'initialisation. Le dernier axe consiste en la distinction d'une population de fibres cardiaques en sous-groupes. Celle-ci s'appuie sur la comparaison de méthodes de classification de type géométrique et de type topologique exploitant toutes trois modes différents de représentation des fibres. Les résultats établissent que la classification pourrait permettre l'identification automatique de régions spécialisées dans le myocarde, ce qui pourrait grandement faciliter l'analyse et la comparaison des données IRM TD cardiaques pour la conception de thérapies patient-spécifiquesThe motivation of this thesis is the study of the spatial organization of cardiac muscle fibers from a series of three-dimensional images acquired by Diffusion Tensor MRI (DT-MRI). This organization is a fundamental property underlying the heart contractile function. However it is very difficult to obtain considering the difficulties inherent to cardiac and respiratory motion. Our goal is to develop new approaches that can cope with physiological motion and noise sensititvity, for the estimation, the analysis and the visualization of myocardial fibers. My work is composed of three main axis. The first compares, in the context of ex vivo clinical studies, the main regularization approaches that operate either on diffusion weighted images or on diffusion tensors. The differences are small enough to conclude that the quality of our DT-MRI data is sufficient to consider all regularization methods as equivalent. The second concerns a new tractography method especially designed for cardiac specificity. It is guided by a global cost functional which allows automatic estimation of cardiac fibers in one shot, without using any initialization points. The latest axis consists in distinguishing a cardiac fibre population into clusters. It is based on the comparison of two classification methods (geometrical and topological type) using three different fibre representation modes. Our results establish that classification may allow automatic identification of myocardial regions from DT-MRI images, which could greatly ease analysis and comparison of these images towards the design of patient-specific therapies
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Belaroussi, Boubakeur. "Correction par traitement d'images de l'artéfact de susceptibilité magnétique dans les images IRM". Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0072/these.pdf.
Abstract (sommario):
L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une modalité d'imagerie qui s'est imposée aujourd'hui comme une technique de choix à la fois dans le cadre clinique et dans le cadre recherche. Les informations extraites des images IRM peuvent être anatomiques ou fonctionnelles comme en imagerie de diffusion ou de perfusion. L'IRM est une imagerie sensible à des artéfacts dont les sources sont multiples. Parmi ces artéfacts, l'artéfact de susceptibilité magnétique est l'un de ceux qui pose le plus de problèmes. L'origine de cet artéfact est la différence de susceptibilité magnétique entre deux milieux. L'artéfact de susceptibilité magnétique est présent dans les principales familles de séquences écho de spin (ES), écho de gradient (EG) et écho planar (EPI). Son impact sur l'image IRM, qui se traduit par une modification des niveaux de gris et de la géométrie des objets imagés, perturbe l'analyse et la quantification des images IRM. Dans ce travail de thèse, nous présentons CASTI, une nouvelle méthode de correction par traitement d'images de l'artéfact de susceptibilité magnétique dans les images IRM anatomiques acquises en ES et en EG. CASTI permet de corriger à la fois les distorsions géométriques et d'intensité lorsqu'une carte des hétérogénéités du champ magnétique est connue. Les effets de susceptibilité magnétique ont été modélisés par une carte des déplacements des pixels et une carte des distorsions d'intensité. La carte des distorsions d'intensité est construite en utilisant le simulateur IRM SIMRI pour lequel nous avons contribué à l'intégration de l'eefet de susceptibilité magnétique. Cette approche donne un caractère générique à notre méthode de correction qui n'est plus spécifique d'une séquence IRM particulière, mais qui peut s'appliquer sur toutes les séquences dés lors qu'elles sont intégrables dans le simulateur SIMRI. Le processus de correction consiste à corriger l'intensité de chaque pixel de l'image artéfactée avec la carte des distorsions d'intensité et à remettre le pixel à sa bonne position en utilisant la carte des déplacements des pixels. Pour valider la méthode CASTI, nous avons mis en place une méthodologie d'évaluation permettant de quantifier la correction des déplacements des pixels et des distorsions d'intensité. Les résultats obtenus sur des données réelles et simulées d'objet simples et complexes sont très satisfaisants en ES et encourageants en EGIn this work, we present CASTI, a new susceptibility artifact correction method based on image processing for anatomical SE and GE images. CASTI allows for both geometric and intensity distortion correction when a field map of the imaged object is known. Susceptibility artefact effects have been modeled by means of a pixel shift map and an intensity distortion map. Those two maps are built from the field map of the imaged object. From an MR Simulator we have modified to include susceptibility artefact simulation, we can build the intensity distortion map of any MR sequence relying on its implementation on the MR simulator. For a given pixel, the correction process consists in its intensity modification by mean of the intensity distortion map and then its shift to its correct position using the pixel shifting map
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Denis, de Senneville Baudouin. "Correction des mouvements pour la thermométrie temps réel guidée par IRM". Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13123.
Abstract (sommario):
L'hyperthermie locale s'est développée en pratique clinique comme un outil d'ablation de tumeurs non opérables. Le principe de base est simple : l'exposition des cellules à une élévation de température, pendant une durée suffisante, cause leur mort. Un contrôle continu, en ligne, de l'évolution de la température est également nécessaire pendant l'intervention, ainsi qu'une estimation immédiate de l'efficacité du traitement. Des algorithmes d'asservissement permettent d'ajuster automatiquement les paramètres de contrôle de l'outil de chauffage afin que la température dans une zone ciblée atteigne une consigne le plus vite possible et reste constante pendant un temps déterminé. Ces techniques permettent ainsi un contrôle automatique de la température, destiné à détruire une région définie par le radiologue. Toutefois, pour garantir la qualité du traitement, le système d'asservissement doit permettre, pour les mouvements du cycle respiratoire et cardiaque en temps réel, les corrections qui importent. Le temps réel veut dire ici que le temps de calcul effectué sur les images doit être inférieur au temps d'acquisition des images par l'IRM. Des algorithmes de traitement d'images effectués sur les images fournies par le reconstructeur, sont utilisés pour améliorer la stabilité de la thermométrie et réaliser en ligne l'hyperthermie locale sur des organes mobiles.
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Ali, Mayssa. "Études anatomiques et biométriques des cordes vocales par l'imagerie médicale IRM". Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10070.
Abstract (sommario):
L’objectif de cette étude a été d’évaluer in vivo les paramètres morphologiques, les modifications du larynx et des cordes vocales durant la phonation normale, en utilisant l’IRM dynamique. Des images IRM ont été réalisées au cours de la phonation chez dix volontaires âgés entre 20 et 40 ans. Le protocole consistait à demander à chacun des volontaires de prendre une profonde inspiration et de prononcer les phonèmes [i], [a], [u], [ch] en prolongeant la phonation pendant toute la durée d’acquisition. On constate un mouvement important du larynx dans le sens vertical : position verticale haute pour le phonème [i] et plus basse pour les phonèmes [u], [a] et [ch], avec fermeture et ouverture des plis vocaux au cours des sons [i], [a], [u] ; par contre la glotte reste ouverte pour [ch]. Notre étude confirme la possibilité d’utiliser l’IRM en dynamique pour la visualisation du larynx et la mobilité des cordes vocales en phonation normale dans tous les plans de l’espace avec une bonne résolution spatiale et temporelleThe aim of the present study was to evaluate in vivo the morphologic parameters and the modifications of the larynx and vocal folds during normal phonation using dynamic MRI. MRI images of the larynx of 10 volunteers aged between 20 et 40 years during speech production were obtained. The volunteers were asked to breathe out long and deep in order to prolong the emission of the vowels [i] (as in key), [a] (as in car), [u] (as in loop) and the consonant [ch] (as in ship) for the entire duration of the scan. We demonstrated the modification of the larynx position, which is high for [i] and low for [u], [a], [ch], and the modification of the vocal folds witch is adducted and abducted in [i], [u], [a] and kept abducted in [ch]. Our study confirm the possibility of using dynamic MRI to visualize the larynx and the mobility of vocal fold during normal phonation in multiple plans with high spatial and temporal resolution
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Fournier, Antoine. "Imagerie par résonnance magnétique moléculaire et inflammation des barrières biologiques dans les modèles de sclérose en plaques". Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMC410/document.
Abstract (sommario):
L'élaboration de nouvelles stratégies pour la détection de l'activité de la sclérose en plaques (SEP) est importante pour améliorer le diagnostic et le suivi de cette pathologie. Pour cela, nous avons utilisé des microparticules d'oxyde de fer (MPIO) couplées à un anticorps spécifique de la protéine P-sélectine ou de MAdCAM-1. Durant cette thèse, nous avons démontré que l’IRM moléculaire spécifique de la P-sélectine est capable de détecter les événements pathologiques qui se déroulent dans la moelle épinière de modèles murins de SEP chronique et récurrente-rémittente. De façon intéressante, nous montrons ici que cette technique d'IRM peut prédire l'apparition des poussées et des récupérations dans l’EAE. De plus, nous avons démontré que l’IRM moléculaire de MAdCAM-1 est capable de détecter l’inflammation intestinale dans des modèles de pathologies intestinales et de SEP. Les techniques novatrices d'IRM développées dans cette étude pourraient apporter de nouvelles avancées dans le diagnostic et le pronostic des rechutes de la SEP en ciblant l'activation vasculaire. Enfin, nous rapportons dans la dernière partie de cette thèse que le système glymphatique existe également dans le parenchyme de la moelle épinière de la souris. Dans l’EAE, l’activité de ce système est réduite dans la moelle épinière mais pas dans le cerveau ou le cervelet. Cette altération est associée à l'accumulation de cellules inflammatoires dans l'espace péri-vasculaire, à la désorganisation de l'AQP4 et entraine une forte augmentation du volume ventriculaire. Ces perturbations pourraient contribuer à la physiopathologie de la SEP. Nos résultats sont très prometteurs pour l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiquesDeveloping new strategies to detect disease activity in multiple sclerosis (MS) is essential to improve the diagnosis and follow-up of this pathology. To this aim, we used microparticles of iron oxide (MPIO) coupled to an antibody specific to the P-selectin or MAdCAM-1 protein. In this thesis, we establish that molecular MRI specific to P-selectin protein is able to detect the pathological events that take place in the spinal cord of chronic and relapsing-remitting models of MS in mice. Interestingly, we show here that this MRI technique can predict the apparition of relapses and recoveries in EAE. Moreover, we demonstrate that MRI specific to MAdCAM-1 protein is able to detect the gut inflammation that takes place in models of bowel diseases or MS. The innovative MRI techniques developed in this study could bring new advances in the diagnosis and prognosis of MS relapses by targeting gut inflammation. In the last part of this work, we report that the glymphatic system also exists in the spinal cord parenchyma of the mouse. In EAE, the activity of this system is reduced in the spinal cord but not in the brain or cerebellum. This alteration is associated to inflammatory cell accumulation within the perivascular space, AQP4 disorganization and leads to a large increase of ventricular volume. These disruptions could contribute to the MS pathophysiology. Our results hold significant promise for the development of new therapeutic strategies
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Ducreux, Denis. "Etudes des shunts artério-veineux cérébraux en imagerie par résonance magnétique (IRM) de perfusion". Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112188.
Abstract (sommario):
Introduction : Les shunts artérioveineux cérébraux provoquent céphalées, épilepsie et déficits neurologiques. Nous avons étudié la physiopathologie de ces affections en IRM de perfusion cérébrale à 1. 5 T, afin d'essayer de corréler les symptômes cliniques avec les anomalies hémodynamiques. Matériels et Méthodes : 39 patients et de 10 volontaires sains, ont été imagés en IRM de perfusion à 1. 5 T, avec injection pulsée de Gadolinium. Les séries d'images IRM ont été analysées en utilisant la méthode de dilution des indicateurs. Les paramètres CBV et CBF ont été mesurés dans deux zones cérébrales spécifiques chez tous les sujets, en estimant quatre fonctions d'entrée artérielle (AIF) : « Locale », « Régionale », « Régionale Proportionnelle », et « Globale ». La meilleure méthode d'estimation de l'AIF a été déterminée en utilisant la méthode statistique « NGS » (No Gold Standard). Nous avons ensuite analysé les valeurs de CBV et CBF chez les témoins et les patients afin de relier signe clinique et anomalies de perfusion, en utilisant des tests statistiques de Fisher, V de Cramer, du Chi deux et Phi. Résultats : Les CBV et CBF des patients étaient différents de ceux des témoins quelle que soit la méthode d’AIF. Trois types d'anomalies de perfusion étaient présentes à distance de la zone de shunt (hyperperfusion, hypoperfusion et congestion veineuse) chez 91 % des patients. La meilleure méthode d'estimation selon NGS était la « Régionale Proportionnelle », permettant seule d'identifier une relation significative entre hyperperfusion et épilepsie. Conclusion : Nous avons observé une relation liant l'hyperperfusion et l'épilepsie, et proposé des hypothèses physiopathologiquesIntroduction: Brain Arteriovenous shunts are diseases that induce seizures, headaches and focal deficits. We studied their pathophysiology using 1. 5 T Perfusion MR trying to relate hemodynamics abnormalities and symptoms. Material and Methods: 39 patients and 10 healthy subjects were included. We performed perfusion MRI on a 1. 5 T scanner with Gd bolus injection. MRI series were processed using indicator dilution theory CBV and CBF parameters were estimated in two specific brain areas using four arterial input function estimations: "Local", "Regional", "Regional Scaled", and 'Global". Best of these AIF estimates was assessed using the NGS statistical method. We then compared patients and volunteers CBV and CBF results trying to relate symptoms and perfusion abnormalities using Fisher, Cramer, Chi square and Phi tests. Results: Patients CBV and CBF values were different to those estimated in volunteers in all AIF estimates. Three perfusion abnormalities were observed: hypo, hyperperfusion and venous congestion in 91% of patients. The best AIF estimate assessed using NGS was "Regional Scaled", with significant relation between hyperperfusion and seizures. Conclusion: We observed a significant relation between hyperperfusion and seizures in the AVS patients
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Carme, Sabin. "Modélisation de la perfusion quantitative en imagerie par résonance magnétique (IRM) cardiaque in-vivo". Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0002/these.pdf.
Abstract (sommario):
L'analyse paramétrique de la distribution d'un agent de contraste est proposée pour l'interprétation clinique des études de premier passage et la quantification de la perfusion myocardique en IRM. Notre premier objectif concerne la correction de variations spatiales d'intensité des images. Notre second objectif concerne l'application d'une technique robuste de traitement du signal RMN et de déconvolution adaptée au faible rapport signal sur bruit. Les données analysées proviennent d’expériences menées in-vivo proche des conditions cliniques pour différents stress pharmacologiques appliqués sur des cochons présentant une sténose au niveau de l'artère coronaire circonflexe gauche. Les mesures d'agrément et de précision entre observateurs sont respectivement de 57,1% et 53,1% pour l'analyse visuelle et 81,2% et 81,1% pour l'analyse des cartes paramétriques. Une relation linéaire des paramètres de perfusion en fonction des mesures de microsphères radioactives est obtenue pour les faibles débits<250 ml/100g/min : i. E. Sur la variation de signal SI y=0,06x+6, r=0,82, la pente ascendante y=0,026x+2, r=0,79 et le débit sanguin régional rMBF y=2,9x+130, r=0,76. Pour les forts débits, les courbes d'intensité du signal IRM dans le sang et le myocarde sont atténuées donnant une sous-estimation des mesures de paramètres. L'analyse du signal en fonction du taux de relaxation R1 est appliquée en tenant compte des échanges d'eau dans le tissu. Nous avons montré sur une série d'images au repos et sous stress que la réserve coronaire est de 3,87 pour les débits mesurés en R1 en prenant un temps d'échange intermédiaire alors que la réserve coronaire est de 2,83 pour les débits mesurés en intensité du signal IRM. Enfin, nous avons montré sur une série d'images au repos et sous stress que le calcul des cartes de paramètres physiologiques en chaque pixel est possible en appliquant une régularisation spatiale pour lisser l'image paramétrique avec prise en compte des discontinuitésA parametrical analysis of contrast agent distribution is proposed to interpret first pass MR images and to quantificate the myocardial perfusion. We are concerned with the correction of spatial intensity variations in images. Furthermore, we are interested in the application of a robust NMR signal processing technique and deconvolution techniques adapted to low signal-to-noise ratio. Data sets were provided, close to clinical conditions, using in-vivo experiments applying several pharmacological stresses on ischemics pigs presenting a stenosis of the left circumflex coronary artery. The agreement and accuracy measurements between observers are respectively 57. 1% and 53. 1% for visual analysis, and 81. 2% and 81. 1% for parametric map analysis. A linear relationship between perfusion parameters and radioactives microspheres is established for low blood flows<250 ml/100g/min, i. E. On the signal variation SI y=0. 06x+6, r=0. 82, the ascending up-slope y=0. 026+2, r=0. 79 and the regional blood flow rMBF y=2. 9+130, r=0. 76. Considering high flows, the MR intensity curves in blood and myocardial tissue are attenuated leading to an under-estimation of the measured parameters. The signal variations depending on the relaxation rate R1 is modeled considering water exchange in the tissue. We have shown, on a series of images at rest and under stress, that the coronary reserve is 3. 87 for flows measured with R1 and an inter imaging mediate water exchange rate whereas the coronary reserve is 2. 87 for MR signal intensity measured flows. Finally, we have shown on a series of images, at rest and under stress, that the calculation of physiologic parametric maps in each pixel is possible while applying a spatial regularization technique considering discontinuities to smooth the parametric image
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Rico-Lamy, Audrey. "Caractérisation fonctionnelle du système moteur au stade précoce de la sclérose en plaques : approche par stimulation magnétique transcrânienne et imagerie fonctionnelle par résonnance magnétique". Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX20724.
Abstract (sommario):
La sclérose en plaques est la maladie non tumorale du système nerveux la plus fréquente du sujet jeune. Elle est définie comme une atteinte démyélinisante inflammatoire multifocale et chronique de la substance blanche du système nerveux central d’origine dysimmunitaire. Le handicap moteur est l’un des risques évolutifs principaux de cette maladie. Mieux caractériser les mécanismes du dysfonctionnement du système moteur (atteinte de la voie motrice centrale efférente, altération du réseau moteur cortical à l’origine du mouvement) de même que les mécanismes compensatoires qui le limitent est un enjeu important dans la compréhension et la prévention de l’apparition du handicap. L’étude de ces mécanismes au stade précoce de la maladie permet de mieux comprendre les liens entre l’atteinte tissulaire, les mécanismes de compensation et les conséquences fonctionnelles. Nos travaux ont permis au stade précoce de la SEP de mieux caractériser l’atteinte fonctionnelle de la voie motrice centrale, de montrer l’influence de l’atteinte encéphalique diffuse sur la réorganisation corticale du système moteur et enfin de démontrer l’existence d’une plasticité cérébrale fonctionnelle basale du réseau moteur non dominant corrélée avec les changements d’activation observés lors du mouvement au sein du même réseauMultiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory demyelinating disorder of the central nervous system which is frequently responsible for motor disability. Better assessment of pathophysiological process implicated in motor system dysfunction (cortico-spinal tract or more diffuse tissue damage) as well as the compensatory mechanises are critical in the understanding and the prevention of disability. Their study in the early stage of the disease will allow to a better understanding of the links between tissue injury, compensatory mechanisms and functional consequences. We have better characterized functional dysfunction of the central motor pathway at the early stage of multiple sclerosis. We have also evidenced the influence of diffuse brain injury on functional motor cortical reorganization. Last, we have demonstrated the existence of a basal functional plasticity at rest of the nondominant motor network that is correlated with its functional plasticity during action
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Gensanne, David. "Réalisation d'un nouveau gel ferreux équivalent-tissu : applications en dosimétrie volumique par imagerie de résonance magnétique (IRM)". Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30077.
Abstract (sommario):
Le développement de nouvelles modalités d'irradiation en radiothérapie, telles que les irradiations conformationnelles avec modulation d'intensité et collimateurs multilames nécessite la mise au point de techniques dosimétriques volumique (Dosimétrie 3D) adaptées. Les distributions de doses délivrées au cours de ces irradiations sont en effet complexes et par suite leur contrôle de qualité au moyen des techniques classiques de dosimétrie est de mise en œuvre délicate et les résultats relativement imprécis. Pour pallier ces difficultés de nouvelles méthodes dosimétriques alternatives ont été développées ces dernières années, parmi lesquelles la dosimétrie tridimensionnelle (3D) par imagerie de résonance magnétique (IRM) sur gel équivalent-tissu : gels ferreux et gels polymères. Par comparaison avec les gels polymères, les gels ferreux classiques présentent l'inconvénient d'une plus faible sensibilité aux rayonnements ionisants et l'importance des phénomènes de diffusion limite la résolution spatiale des distributions volumiques de doses. Cependant les gels ferreux sont d'utilisation beaucoup moins contraignante que les gels polymères, ce qui nous a conduit à développer un nouveau type matériau dosimétrique dont la réponse repose sur les mécanismes d'oxydation radio-induite des ions ferreux. .To improve the efficiency of radiotherapy treatments various new radiotherapy techniques have been developed, including inverse therapy planning, multileaf collimators, stereotactic radiotherapy and radiosurgery. These new conformal irradiation techniques generally create rather complicated dose distributions in the irradiated volume and classical dosimeters are not available to easily and accurately perform 3D measurements of the absorbed dose. In practice, up to now, no reference dosimeter has got general approval but magnetic resonance imaging (MRI) dosimetry using tissue-equivalent ferrous or polymer gels, seems a promising technique which could serve, in the future, as a reference to determine 3D dose distributions. Compared to polymer gels, ferrous gels are less sensitive and furthermore the diffusion of ferric ions created by irradiation causes a gradual blurring of the radiation dose pattern with time. However, contrary to polymer gels, ferrous gels have no toxicity, are easier to use and cheaper, so, we focused in this work on the development of a new ferrous gel with improved sensitivity and diffusion. .