Tesi: "Spectroscopie RMN in vivo"

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Blondet, Pascal. "Spectroscopie RMN localisée haute résolution du proton "in vivo"". Grenoble 1, 1988. http://www.theses.fr/1988GRE10002.

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Blondet, Pascal. "Spectroscopie RMN localisée haute résolution du proton "in vivo"". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612005s.

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Desal, Hubert-Armand. "Développements méthodologiques en spectroscopie RMN in vivo pour l'étude des tumeurs cérébrales". Nantes, 2008. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=5ae4877d-3eb7-4e08-8246-57b355a34c3d.

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Abstract (sommario):

Dans un premier temps, les développements méthodologiques ont porté sur l'évaluation des séquences de localisation (PRESS &STEAM) et des paramètres d'acquisitions (TE & TR) pour obtenir la meilleure reproductibilité et fiabilité sur une population témoin. Un protocole de post-traitement, opérationnel directement sur la console de l'imageur, a été mis au point afin de prendre en compte toute la complexité des spectres SRM-1H in vivo, tout en gardant la convivialité du protocole proposé par le constructeur. Dans une seconde étape, ce protocole a été appliqué aux tumeurs gliales. Nous avons ainsi pu déterminer la meilleure méthodologie pour obtenir des données pertinentes lors de l'analyse en composantes principales (ACP). Cette approche nous a permis de montrer que l'ACP est un outil simple et efficace pour situer visuellement une tumeur gliale dans un graphe qui renseigne sur l'agressivité de la lésion. Dans une dernière étape, deux études plus exploratoires ont été menées. Nous avons évalué une nouvelle stratégie d'optimisation et de rationalisation du choix des TE : le couplage de l'ACP et de la simulation des intensités à différents TE. Enfin, nous avons démontré la faisabilité de la méthode ERETIC pour la détermination des concentrations absolues des métabolites sur un imageur corps entier commercial
The first step of our work was the evaluation of the reproducibility and the reliability of different methodological development of localized spectroscopy sequences (PRESS & STEAM) and parameters (TE &TR) on normal volunteers. We have proposed a “home-made” post-processing protocol, which is easily and directly available on the MRI unit. The second step was the application of this protocol to patients with glial brain tumors. We were now able to assess the better methodology using Principal Components Analysis (PCA). PCA has showed to be simple and efficient to visually determine the aggressiveness of the tumor in a graph. Two further preliminary studies were conducted, one evaluating a new strategy to determine the best echo time based on simulated intensity and PCA, the second considering a new and original method (ERETIC) for absolute quantification on a commercial MR unit

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Malaquin, Sophie. "Spectroscopie RMN in vivo pondérée en diffusion pour l'étude de la compartimentation du lactate cérébral". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPAST196.

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Abstract (sommario):

Dans la substance grise du cerveau, le lactate est un métabolite reconnu pour son rôle dans le fonctionnement cérébral. Le principal mécanisme proposé, la navette des astrocytes aux neurones, joue un rôle crucial dans le métabolisme cérébral et des dérèglements sont probablement impliqués dans la maladie d'Alzheimer. En l'absence d'outils non invasifs permettant de mesurer la compartimentation du lactate, ce mécanisme reste sujet à controverse. L'idée de cette thèse est que la spectroscopie RMN pondérée en diffusion pourrait permettre la mesure de la compartimentation du lactate de façon non-invasive : il est possible d'obtenir des informations sur les propriétés de diffusion induites par les différentes microstructures cellulaires, et, puisque le lactate est présent à la fois dans les astrocytes, les neurones, et le milieu extracellulaire, il suffirait donc de mesurer ses propriétés de diffusion et de les comparer aux signatures spécifiques des diffusions intra-neuronales, intra-astrocytaires et extracellulaires, pour obtenir des informations sur sa compartimentation. L'objectif de la thèse est donc de mesurer de façon précise la diffusion du lactate en vue de déterminer sa compartimentation. Ces mesures ont été réalisées dans des modèles murins où un changement de compartimentation était suspecté, à savoir un modèle de réactivité astrocytaire, présentant des astrocytes hypertrophiés, et un modèle pathologique de la maladie d'Alzheimer. Ces résultats ont été confrontés à des mesures optiques et éléctrochimiques de référence permettant la mesure « directe » du lactate dans les différents compartiments
In the gray matter of the brain, lactate is a metabolite known for its role in brain function and metabolism. The main proposed mechanism, the astrocyte-to-neuron shuttle, plays a crucial role in brain metabolism, and disruptions are likely involved in Alzheimer's disease. In the absence of non-invasive tools for measuring lactate compartmentalization, this mechanism remains a subject of controversy. The idea behind this thesis is that diffusion-weighted NMR spectroscopy could enable the non-invasive measurement of lactate compartmentalization: it is possible to obtain information about diffusion properties induced by different cellular microstructures, and since lactate is present in astrocytes, neurons, and the extracellular space, it would suffice to measure its diffusion properties and compare them to the specific signatures of intraneuronal, intra-astrocytic, and extracellular diffusions to obtain information about its compartmentalization. These measurements were conducted in murine models where a change in compartmentalization was suspected, specifically an astrocytic reactivity model with hypertrophied astrocytes and a pathological model of Alzheimer's disease. These results were compared to reference optical and electrochemical measurements that allow for the 'direct' measurement of lactate in different compartments

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Izquierdo, Marguerite. "Caractérisation spectrale en spectroscopie RMN in vivo : contribution au développement de méthodes physiques d'investigation". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10153.

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Abstract (sommario):

Ce travail a pour objectif de contribuer a l'identification des resonances obtenues in vivo par spectroscopie rmn proton 1d et 2d, globale et localisee. Les techniques d'edition spectrale et de caracterisation developpees ont ete appliquees en particulier a l'etude des tumeurs intracerebrales du cerveau de rat in vivo. Un travail preliminaire a consiste a elaborer une methode rapide de correction des imperfections introduites par un modulateur de phase et d'amplitude, qui permet d'obtenir des impulsions de bonne qualite. Plusieurs axes de recherche ont ensuite ete suivis afin d'apporter des informations complementaires contribuant a l'identification moleculaire. Un de ces axes a concerne les techniques de rmn a deux dimensions, en examinant plus particulierement les fonctions d'apodisation utilisees pour le traitement des spectres 2d obtenus in vivo, afin d'optimiser le rapport signal sur bruit. La spectroscopie 2d de correlation combinee a l'imagerie spectroscopique a permis d'acceder a la repartition spatiale des acides amines et des carbohydrates presents dans une plante in vivo. D'autre part, les techniques d'observation localisees (imagerie et imagerie spectroscopique) des coherences a multiples quanta ont ete proposees afin d'observer simultanement les differents ordres de coherence des systemes de spins couples et non-couples. Enfin, dans un autre contexte, la mesure localisee du coefficient de diffusion a conduit a l'edition et a la caracterisation des metabolites presents dans les tumeurs intracerebrales in vivo en fonction de leur degre de mobilite translationnelle

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Ligneul, Clémence. "Développements méthodologiques en spectroscopie RMN in vivo pondérée en diffusion pour l'exploration du milieu intracellulaire dans le cerveau de rongeur". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS244/document.

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Abstract (sommario):

La spectroscopie RMN in vivo pondérée en diffusion est sensible au mouvement des métabolites cérébraux (glutamate, créatine, choline, NAA, myo- inositol, taurine...), permettant de mesurer leur coefficient de diffusion apparent (CDA). Ces métabolites étant exclusivement intracellulaires, leur CDA dépend seulement du milieu intracellulaire, en particulier de la viscosité du cytosol, de la densité des structures intracellulaires, et de la forme et taille des cellules. En général, le CDA des métabolites est mesuré pour un temps de diffusion Td de l’ordre de quelques dizaines de millisecondes, leur laissant le temps de parcourir quelques micromètres et d’interagir plusieurs fois avec des structures intracellulaires. Le CDA dépend alors potentiellement de tous les paramètres intracellulaires cités plus haut, et ce de manière mal définie. Cette thèse présente de nouvelles méthodes de spectroscopie dans le cerveau de rongeur pour mesurer le CDA pour des Td allant de 0.2 millisecondes jusqu’à 2 secondes. Un premier jeu de mesures a été exploité par la modélisation pour extraire des paramètres clés de la morphologie des cellules du cerveau. La sensibilité des méthodes développées, en cas de variation pathologique de la morphologie des cellules, a ensuite été étudiée grâce à des souris injectées avec un facteur neurotrophique, le CNTF (ciliary neurtrophic factor). Certaines de leurs cellules, les astrocytes, deviennent massivement hypertrophiques, et les propriétés de diffusion de certains métabolites y sont sensibles. Enfin l’application à un modèle souris de la maladie de Huntington (transgénique), est présentée
In vivo diffusion-weighted NMR spectroscopy is sensitive to the motion of cerebral metabolites (glutamate, creatine, choline, NAA, myo-inositol, taurine…), allowing the measurement of their apparent diffusion coefficient (ADC). Since these metabolites are purely intracellular, their ADC only depends on the intracellular medium, in particular cytosol viscosity, density of intracellular structures, and the shape and size of cells. In general, metabolite ADC is measured for a single diffusion time Td, equal to a few dozens milliseconds, leaving them time to explore a few micrometers and to interact repeatedly with intracellular structures. Their ADC then potentially depends on all intracellular parameters mentioned above, in a poorly defined way. This thesis presents new spectroscopy methods in the rodent brain to measure ADC over an unprecedented range of Td, from approximately 0.2 milliseconds up to 2 seconds. A first set of measurements has been modeled to extract key morphological brain cell parameters. The sensitivity of these methods to morphological changes in brain cell morphology has first been studied on mice injected with CNTF (ciliary neurotrophic factor), that causes a strong hypertrophy of a specific cell type, astrocytes. Diffusion properties of some metabolites are indeed sensitive to this massive cell morphological change. The last part presents the application to a transgenic mouse model of Huntington’s disease

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Baxan, Nicoleta. "Mise en oeuvre de microantennes RMN en perspective d'étude in vivo de métabolites par spectroscopie". Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10001.

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Abstract (sommario):

Dans ce travail, on aborde le problème de l'utilisation de capteurs miniaturisée pour spectroscopie RMN, résonateurs réalisés par des techniques d'intégration de circuits, et créés dans la perspective d'implantation in vivo des ces sondes à des fins d'application pré clinique. Un vue d'ensemble sur l'utilisation des microantennes RMN dans le contexte actuel est effectuée au cours d'un premier chapitre, introductif et qui fixera également les objectifs du travail. Le chapitre II présente la mise enoeuvre d'une série de capteurs RMN de dimensions sub-millimétriques réalisés sur un support de verre. Elle comporte le détermination de leur sensibilité spatiale, envisagées par simulation puis effectuée de manière concrète par Imageriee RMN. Dans le cas des structures utilisées l'estimation de leur volume utile de détection est de 2 microlitres environ si le capteur est utilisé en réception uniquement. Le chapitre III comprend une évaluation des performances des microantennes "monovoxel", l'étude permet de valider l'utilisation de micro antennes réceptrices en mesurant la sensiblité accessible à cette technique. Les résultats permettent d'envisager des détections à la concentrationde métabolites du proton rencontrées in vivo. Le passage à l'expérimentation in vivo. Le passage à l'expérimention in vivo est préparé par le travail du chapitre IV qui présente notamment une voie possible pour l'implantation des microantennes au niveau cérébral chez le rat et il permet d'identifier les principales difficultés de ce type d'utilisation. Cette étude présente donc le concept et les performances d'une nouvelle génération de micro antennes pouvant fonctionner efficacement pour l'analyse locale de faibles volumes de biofluides et implantables in vivo
Considering the need to explore by MR spectroscopy small quantities of tissue, it is possible to create probes with a working volume compatible with such limitations. This work is centred on the research of efficient solutions to create implantable microsensors by microelectronic techniques especially for in vivo application in preclinical purposes. The first chapter of the theses is an overview on the MR microcoil utilisation on the international context. In the second chapter we describe the microcoil development, its spatial sensitivity estimated by simulation and further correlated by MRI enabling us to estimate the active volume close to 2 μl when the microcoil is used as receiver only. The third chapter is dedicated to the evaluation of microcoil performances in tremes of limit of detection. The presented results made possible to validate the use of microcoils associated with MR spectroscopy sequences based on monovoxel techniques and to measure the sensivity of the technique. The last chapter describes a possible pathway to the microcoil implantation on living tissues and also identifying the difficulties of this approach. The example presented here covers the rat brain explorarion. This study presents the concept and the performances of a new generation of microcoils making possible to validate their performances in MR spectroscopy and largely opening innovative possibilities of highly spatial resolved explorations

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Tiret, Brice. "Développements méthodologiques en RMN des noyaux X pour l’étude in vivo du métabolisme cérébral pendant la neurodégénérescence". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS221.

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Abstract (sommario):

Le but de ce travail de thèse a été de développer à MIRC en une capacité à observer deux aspects clefs du métabolisme cérébral chez le rongeur par spectroscopie RMN des noyaux X : le métabolisme mitochondrial du glucose à partir de l’observation du 13C et la synthèse d’ATP par observation du 31P. Ces développements s’inscrivent à la fois dans une recherche fondamentale pour améliorer notre compréhension du signal RMN et raffiner son analyse ainsi que du métabolisme cérébral chez les sujets sains. Ils s’inscrivent aussi dans une recherche translationnelle avec la possibilité d’évaluer certains aspects du métabolisme comme potentiels biomarqueurs de maladies neurodégénératives. Ces travaux ont pu être réalisés à très haut champ (11.7T) permettant d’obtenir un meilleur rapport signal à bruit. Dans un premier temps, nous présenterons le développement d’une séquence de transfert de saturation pour la mesure des flux de synthèse d’adénosine triphosphate (ATP) et de phosphocréatine (PCr). Cette séquence a été optimisée pour sélectionner avec un module de localisation ISIS le signal émis par le cerveau uniquement. Avec l’augmentation de la résolution spectrale à haut champ, cette séquence a pu être utilisée pour caractériser le phosphate inorganique extracellulaire, et prévenir un biais de quantification possible à plus bas champ. De plus, elle a permis l’observation de l’adaptation du métabolisme cérébral chez les rats transgéniques BACHD, modèles de la maladie de Huntington. Ces rats présentent une augmentation d’environ 10% de la concentration de PCr permettant de pallier à leur plus faible taux de synthèse d’ATP qui lui est diminué de moitié. Dans un second temps, la mise en place d’un pipeline automatisé d’analyse des données a permis d’explorer le modèle métabolique bicompartimental de la consommation de glucose observée en spectroscopie 13C, qui prend en compte le cycle de Krebs dans les neurones et les astrocytes. Deux corrections majeures ont été apportées au modèle traditionnel permettant d’expliquer les dynamiques à moyen et long termes. La première est la mise en évidence d’un pool de glutamate vésiculaire agissant comme tampon temporel au marquage du glutamate, la seconde est la présence d’une dilution 6 fois plus importante de pyruvate vers les astrocytes que vers les neurones. Ces résultats viennent renforcer les hypothèses entourant le couplage métabolique entre ces deux types cellulaires. Ces hypothèses ont pu être testées après l’optimisation d’une séquence d’acquisition du signal RMN des noyaux 13C par transfert de polarisation (DEPT), testée in vivo dans le cerveau du rat sain. Finalement, l’utilisation combinée de la spectroscopie 31P et 13C a été appliquée chez le rat sous intoxication chronique au 3-NP, une toxine inhibant le cycle de Krebs et utilisée comme modèle de la maladie de Huntington
The aim of this thesis was to develop at MIRCen new capabilities to observe two key aspects of energy metabolism in rodent brains using X nuclei NMR spectroscopy: glucose consumption with 13C spectroscopy and adenosine triphosphate (ATP) synthesis with 31P measurements. These developments will be used to both expand general understanding of brain metabolism in healthy subjects but also provide technical tools to search for biomarkers in translational projects of drug development applied to neurodegenerative diseases. This work was done at very high field (11.7T) where signal to noise could be maximized. In the first part, we present the optimization of saturation transfer sequence to measure ATP synthesis rate as well as phosphocreatine (PCr) synthesis rate. With ISIS module, the signal was localized to a voxel containing only the brain, eliminating outside source of signal. With the higher spectral resolution offered by high fields, a second, extracellular pool of Pi was characterized which could prevent possible biases in flux quantification of ATP synthesis. This sequence was also applied to measure metabolic adaptation of BACHD rat models (models of Huntington’s disease, HD) where it was found that the 10% increase in PCr concentration could palliate the ATP synthase activity that is halved in this model. In the second part, we present how deeper analysis of 13C data using automatic differential equation writing script was used to better understand the bicompartmental model of glucose degradation to glutamate and glutamine, which accounts for TCA cycle in neurons and astrocytes. Two major corrections were made to the traditional model, to fit mid- and long-term unexplained dynamics. Looking at glutamate and glutamine isotopomer labeling dynamics, the necessity of adding a vesicular glutamate temporal buffer was made evident. The distinction between astrocytic and neuronal pyruvate dilution also showed that astrocytes use up to 6 times more pyruvate than neurons showing intricate metabolic coupling between the two cell types. These results have then been tested in vivo after optimization of the ISIS-DEPT sequence to observe 13C labeling in the rat brain. Finally, experiments combining 31P and 13C spectroscopy were performed on rats chronically intoxicated with 3-NP, a toxin inhibiting TCA cycle which is used as a model of HD

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Kienlin, Markus von. "Instrumentation et méthodologie en spectroscopie RMN in vivo suppression de l'eau, édition de spectre et localisation spatiale /". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37619193v.

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HERIGAULT, GWENAEL. "Spectroscopie rmn du proton in vivo a 1 ou 2 dimensions frequentielles. Application au cerveau de rat tumoral". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10157.

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Abstract (sommario):

Ce travail a pour objectif de mettre en place des techniques de spectroscopie rmn du proton localisee, et de developper des techniques a deux dimensions frequentielles (2d), en vue d'etudier un modele de gliome intracerebral chez le rat. Une technique de localisation mono-voxel (press) a ete implementee afin de mesurer les temps de relaxation longitudinaux et transversaux des principaux metabolites visibles par rmn dans le cerveau de rat. L'implementation d'une sequence d'imagerie spectroscopique multi-tranches multi-echos a ensuite permis d'obtenir la distribution des principaux metabolites presents dans le cerveau de rat tumoral avec une resolution spatiale digitale d'environ 1l et dans un temps d'experience d'un peu plus d'une heure. Une seconde technique d'imagerie spectroscopique a permis d'obtenir des cartes du ph extracellulaire sur le meme modele animal. Ces cartes ont ete correlees avec la distribution de plusieurs metabolites detectes par rmn. Une sequence 2d j-resolu localisee a ete developpee en vue d'augmenter le nombre de metabolites identifiables par rapport a une technique 1d. Parallelement, une methode a ete proposee pour obtenir les cartes 2d sans suppression du signal de l'eau. Ces methodes ont permis d'etudier le signal des lipides mobiles presents dans les tumeurs intracerebrales chez le rat. Enfin, une sequence 2d j-resolu, spatialement resolue, utilisant les techniques d'apodisation a l'acquisition et multi-echos, a ete developpee. Des cartes 4d j-resolu ont ete obtenues sur le cerveau de rat tumoral, avec une resolution spatiale nominale de 12 l et dans un temps d'experience d'une heure environ.

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Kienlin, Markus von. "Instrumentation et méthodologie en spectroscopie RMN du proton in vivo : suppression de l'eau, édition de spectre, localisation spatiale". Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0071.

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Marchadour, Charlotte. "Spectroscopie RMN cérébrale pour l’étude du milieu intracellulaire in vivo : développements méthodologiques pour la diffusion à courtes échelles de temps et pour la mesure du pH en détection 31P". Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112111/document.

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Abstract (sommario):

La spectroscopie RMN est un moyen unique d’évaluer l’environnement cellulaire in vivo. En effet, les molécules observées sont exclusivement intracellulaires, et ont en général un rôle biochimique ainsi qu’une compartimentation cellulaire spécifique. C’est donc un outil potentiellement utile pour comprendre le fonctionnement des cellules dans leur environnement. Mon travail de thèse consistait à développer de nouvelles séquences en spectroscopie de diffusion et en spectroscopie du phosphore 31.Mon premier travail a été de développer une séquence de spectroscopie de diffusion à temps de diffusion ultra-court pour observer la diffusion anormale dans le cerveau de rat. L’évolution de l’ADC en fonction du temps de diffusion montre que le transport des métabolites dans le cerveau se fait essentiellement par diffusion aléatoire et que la contribution des transports actifs (s’ils existent) est négligeable. La modélisation de ces données a mis en évidence que la spectroscopie de diffusion à court temps de diffusion était sensible à la viscosité du cytoplasme et à l’encombrement à courte échelle. Cette technique a donc été choisie lors d’une collaboration avec la firme Eli Lilly pour le suivi de souris transgéniques (rTg4510), modèle de taupathie. Les résultats préliminaires font apparaitre des différences significatives d’ADC à un stade précoce de la neurodégénérescence (3 et 6 mois). La spectroscopie RMN du phosphore 31 permet d’observer des métabolites directement impliqués dans le processus énergétique. Au cours de cette thèse, des séquences de localisation ont été développées pour pouvoir mesurer le pH intracellulaire dans le striatum de macaque. A terme, ces séquences seront utilisées pour évaluer l’utilité potentielle du pH comme biomarqueur de la neurodégénérescence dans un modèle phénotypique de la maladie de Huntington chez le macaque
NMR spectroscopy is a unique modality to evaluate intracellular environment in vivo. Indeed observed molecules are specifically intracellular and generally have a biochemistry role and a specific cellular compartmentation. That could be a useful tool to understand cell functioning in their environment. My thesis work consisted in development of new sequence in both diffusion and phosphorus NMR spectroscopy.My first study was to develop a diffusion-weighted spectroscopy at ultra-short diffusion time to look at the anomalous diffusion in the rat brain. ADC evolution as a function of time shows that brain metabolites motion is mainly due to random diffusion and that active transport (if exist) are negligible. Data modeling evidences that diffusion at short diffusion time is sensitive to cytoplasm viscosity and short scale crowding. In collaboration with the pharmaceutical company, this technique was chosen to follow up transgenic mice (rTg4510), model of tau pathology. Preliminary results show significant differences of ADC at an early stage of neurodegenerescence (3 and 6 months).Phosphorus spectroscopy allows observation of metabolites directly implicated in energetic processes. During this thesis, localization sequences were developed to measure intracellular pH in the primate striatum. These sequences are supposed to be used to evaluate the potential of pH as a biomarker of neurodegenerescence in a phenotypic model of the Huntington disease in the non-human primate

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Zucchi, Maria do Rosário. "Implementação da técnica de espectroscopia in vivo por RMN e sua aplicação na fisiologia do exercício". Universidade de São Paulo, 1997. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-29012010-154314/.

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Abstract (sommario):

A Espectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) tem oferecido inúmeras possibilidades de pesquisa nas áreas de Biologia e Medicina. Uma de sus principais aplicações é a Espectroscopia in vivo do 31P no estudo da fisiologia de músculos esqueléticos. A partir desta metodologia pode-se quantificar as concentrações dos diferentes metabólitos fosforados que participam do metabolismo energético dos músculos, bem como suas alterações em função de contrações musculares. Com o objetivo de implantar a técnica de Espectroscopia in vivo no Laboratório de RMN do IFSC/USP, introduzimos várias adaptações ao Espectrômetro de Alta Resolução em Sólidos já existentes, incluindo a confecção de sondas . A partir desta adaptação, estudamos as alterações metabólicas dos compostos fosforados presentes em músculos esqueléticos, bem como o pH intraceleular, de ratos e camundongos em função de estímulos elétricos e exercício físico intenso.
The Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy has been offering many possibilities of research in the areas of Biology and Medicine. One of the most important applications is the 31P in vivo Spectroscopy to study the skeletal muscle physiology. Using this methodology, it is possible to quantify different phosphorus metabolite concentrations that take part of the muscle energetic metabolism, as their variations as a function of muscle contraction. To accomplish the objective of developing the in vivo spectroscopy technique in the NMR laboratory of the IFSC/USP, many modifications to our Solid High Resolution Spectrometer were introduced and probes were constructed. Following these changes, we studied phosphorus compounds metabolic changes in the skeletal muscle and the intracellular pH of rats and mice as a function of electric stimulation and intensive running exercise.

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Pineda, Alonso Nashiely Sofia. "Détermination des concentrations des métabolites dans les tumeurs cérébrales par spectroscopie RMN in vivo avec correction des effets de relaxation". Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2A07.

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Abstract (sommario):

Afin d'optimiser l'analyse des spectres RMN-1H in vivo, un post-traitement a été développé à partir du seul logiciel d'un scanner IRM. La quantification est obtenue par ajustement à une combinaison linéaire de massifs simulés en considérant les effets de j‑modulation et de second ordre. Les concentrations, des principaux métabolites du cerveau, obtenues grâce à cette méthode, rentrent dans la gamme des valeurs de la littérature. Une analyse statistique en composantes principales (ACP) a ensuite été réalisée sur les spectres de patients porteurs de gliomes. A partir de résultats de cette ACP, nous suggérons un protocole d'acquisition optimal pour le diagnostic et la classification de ces tumeurs. Grâce à la base de données constituée, il est envisageable d'intégrer dans l'ACP de nouveaux patients et de faire un diagnostic fondé sur la zone où ils se positionneront. Des développements méthodologiques visant à réduire le temps de mesure ou accroître la précision ont également été évalués
N order to optimize the analysis of in vivo 1H-NMR spectra, a post-processing was developed based on the MRI scanner software. The quantification is obtained by the adjustment of a linear combination of simulated massifs (considering the effects of j-modulation and second order) to the experimental spectrum. The concentrations obtained by this method, for the most concentrated metabolites in the brain, are included in the range of the literature values. A statistical principal components analysis (PCA) was carried out on the spectra of patients affected by glioma. Based on the results of PCA, we suggest an optimal protocol of acquisition for the diagnosis and the classification of these tumors. Thanks to the made up database, it is possible to integrate new patients into the PCA and to make a diagnosis based on the zone where they will be positioned. Methodological developments aiming to reduce the measurement time and to increase the precision were also evaluated

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Kadjo, Aziz. "Micro-capteurs implantables : étude des critères de performance en vue de l'optimisation des acquisitions par spectroscopie RMN in vivo". Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10179.

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Abstract (sommario):

L’objectif de la présente thèse est d’évaluer les performances des micro-antennes, en cas d’emploi en spectroscopie in vivo et de prévoir les éventuelles améliorations, tout en respectant les contraintes en termes d’encombrement et de biocompatibilité imposées par des applications cérébrales sur modèle animal. Par conséquent, dans ce travail, il fallait également évaluer la sensibilité tout en comprenant le fonctionnement particulier de ces micro-capteurs, points qui n’avaient pas encore été explorés. Ce document est organisé en cinq chapitres, le Premier est un aperçu sur la situation du sujet par rapport à l’existant et un rappel technique sur les travaux déjà effectués en matière de réalisation et en rapport avec les différents métabolites «cibles». Le Chapitre II présente les développements instrumentaux entrepris en vue de l’amélioration des conditions de détection: optimisation de l’adaptation en puissance et de l’adaptation en bruit à l’entrée du spectromètre prise aussi en considération. La difficulté du maintien du modèle dans un espace restreint est solutionnée en proposant différents montages de réglages déportés. L’introduction d’un préamplificateur à faible bruit est également étudiée et réalisée sur la micro-antenne et une antenne de surface fait maison. La question importante de la limite de détection est abordée sous un angle théorique et expérimental dans le Chapitre III. L’intérêt de cette analyse est l’évaluation des performances de la micro-antenne, on verra que cette nouvelle notion permet également de qualifier une installation de spectroscopie (capteur associé à un spectromètre pour une expérience donnée). Une étude d’amélioration apportée sur la limite de détection (LOD) par la technique de pondération sera traitée et validée sur des acquisitions spectroscopiques. Le Chapitre IV est destinée dans un première partie, à travers les modélisations, à discuter les variations de la limite de détection pour certains changements structurels (la dimension et le positionnement de la micro-bobine). Dans la deuxième partie, une mise en application de la limite de détection, à travers les expériences spectroscopiques sera présentée dans le but de comparer les performances de capteurs existants: principalement une antenne commerciale, la micro-antenne et une antenne fait maison. La question de la biocompatibilité de ces microantennes implantables est traitée dans le Chapitre V. La réalisation de cette étude a été effectuée en amont des travaux théoriques et instrumentaux et a permis leurs développements avec une démarche plus pragmatique
The objective of this thesis is to evaluate the micro-coil performance, in spectroscopy in vivo and provide any improvements, while respecting the constraints in terms of obstruction and biocompatibility imposed by applications on brain of animal models. Therefore, this work had also to assess the sensitivity understanding of these particular micro-sensors, a notion that has not yet been explored. This document is organized into five chapters: the first one is an "overview" of state of art techniques and a reminder of the work already done in terms of production and in relation to different metabolite "targets". Chapter II presents the instrumental developments undertaken to improve the detection: optimization of adaptation in power and noise matching at the spectrometer input, were also taken into account. The difficulty of maintaining the animal model in a reduced space is solved by providing different configurations of remote settings. The introduction of a low-noise preamplifier is also studied and implemented. The important question of the limit of detection is approached from a theoretical point of view in Chapter III. The interest of this analysis is to assess the performance of micro-coil, we will point out that this new concept enables to describe a spectroscopy facility (sensor associated with a spectrometer for a given experiment). A study of enhancement of the limit of detection by the apodization technique will be addressed and validated on spectroscopy acquisitions. Chapter IV is an implementation in the first part, through modelling, to discuss changes in the limit of detection for some structural changes (size and positioning of the micro-coil). In the second part, an implementation of the limit of detection through spectroscopic experiments will be presented in order to compare the performance of existing coils: a commercial coil and a micro-coil. The biocompatibility of implantable micro-coil treated in Chapter V. The completion of this study was carried out upstream of the theoretical and instrumental aspects in chapter III and IV and that helped their development with a more pragmatic approach

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Martel, Dimitri. "Spectroscopie 2D de corrélation quantitative : Méthode de quantification, études expérimentales et applications in vivo". Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0004/document.

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Abstract (sommario):

En spectroscopie de résonance magnétique (SRM) in vivo, les principales méthodes utilisées permettent la quantification des concentrations de métabolites en utilisant des signaux à une dimension spectrale. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse portent sur le développement de méthodes de SRM à deux dimensions spectrales (SRM 2D) de corrélation localisée afin d’accroître le pouvoir de résolution spectrale et la précision de la quantification de la SRM in vivo. Le premier axe de cette thèse concerne le développement d’une méthode fondée sur la spectroscopie 2D de corrélation localisée pour l’exploration des métabolites cérébraux. La séquence L-COSY (spectroscopie de corrélation localisée) est implantée sur imageur petit animal et étudiée. Une procédure de quantification dédiée aux signaux de corrélation acquis est développée. Cette dernière opère dans le domaine d’acquisition du signal, et s’appuie sur : 1) une connaissance a priori forte obtenue par simulation de l’effet quantique des séquences sur les spins des composés présents dans le spectre 2) un modèle de pondération lié aux effets de relaxation agissant sur le signal de SRM 2D. 3) une contrainte sur la relaxation liée aux effets d’inhomogénéités supposés toucher tous les spins de la même manière. Les résultats présentés s’attachent à étudier les performances quantitatives de la SRM 2D de corrélation, en comparaison à la SRM 2D dite J-résolue (avec la séquence JPRESS), de manière expérimentale, sur fantômes de métabolites mais aussi à travers la théorie des bornes de Cramér-Rao (CRBs). La quantification des signaux L-COSY, bien que défavorisée par une perte théorique du rapport signal sur bruit par unité de temps, présente des CRBs théoriques relatives du même ordre de grandeurs voire, pour certains métabolites couplés (e.g la glutamine, le GABA) plus petites que celles correspondantes à la spectroscopie J-résolue pour un même temps d’acquisition. Le second axe de cette thèse porte sur l’adaptation la SRM 2D de corrélation pour l’étude in vivo du métabolisme lipidique du foie et des tissus adipeux sous-cutanés sur un modèle de souris obèse à 7T. Cette application inédite montre la faisabilité de la SRM 2D de corrélation à être acquise sur un tel organe mouvant et sa capacité à être quantitative pour l’étude et la caractérisation des triglycérides hépatiques et sous-cutanées
In in vivo Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS), the main methods used allow metabolite concentration quantification using signals having one spectral dimension. This work focuses on the development of in vivo two dimensional correlated MRS in order to increase spectral resolution and quantification precision. The first axis is about the development of a method based on a 2D localized correlation MRS (L-COSY) for brain metabolite exploration. The L-COSY is implemented and studied on a small animal scanner. A dedicated quantification procedure operating in the acquisition domain is described. This latter is based on 1) a strong prior knowledge obtained by quantum mechanically simulate the effect of sequence on metabolite spin systems 2) a model function taking into account the relaxation weighting 3) constraints on the relaxation term linked to the field inhomogeneity effects which are assumed to act the same way on all the spins. Results are given experimentally using metabolites phantoms and through a comparison to other existing 2D MRS method, namely the J-resolved MRS (with the JPRESS sequence) using the Cramer Rao Lower Bounds (CRBs) theory. Although its inherent loss of signal to noise ratio is a disadvantage compared to J-PRESS, L-COSY quantification shows theoretically competitive relative CRBs, and even smaller CRBs for some coupled metabolites (e.g Glutamine or GABA), for an acquisition time similar to JPRESS. Second axis is about the adaptation of the 2D correlation MRS for the in vivo lipid metabolism study in the liver and subcutaneous adipose tissues of obese mice at 7T. This application shows the feasibility of 2D correlated MRS to be acquired on a moving organ and its quantitative relevance for triglyceride quantification and characterization in fatty liver and subcutaneous tissue

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Ziegler, Anne. "Développements méthodologiques en spectroscopie RMN proton à une et deux dimensions in vivo : application à l'étude de tumeurs intracérébrales chez le rat". Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10131.

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Abstract (sommario):

Ce travail a pour but d'adapter les techniques de spectroscopie rmn 2d haute resolution liquide de correlation de deplacements chimiques et de j-resolution homonucleaire proton aux experiences in vivo in situ. Apres une analyse des caracteres specifiques de ce type d'experience, les sequences d'impulsions pour la spectroscopie a deux dimensions in vivo ont ete adaptees pour optimiser le rapport signal/bruit aussi bien a l'acquisition que lors du traitement des donnees. L'importance de la connaissance des temps de relaxation t#2 a conduit a mesurer ces temps a l'aide de methode de type cpmg dans le champ tres inhomogene des bobines de surface. Parallelement, une etude des fluctuations du signal dues au mouvement macroscopique a conduit a chercher et experimenter des methodes de traitement du signal compensant en partie ces fluctuations, permettant ainsi d'ameliorer le rapport signal/bruit, de reduire le bruit en t#1 des experiences a deux dimensions et de mesurer des temps de relaxation t#2 avec plus de precision. Ces recherches methodologiques ont ete appliquees au cas de tumeurs intracerebrales induites chez le rat. Cette etude s'est etendue a un travail in vivo et ex vivo d'identification et de quantification des metabolites du tissu tumoral (gliome c6) par rapport au tissu cerebral sain chez le rat

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Barantin, Laurent. "Développement d'une nouvelle méthode d'estimation des concentrations absolues par spectroscopie RMN in vivo : application à l'étude de la maturation cérébrale". Tours, 1997. http://www.theses.fr/1997TOUR3307.

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Abstract (sommario):

La méthode ERETIC (Electronic REference To access In vivo Concentrations) permet la quantification absolue des concentrations des métabolites en spectroscopie RMN (SRM) in vivo. Contrairement aux autres méthodes, elle utilise comme référence un signal généré par un boîtier électronique. Ce signal est alors capté par l'antenne principale en même temps que le signal de l'échantillon. Précise et stable, cette méthode permet une détermination rapide des concentrations par simple comparaison des raies d'intérêt avec le pic généré. La méthode ERETIC a été appliquée à la quantification absolue des changements métaboliques au cours de la maturation cérébrale pour deux modèles animaux utilisés en médecine néonatale: le porcelet et le chiot Beagle. Les résultats montrent une maturation cérébrale plus rapide pour le modèle porcelet, et l'utilisation de ce modèle pour le nouveau-né à terme, le modèle chiot étant représentatif du nouveau-né prématuré
The ERETIC method (Electronic REference To access In vivo Concentrations) allows the absolute quantitation of metabolite concentrations by in vivo NMR spectroscopy (MRS). Ln opposition to other methods, it uses as a reference a synthesised signal produced by an electronic deviee. This signal is therefore simultaneously received by the sample coil. Precise and stable in time, this method allows faster determination of concentrations by comparison between the peaks of interest and the produced peak. The ERETIC method has been applied to the absolute quantitation of metabolites evolution during brain myelination for two neonatal animal models: the piglet and the Beagle puppy. Results show a faster brain myelination for the piglet model, and therefore be used to represent term babies. The beagle puppy model is representative to the preterm newborn

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Rémy, Chantal. "Intérêt de la spectroscopie RMN pour l'étude in vivo du métabolisme cérébral dans le cas de pathologies globales et localisées". Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10110.

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Abstract (sommario):

Le but de ce travail est l'évaluation de l'intérêt de la spectroscopie RMN in vivo pour des applications en clinique et en recherche, sur des modèles expérimentaux de pathologie générales et localisées. Ce travail étant lie à l'évolution des techniques de spectroscopie RMN in vivo, quelques points de méthodologie sont tout d'abord développés de manière simplifiée (localisation spatiale du signal et suppression de l'eau). L’évolution du métabolisme cérébral est suivie in vivo par spectroscopie alternée #3#1P-#1H au cours d'une intoxication aiguë au cyanure chez le rat. Une relation dose-effet, un découplage lactate-PH et l'effet protecteur de l'hydroxocobalamine sont mis en évidence. La première partie de l'étude des tumeurs in vivo porte sur des modèles de tumeurs greffées en sous-cutané. Les temps de relaxation T1 et T2 #3#1P sont plus élevés dans un gliome de rat greffe sur des souris athymiques que dans le cerveau de rat. La croissance de ce modèle de tumeur et de plusieurs tumeurs humaines ainsi que l'effet d'un traitement sur un épendymoblastome murin ont été suivis in vivo par spectroscopie #3#1P. La seconde partie de l'étude de tumeurs porte sur un modèle de gliome de rat in situ dans le cerveau. La croissance de la tumeur est suivie par spectroscopie #3#1P et #1H. En spectroscopie #1H, trois techniques de localisation spatiale du signal différentes sont utilisées et comparées, deux d'entre elles étant assistées par l'imagerie. Enfin l'évolution de l'étendue et du métabolisme des territoires ischémies est suivie in vivo sur plusieurs jours par spectroscopie et imagerie #1H sur un modèle d'infarctus cérébral focalisé chez le rat.

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Kickler, Nils. "Mesure de glutamate cérébral chez l'homme et le petit animal par spectroscopie RMN in vivo, application à la maladie de Parkinson". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00084812.

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Abstract (sommario):

Ce travail a eu comme objectif de mettre en place des techniques de spectroscopie RMN du proton optimisées pour la détection du glutamate cérébral afin d'étudier des changements éventuels du métabolisme glutamatergique dans la maladie de Parkinson. En vue d'une application chez le patient, une approche de filtrage à double quanta et une méthode liée à la spectroscopie bi-dimensionnelle ont été évaluées à 3 Tesla sur un imageur corps entier. Une étude incluant dix patients atteints par la maladie de Parkinson idiopathique et dix volontaires sains a ensuite été réalisée, utilisant une méthode liée à la spectroscopie bi-dimensionelle et ciblant le noyau lenticulaire (putamen et globus pallidum). Aucun changement significatif du glutamate total (intra- et extracellulaire) n'a pu être mis en évidence comparant le patient sous traitement par levodopa (L-DOPA) ou ayant temporairement interrompu son traitement et le volontaire sain. Une tendance à la diminution de la creatine/phosphocreatine a été observée chez le patient. En vue d'une étude complémentaire sur le modèle animal, la méthode mise en œuvre chez le patient a été évaluée chez le rat à 7 Tesla. Une étude sur le rat traité par 6-hydroxydopamine (6-OHDA) a ensuite été réalisée, utilisant une séquence PRESS standard à un temps d'écho de 136 ms et ciblant le striatum. Sur le même animal, des spectres avant traitement à la 6-OHDA, après traitement et suivant une injection de levodopa ont été acquis. Aucun changement de glutamate n'a pu être mis en évidence, alors qu'une tendance à la réduction de la choline suivant le traitement à la 6-OHDA était observée. Nos résultats indiquent que les changements du métabolisme glutamatergique, ayant lieu dans le cadre de la maladie de Parkinson qui ont été mis en évidence dans le modèle 6-OHDA par d'autres méthodes, ne sont pas reflétés par des changements des concentrations du glutamate total mesuré par RMN in vivo.

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WARY, DUDEMAINE CLAIRE. "Spectroscopie rmn du glycogene in vivo et in vitro : nouvelles approches methodologiques et implications pour l'etude du metabolisme glucidique chez l'homme". Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112434.

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Abstract (sommario):

Dans la premiere partie de ce travail, nous abordons la dynamique du glycogene en solution, par la mesure, en spectroscopie du proton, de l'aimantation de regime en presence d'une forte irradiation rf hors-resonance. Nous etudions l'influence sur la relaxation dans le champ effectif, de mouvements a l'echelle de la microseconde. Nous etablissons que leur contribution peut etre demontree experimentalement sans recourir a une quelconque modelisation. L'analyse d'echantillons de glycogene de tailles et structures differentes, revele que la contribution de mouvements lents depend de la structure, mais qu'une rotation globale ne semble pas intervenir dans la relaxation. Ces resultats sont compatibles avec l'existence de mouvements individuels et collectifs au sein de la molecule. La deuxieme partie s'interesse a la methodologique de la determination de la concentration du glycogene par spectroscopie du carbone in vivo. Nous discutons les implications de l'heterogeneite de la relaxation sur la visibilite spectrale du glycogene et proposons des solutions pour resoudre certains problemes pratiques poses par la quantification. Apres un resume des methodes de quantification connues, nous presentons une nouvelle methode, par double reference a l'eau et aux lipides endogenes, dont nous detaillons le principe et les etapes de validation. La derniere partie decrit la preparation d'une etude clinique de l'effet d'une supplementation magnesique chez des diabetiques non insulino-dependant. L'interet medical de l'etude, et les questions que permettra d'aborder la rmn sont resumes. Sont ensuite exposes les developpements effectues pour integrer au sein d'un meme protocole les mesures de synthese du glycogene, de concentration du magnesium intracellulaire par spectroscopie phosphore et de perfusion par plethysmographie rmn. Nous validons experimentalement une methode originale d'analyse des spectres phosphore par distribution de wigner. La mise en uvre de ces outils est illustree au cours de la resynthese de glycogene apres un exercice musculaire intense

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HENRY, PIERRE-GILLES. "Spectroscopie rmn in vivo du cerveau a 3 tesla : developpements methodologiques pour l'etude de modeles animaux de la maladie de huntington". Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066210.

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Abstract (sommario):

Le but de ce travail de these etait de developper de nouveaux outils pour etudier par spectroscopie rmn in vivo a 3 tesla des modeles animaux (rat et primate) de la maladie de huntington. La premiere partie presente trois developpements methodologiques originaux. Tout d'abord, une nouvelle methode est decrite pour corriger la frequence du spectrometre en temps reel, en utilisant le signal de l'eau intracerebrale comme reference de frequence. Cette methode permet d'acquerir des spectres stables meme en presence d'une derive de la frequence de l'aimant. Ensuite, une nouvelle methode appelee semiselective proton-observed carbon-edited (spoce) est proposee pour detecter separement et simultanement en proton les signaux du 4- 1 3cglutamate et du 3- 1 3cglutamate, alors que ces signaux se superposent a 3 tesla. Cette nouvelle technique rend possible la mesure en proton des cinetiques de marquage en 1 3c des carbones 3 et 4 du glutamate a partir du 1- 1 3cglucose a 3 tesla. La modelisation de ces cinetiques permet de calculer la vitesse du cycle de krebs. Enfin, une nouvelle methode est suggeree pour mesurer directement par spectroscopie differentielle la resonance du gaba sans contamination par le signal des macromolecules. Ces trois developpements methodologiques sont analyses en detail, puis valides in vitro et in vivo. La deuxieme partie de ce memoire decrit les premieres applications de ces developpements au modele animal 3-np de la maladie de huntington. Celle-ci se caracterise par une degenerescence selective des neurones gaba dans le striatum associee a un dysfonctionnement du metabolisme energetique. L'intoxication au 3-np provoque des lesions similaires chez l'animal. Une premiere application montre que la naa est un

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LE, JEUNE LE TALLEC NATHALIE. "Exploration pharmacologique des composantes mecaniques et metaboliques de la fatigue musculaire par spectroscopie de rmn du 31p in vivo (doctorat : biol. sante)". Rennes 1, 1996. http://www.theses.fr/1996REN1B012.

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Valette, Julien. "Spectroscopie RMN in vivo et métabolisme énergétique cérébral : apport de la pondération en diffusion et de la détection 31P pour l'évaluation du statut énergétique chez le primate". Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066094.

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Marchadour, Charlotte. "Spectroscopie RMN cérébrale pour l'étude du milieu intracellulaire in vivo : développements méthodologiques pour la diffusion à courtes échelles de temps et pour la mesure du pH en détection 31P". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00856086.

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Abstract (sommario):

La spectroscopie RMN est un moyen unique d'évaluer l'environnement cellulaire in vivo. En effet, les molécules observées sont exclusivement intracellulaires, et ont en général un rôle biochimique ainsi qu'une compartimentation cellulaire spécifique. C'est donc un outil potentiellement utile pour comprendre le fonctionnement des cellules dans leur environnement. Mon travail de thèse consistait à développer de nouvelles séquences en spectroscopie de diffusion et en spectroscopie du phosphore 31.Mon premier travail a été de développer une séquence de spectroscopie de diffusion à temps de diffusion ultra-court pour observer la diffusion anormale dans le cerveau de rat. L'évolution de l'ADC en fonction du temps de diffusion montre que le transport des métabolites dans le cerveau se fait essentiellement par diffusion aléatoire et que la contribution des transports actifs (s'ils existent) est négligeable. La modélisation de ces données a mis en évidence que la spectroscopie de diffusion à court temps de diffusion était sensible à la viscosité du cytoplasme et à l'encombrement à courte échelle. Cette technique a donc été choisie lors d'une collaboration avec la firme Eli Lilly pour le suivi de souris transgéniques (rTg4510), modèle de taupathie. Les résultats préliminaires font apparaitre des différences significatives d'ADC à un stade précoce de la neurodégénérescence (3 et 6 mois). La spectroscopie RMN du phosphore 31 permet d'observer des métabolites directement impliqués dans le processus énergétique. Au cours de cette thèse, des séquences de localisation ont été développées pour pouvoir mesurer le pH intracellulaire dans le striatum de macaque. A terme, ces séquences seront utilisées pour évaluer l'utilité potentielle du pH comme biomarqueur de la neurodégénérescence dans un modèle phénotypique de la maladie de Huntington chez le macaque.

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Roussel, Tangi. "Développements de méthodes de traitement et d’acquisition du signal pour la Spectroscopie de Résonance Magnétique 2D in vivo". Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10114/document.

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Abstract (sommario):

La Spectroscopie de Résonance Magnétique (SRM) constitue un outil non-invasifunique pour l’exploration biochimique du métabolisme des organismes vivants. Cependant,en raison des champs magnétiques couramment utilisés chez l’homme etle petit animal, la SRM in vivo du proton ne permet pas de quantifier précisémentla concentration de tous les métabolites présents dans le cerveau. La SRM à deuxdimensions spectrales (SRM 2D), technique utilisée en routine en chimie, permetde séparer efficacement les signatures spectrales des métabolites facilitant ainsi leuridentification et leur quantification en termes de concentrations. Les travaux réalisésdans le cadre de cette thèse concernent le développement de méthodes d’acquisitionet de quantification de spectres RMN 2D J-résolus in vivo et sont présentéssuivant deux axes majeurs. Le premier axe concerne les travaux relatifs à la SRM2D J-résolue conventionnelle qui ont fait l’objet du développement d’une séquenceJ-PRESS sur un imageur 7 T pour l’acquisition de spectres 2D sur le cerveau de rat.Les données acquises sont traitées avec une méthode d’analyse spectrale développéeet optimisée spécifiquement pour la quantification de données SRM 2D J-résolues,reposant sur une connaissance a priori et un ajustement numérique dans le domainetemporel. Le second axe concerne les travaux relatifs à la réduction de la duréed’acquisition en SRM 2D avec le développement de techniques basées sur le conceptrécent de RMN ultrarapide. Une nouvelle séquence de SRM 2D J-résolue ultrarapidea été développée et validée sur un imageur 7 T et a permis l’acquisition de spectres2D complets avec une durée d’acquisition de l’ordre de la seconde
In vivo proton Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) is a powerful tool for metabolicprofiling because this technique is non-invasive and quantitative. However,conventional localized spectroscopy presents important in vivo metabolic informationthrough overlapped spectral signatures greatly affecting the quantification accuracy.Two-dimensional (2D) MRS, originally developed for analytical chemistry,has great potential to unambiguously distinguish metabolites. Therefore, metabolitequantification is improved allowing accurate estimation of their concentrations. Inthis thesis, the research findings are presented under two main headings. The firstline of research focuses on conventional 2D MRS J-resolved. A J-PRESS sequencewas developed allowing the acquisition of in vivo 2D MRS spectra, which were processedby a dedicated quantification method. Experiments were performed on therat brain using a 7 T imaging system and different sampling strategies were evaluated.The quantification method, specifically developed to handle 2D J-resolved MRSdata quantification in time domain, is based on a strong prior-knowledge. However,2D MRS suffers from long acquisition times due to the collection of numerous incrementsin the indirect dimension. Therefore, the second line of research focuseson the reduction of acquisition time using recently developed methods based on theultrafast NMR concept. A new pulse sequence was designed, allowing 3D localizedultrafast 2D J-resolved spectroscopic acquisition on a 7T small animal imaging system. This breakthrough allows the acquisition of a complete 2D spectrum in a singlescan, resulting in acquisition times of a few seconds

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Provent, Peggy. "Imagerie spectroscopique et spectroscopie localisée par RMN du proton in vivo : application à l'étude de la physiopathologie tumorale par cartographie des métabolites et du pH extracellulaire dans un modèle expérimental de gliomes C6". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10275.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail était d'optimiser les conditions ainsi que les techniques d'acquisition par spectroscopie et par imagerie spectroscopique par RMN du proton in vivo, chez le petit animal pour les appliquer à des études biologiques. Les conditions d'acquisitions ont été améliorées par la mise en place d'une technique de correction automatique des inhomogénéités de champ magnétique. Les séquences d'acquisition ont été optimisées par l'utilisation de la technique de suppression d'eau VAPOR et par l'utilisation de l'imagerie spectroscopique par encodage spiral à temps d'écho court. Le pH extracellulaire (pHe) dans les tumeurs est plus acide que dans le tissu sain. Cette acidité semble être un facteur favorisant la prolifération. A l'aide d'une nouvelle molécule sonde, l'ISUCA, nous avons utilisé l'imagerie spectroscopique pour cartographier la distribution de pH extracellulaire dans les tumeurs et la comparer avec la distribution du lactate. Celles-ci ne sont pas corrélées spatialement, de plus à la suite d'une hyperglycémie, les quantités de lactate et de protons augmentent de manière globale mais avec une corrélation spatiale négative. Ces résultats suggèrent une redistribution des protons des sites de la glycolyse vers des pompes membranaires. Le second projet biologique portait sur l'étude du rôle de l'ammonium dans la régulation de la glycolyse dans le cerveau. L'hyperammoniémie augmente la concentration de lactate cérébral: j'ai montré que cette augmentation peut être transitoire, ce qui est une condition incontournable pour un éventuel rôle physiologique de l'ammonium dans le couplage métabolique entre neurones et astrocytes
The aim of this work was to optimize the conditions and the acquisition techniques for spectroscopy and spectroscopic imaging by 1H NMR in vivo in small animals and to apply these techniques to two biological topics. Acquisition conditions have been improved by the use of an automatic correction of B0 field inhomogeneities. Sequences have been improved by the use of an optimized water suppression scheme (VAPOR) and of spiral encoding gradients for short echo time spectroscopic imaging. Extracellular pH (pHe) in tumors is more acidic than in normal tissue. This acidity contributes to tumor proliferation. With a new probe molecule, ISUCA, we used spectroscopic imaging to map the distribution of pHe in C6 gliomas and compared it with the distribution of lactate. The two distributions are not spatially correlated. After hyperglycemia, lactate and protons quantities are globally increased but with a negative spatial correlation. This result suggests that proton are redistributed from sites of glycolysis to membrane pumps. The aim of the second project was to study the role of ammonium in the regulation of glycolysis in the brain. Hyperammonemia increases lactate concentration in the brain. I showed that this increase can be transient, which is a required condition for ammonium to play a physiological role in metabolic interaction between astrocytes and neurones

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Chaumeil, Myriam. "Mesure du métabolisme énérgétique cérébral par RMN du 31P in vivo : validation méthodologique multimodale et application à l'étude de la neurodégénérescence". Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112365.

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Abstract (sommario):

Au cours des dernières décennies, des techniques de neuroimagerie atraumatiques et non invasives visant à évaluer les flux métaboliques cérébraux ont été développées. Parmi elles, la spectroscopie par résonance magnétique (SRM) du 31P présente l'avantage de permettre la mesure directe du flux cérébral de synthèse d'ATP, mais apparaît encore à ce jour un défi méthodologique. Dans une première étude de neuroimagerie multimodale, la consommation régionale de glucose CMRglc, la vitesse du cycle de Krebs (Vtca) et la vitesse de synthèse d'ATP (Vatp) ont été mesurées dans le cerveau de primate sain respectivement par TEP (tomographie par émission de positrons) 18F-FDG, SRM du 13C et transfert de saturation par SRM du 31P. La cohérence de ces trois flux a permis de valider la méthode de transfert de saturation par SRM du 31P pour la mesure directe de Vatp cérébrale. L'intérêt de la SRM du 31P a ensuite été évalué sur des patients atteints de la maladie de Huntington (MH). Un maintien de l’homéostasie métabolique, une diminution non significative de Vatp, et une augmentation significative du pH ont été mis en évidence dans le cerveau de ces patients. L'alcalinisation cérébrale, pour la première fois mesurée dans la MH, présentait de plus une corrélation avec les scores cliniques moteurs. Au vu de ce résultat, une étude visant à évaluer la précocité des variations de pH associées à la MH a été réalisée sur un modèle rongeur au cours d'une intoxication chronique à l'acide 3-nitropropionique (3NP). Une augmentation significative du pH précédant l'apparition de lésions striatales a été mise en évidence, démontrant la potentialité du pH comme biomarqueur précoce de la MH
Neuroimaging methods have considerably developed over the last decades and offer various non-invasive approaches for measuring cerebral metabolic fluxes. Among these methods, 31P magnetic resonance spectroscopy (MRS) has the particularity to directly measure cerebral ATP synthesis, but is still methodologically challenging. In this context, a multimodal neuroimaging study was performed in order to validate the saturation transfer 31P MRS method as a quantitative measurement of brain ATP synthesis. Glucose consumption (CMRglc), TCA cycle flux (Vtca ) and rate of ATP synthesis (Vatp) were measured in primate monkeys using 18F-FDG PET scan, indirect 13C MRS and saturation transfer 31P MRS, respectively. The consistency of these three fluxes with literature and, more interestingly, one with each other, demonstrated the robustness of saturation transfer 31 P MRS for directly evaluating ATP synthesis in the living brain. The potential of 31P MRS was then evaluated on Huntington's disease patients. Stability of metabolic homeostasis, non-significant decrease in Vatp, and significant increase in cerebral pH were shown in HD patient's brain. The increase in cerebral pH, detected for the first time in MH, was correlated with motor scores. Given these results, in order to assess the precocity of pH variations associated with MH, a study was performed on a rodent chronic model of MH. A significant increase in cerebral pH was detected before any lesions evidence, showing the potentiality of pH measurement as early biomarker of MH

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Lotito, Serge. "Applications de la spectroscopie RMN in vivo a l'étude de la neuropharmacologie du système nerveux central du rat : effets métaboliques du cyanure de potassium : pharmacocinétique et pharmacologie du 5-fluoro-uracile". Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10140.

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Abstract (sommario):

Avant le développement de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire in vivo, il était difficile de suivre des métabolismes intracellulaires en temps réel sur un même animal. Dans ce travail, nous avons montre que la spectroscopie RMN in vivo permettait d'observer in situ les désordres du métabolisme cérébral et de suivre l'efficacité d'une thérapie. Pour cela, nous avons utilisé la technique d'antennes de surface chroniquement implantées à la surface du crâne des rats. Nous avons, dans un premier temps, montre l'intérêt de la spectroscopie RMN in vivo pour la vérification de concepts métaboliques tel que le concept d'acidose lactique. Parallèlement, nous avons pu montrer l'importance des anesthésiques sur le métabolisme énergétique et sur les pouvoirs tampons intra et extracellulaires. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence l'importance de la spectroscopie RMN pour le suivi pharmacologique et pharmacocinétique de drogues fluorées telles que le 5-FU dans le cerveau sain et le cerveau porteur d'un gliome expérimental. La possibilité de différencier la pharmacocinétique du principe actif dans le tissu sain comparativement au cerveau tumoral permet de proposer des possibles applications cliniques.

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Bucur, Adriana. "Spectométrie de RMN quantitative in vivo pour la mesure des lipides hépatiques chez l'homme et des métabolites cérébraux chez un modèle murin de neuro-inflammation". Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10094.

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Abstract (sommario):

La SRM proton constitue un outil non invasif unique pour l'exploration biochimique quantitative des tissus vivants. Les deux études présentées dans cette thèse visent à maîtriser chacune des phases impliquées depuis l’acquisition des données jusqu’à l’estimation fiable et précise des profils métaboliques des tissus explorés. Des protocoles expérimentaux d’acquisition des signaux de spectrométrie de résonance magnétique proton in vivo à temps d’écho courts ont été définis puis optimisés pour une application pré-clinique (souris) sur un imageur 4.7T et pour une étude en environnement clinique menée à 1.5T. La première étude a permis de mesurer longitudinalement les altérations des métabolites cérébraux (N-acétyl-aspartate, choline, créatine, taurine) chez un modèle murin de neuro-inflammation sur un imageur 4.7T, et la seconde étude avait pour objectif la mesure de la quantité totale et la composition lipidique hépatique en environnement clinique à 1.5T chez des sujets stéatosiques. Des méthodes d’estimation des contributions métaboliques et lipidiques adaptées aux propriétés physiques de signaux ont été validées pour chacune de ces applications. Ces méthodes sont fondées sur des algorithmes de moindres carrés non linéaires. Des stratégies multi-tirages des valeurs initiales et des contraintes ont été favorablement validées. Les atouts et les originalités de ce projet reposent sur les développements synergiques des protocoles d’acquisitions et des méthodes de traitement du signal associées. Ces développements ont pour vocation d’enrichir la palette des informations biochimiques collectées pour l’aide au pronostic et diagnostic médical
The proton MRS is a unique non-invasive method to quantitative biochemical exploration of living tissues. The studies presented in this thesis aim to handle each one of the involved steps, from data acquisition to reliable and precise metabolic profile estimation of explored tissues. Protocols for experimental acquisition of in vivo, short echo-time magnetic resonance signals were defined, and optimized for a pre-clinical application (mice) on a 4.7T scanner and for a clinical study at 1.5T. The first study allowed yo measuring cerebral metabolite (N-acetyl-aspartate, choline, creatine, taurine) alterations along time in a murine model of neuro-inflammation on a 4.7T scanner and the second study aimed to measure the total quantity and the composition of liver fat in patients with hepatic steatosis in a clinical environment at 1.5T. Signal processing methods for metabolite and fat contribution estimates, coping with physical signal properties were validated for both studies. These methods are based on non-linear least squares algorithms. Multiple starting values and constraints strategies were successfully validated. The assets and the originality of this project are based on the synergic developments of acquisition protocols and the associated signal processing methods. These developments were designed to enrich the list of the biochemical information non-invasively measured, in order to help medical prognostic and diagnostic

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Najac, Chloé. "Spectroscopie RMN du 1H pondérée en diffusion, du 13C et du 17O : développements méthodologiques pour l’étude de la structure et de la fonction cellulaire in vivo". Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112242/document.

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Abstract (sommario):

La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) est un outil puissant permettant d’acquérir des profils biochimiques du cerveau et de quantifier de nombreux paramètres cellulaires in vivo. Au cours de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à trois techniques : (i) la spectroscopie RMN du 1H pondérée en diffusion, (ii) la spectroscopie RMN du carbone-13 (13C) et (iii) de l’oxygène-17 (17O) pour étudier la microstructure et la fonction cellulaire in vivo.Les métabolites cérébraux sont des traceurs endogènes spécifiques d’un type cellulaire (neurones et astrocytes) dont la diffusion dépend des nombreuses propriétés cellulaires (par exemple la viscosité du cytosol et la restriction intracellulaire). L’étude de la dépendance du coefficient de diffusion (ADC) aux temps de diffusion (td) permet de quantifier chacun de ces paramètres. En particulier, la mesure de l’ADC aux td longs permet d’évaluer la compartimentation des métabolites. Dans une première étude, nous avons mesuré l’ADC de plusieurs métabolites neuronaux et astrocytaires sur une large gamme de td (de ~80 ms à ~1 s) dans un large voxel dans le cerveau du macaque. Aucune dépendance de l’ADC de l’ensemble des métabolites au td n’a été observée suggérant que les métabolites diffusent majoritairement dans les prolongements neuronaux (axones, dendrites) et astrocytaires et ne sont pas confinés dans le corps cellulaire ou les organelles (mitochondries, noyau). La grande taille du voxel, liée à la sensibilité de détection limitée, ne nous a pas permis d’étudier la compartimentation des métabolites dans la substance blanche (SB) et la substance grise (SG). C’est pourquoi, une nouvelle étude a été réalisée dans le cerveau de l’Homme. Les résultats montrent que les métabolites diffusent dans des structures fibrillaires dans la SG et la SB. Enfin, une dernière étude, avec une gamme de td jusqu’à 2 s chez le macaque, nous a permis d’estimer, à l’aide de modèles analytiques simples mimant la structure cellulaire, la longueur des fibres neuronales (~110 μm) et astrocytaires (~70 μm). L’oxydation du glucose au sein des mitochondries permet de produire l’ATP (adénosine triphosphate), la principale source d’énergie de l’organisme. La spectroscopie du 13C permet de mesurer la vitesse de dégradation du glucose dans le cycle de Krebs (VTCA). Cette méthode est largement reconnue pour l’étude du métabolisme. Néanmoins, de nombreuses limitations, en termes de modélisation des données en détection indirecte ou de puissance émise dans le contexte du découplage hétéronucléaire en détection directe, ont été rencontrées sur notre scanner IRM. C’est pourquoi, la spectroscopie du 17O a ensuite été développée afin de quantifier la vitesse de consommation de l’oxygène pendant la phosphorylation oxydative (CMRO2). Des développements méthodologiques et technologiques ont été nécessaires et sont encore en cours pour mettre en place et valider cette technique qui n’a encore jamais été utilisée chez le macaque
Magnetic Resonance Spectroscopy is a unique tool that allows acquiring brain biochemical profiles and quantifying many cellular parameters in vivo. During this thesis, three different techniques have been developed: (i) 1H diffusion-weighted, (ii) carbone-13 (13C) and (iii) oxygen-17 (17O) NMR spectroscopy to study brain structure and function in vivo. Brain metabolites are cell-specific endogeneous tracers of the intracellular space whose translational diffusion depends on many cellular properties (e.g.: cytosol vicosity and intracellular restriction). Studying the variation of the diffusion coefficient (ADC) as a function of diffusion time (td) allows untangling and quantifying those parameters. In particular, measuring metabolites ADC at long diffusion times gives information about the metabolites compartmentation in cells. In a first study, we measured neuronal and astrocytic metabolites ADC over a large time window (from ~80 ms to ~1 s) in a large voxel in the macaque brain. No dependence of all metabolites ADC on td was observed suggesting that metabolites primarily diffuse in neuronal (dendrites and axons) and astrocytic processes and are not confined inside the cell body and organelles (nucleus, mitochondria). The large size of the voxel, due to low detection sensitivity, did not allow us to study metabolites compartmentation in pure white (WM) and grey matters (GM). Therefore, we performed a new study in the human brain. Results showed that in both WM and GM metabolites diffuse in fiber-like cell structure. Finally, using an even larger time window (up to 2 s) in the macaque brain and analytical models mimicking the cell structure, we estimated the length of neuronal (~110 μm) and astrocytic (~70 μm) processes. ATP (adenosine triphosphate), the main source of energy in the organism, is produced thanks to glucose oxidation inside the mitochondria. 13C NMR spectroscopy is a well-known technique to study brain energy metabolism and can be used to estimate the rate of glucose degradation within the Krebs cycle (VTCA). However, many limitations, concerning data modeling when performing indirect detection or power deposition due to heteronuclear decoupling during direct detection, were encountered on our MRI scanner. Therefore, 17O NMR spectroscopy was developed to quantify the rate of oxygen consumption during oxidative phosphorylation (CMRO2). Methodological and technological developments were necessary and are still ongoing to validate this technique, which has never been used with macaque

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Beuste, Christophe. "Analyse modulaire in vivo du contrôle du flux énergétique dans le muscle squelettique de rat par spectroscopie RMN 31P : influence de l'hypoxie et de l'activité physique". Bordeaux 2, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR21483.

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Abstract (sommario):

Nous étudions les propriétés cinétiques in vivo de l’énergétique dans le muscle squelettique actif. Le métabolisme énergétique est abordé comme un système de transfert d’énergie via des intermédiaires métaboliques : un système à deux modules (Producteur et Consommateur) connectés par un intermédiaire énergétique commun (PCr). L’analyse MoCA associée à la mesure de PCr par SRM 31P permet d’obtenir in vivo les coefficients d’élasticité et de contrôle pour une large gamme d’activité. Notre première étude montre un déplacement du contrôle sur le flux, de la demande vers la production, à mesure que l’activité contractile augmente; ce changement est principalement dû à un changement de sensibilité du Producteur vis-à-vis des intermédiaires énergétiques. L’analyse top-down d’élasticité est utilisée pour identifier les cibles de l’hypoxie chronique (6 semaines, 10,5%O2), de l’hypothyroïdisme et de l’activité physique chronique, décrits comme des stress pouvant modifier des réactions du Producteur et/ou du Consommateur. Les propriétés internes du système ne sont pas affectées par les changements de masse mitochondriale et/ou du type de fibres musculaires. La détermination expérimentale des propriétés internes du système permet de quantifier l’effet direct de l’hypoxie aiguë. Dans nos conditions, la principale adaptation du métabolisme énergétique à l’hypoxie chronique est une baisse de la sensibilité du Producteur vis-à-vis d’une diminution de l’O2 ambiant. La mise au point de notre approche permet d’étudier de manière intégrée le métabolisme énergétique du muscle squelettique et d’identifier les altérations fonctionnelles suite à des stimuli physiologiques ou pathologiques
We attempted to describe quantitatively the main kinetic properties of energy metabolism of contracting skeletal muscles of rats in vivo. For that, energy metabolism was defined as a two-module system (supply-demand) connected by energetic intermediate (PCr as representative) assessed in vivo by 31P MRS; such a simplification allowed application of top-down (modular) control analysis to obtain elasticity and control coefficients over a broad spectrum of muscle activities. The main finding of our first study was the shift of control over the contraction from demand at low workloads to supply at high workloads. This was mainly due to the change in sensitivity of supply toward energetic intermediates. Top-down elasticity analysis was used to identify the targets (supply and/or demand) of hypoxic conditioning (6 weeks at 10. 5% O2), hypothyroïdism and chronic physical activity, described as stress generating muscle remodelling. No change in the elasticity of neither supply nor demand toward intermediates were observed: internal properties of the system were unaffected by reported changes in mitochondrial content and/or change in fibre type composition. Once internal properties experimentally obtained, the direct effect of acute hypoxia by measuring the contraction energy flux change was quantified. The main response of energy metabolism to chronic hypoxia was the decrease in sensitivity of supply toward acute decrease in ambient O2. As demonstrated by these applications, the design and set up of our experimental modular approach has the potential to detect a number of physiological effects on energy metabolism of skeletal muscle at a system level of integration

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Maurice, Michel. "Participation à la construction d'un spectromètre RMN in vivo : application à la mesure des variations de volume de l'eau au niveau du vertex chez l'homme en microgravité simulée". Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO1T009.

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Bertoldi, Didier. "Apport méthodologique aux mesures de la perfusion et du métabolisme énergétique par RMN in vivo chez le petit animal et applications à l'exploration fonctionnelle du muscle strié squelettique squelettique". Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066521.

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Boumezbeur, Fawsi. "Evaluation de la spectroscopie RMN in vivo pour l'exploration de processus neurodégénérarifs : suivi longitudinal de l'atteinte striatale dans le modèle 3NP de la maladie de Huntington chez le primate". Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112006.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette these etait de suivre longitudinalement les alterations striatales chez le macaque traite par le 3np a l’aide d’une approche multimodalites centree sur la spectroscopie rmn in vivo. D’abord, sur la base d’une analyse morphometrique d’images t1 haute resolution et d’une quantification automatique de spectres 1h press a te court, les concentrations absolues d’une dizaine de metabolites cerebraux ont ete mesurees dans le striatum de macaques. Puis, une methode originale de mesure du metabolisme oxydatif cerebral a ete developee. Cette approche a permis de detecter simultanement les cinetiques d’enrichissement en 13c des positions c3 et c4 du glutamate lors d’une perfusion de [u-13c6]glucose a partir de spectres 1h press. La modelisation de ces cinetiques a permis de mesurer vkrebs avec une sensibilite optimale. Enfin, le recalage des donnees rmn et tep-fdg a ete utilise pour comparer les mesures de vkrebs avec celles de cmrglc. Ces developpements methodologiques ont ete valides et ont permis d’etablir des valeurs de reference pour le profil biochimique et pour vkrebs chez 3 singes contrôles. Les mesures ont ensuite ete effectuees au cours d’un protocole d’intoxication au 3np, présentant des baisses de concentrations du gaba (-64%) et de la glutamine (-31%) accompagnees de diminutions concomitantes de vkrebs (-44%) et de cmrglc (-46%). Ces alterations precedent l’apparition de lesions en irm. Ces resultats plaident en faveur d’un couplage entre le metabolisme energetique et la neurotransmission gabaergique. Par ailleurs, elles soulevent la question d’un role eventuel de la neurotransmission gabaergique dans la pathogenese de la maladie de huntington
The aim of this work was the longitudinal study of striatal alterations associated with chronic 3np treatment in monkeys using a multimodality approach centered on in vivo nmr spectroscopy. First, based on the combination of high resolution mri segmentation and automatic quantitation procedure of 1h press spectra, absolute concentrations of up to 10 brain metabolites have been measured in the striatum of macaque monkeys. Besides, a new method was developed to measure oxidative metabolism. This approach allowed for the simultaneous detection of glutamate c3 and c4 13c-labeling at 3 tesla during an infusion [u-13c6]glucose, using a simple 1h press sequence with an optimal sensitivity. The tricarboxylic acid cycle rate (vtca) was calculated by fitting a metabolic model to these kinetic data. Finally, co-registration of nmr and pet-fdg data was used to achieved direct comparison of vtca and cmrglc measurements. These methodological developments were validated and permitted the determination of control values for the biochemical profile and vtca for 3 monkeys. Then, these developments were applied to characterize striatal degeneration upon 3np intoxication. Immediate alterations of gaba (-64%) and glutamine (-31%) levels were detected with concomitant decrease of vtca (-44%) and cmrglc (-46%). These changes precede the apparition of striatal lesions on mri. These results might reflect an alteration of gabaergic neurotransmission, arguing in favor of a coupling with energy metabolism. The extent to which gabaergic neurotransmission is altered in huntington’s disease remains to be explored

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Serres, Sébastien. "Etude par RMN ex vivo chez le rat des interactions métaboliques entre neurones et cellules gliales : rôle du lactate dans le couplage entre métabolisme énergétique et activité cérébrale". Bordeaux 2, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR21225.

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Abstract (sommario):

Nous avons étudié le métabolisme du glucose et du lactate dans le cerveau de rats sous différents niveaux d'activité cérébrale par l'utilisation de pentabarbital, d'αchloralose et de morphine. L'analyse du marquage des métabolites cérébraux après perfusion de [1-13C]glucose + lactate ou du glucose + [3-13C]lactate démontre le lien entre les activités métabolique et électrique, la synthèse de lactate dans les astrocytes, et que la contribution du lactate au métabolisme neuronal augmente avec l'activation cérébrale, en accord avec l'hypothèse d'un transfert de lactate des astrocytes aux neurones lors de l'activation. Nous avons étudié le métabolisme du glucose et de l'acétate pour deux niveaux d'activité cérébrale. L'analyse du marquage des métabolites après perfusion de [1-13C]glucose + acétate ou du glucose + [2-13C]acétate démontre que le recyclage du pyruvate observé dans le cerveau est d'origine hépatique et un découplage entre le métabolisme oxydatif neuronal et astrocytaire
We studied glucose and lactate metabolism in the rat brain under various depressed states using pentobarbital, αchloralose and morphine. Analysis of brain metabolites labelled after infusion with either [1-13C]glucose + lactate or glucose + [3-13C]lactate showed the link between metabolic and electric activities, brain lactate synthesis in astrocytes, and that the contribution of lactate to neuronal metabolism increases with cerebral activation, in agreement with the assumption of the transfer of lactate from astrocytes to neurons during cerebral activation. Also we studied glucose and acetate metabolism in the rat brain under two different levels of cerebral activity. The labelling analysis of brain metabolites after infusion with either [1-13C]glucose + acetate or glucose + [2-13C]acétate showed that pyruvate recycling observed in brain comes from hepatic metabolism, and evidenced the uncoupling between neuronal and astrocytic oxidative metabolism

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Loubinoux, Isabelle. "Mise en évidence des potentialités des techniques de RMN "in vivo" pour caractériser la dynamique des évènements métaboliques cérébraux : par spectroscopie 1D et 2D au cours d'une activation cérébrale par imagerie de diffusion et de T2 consécutivement àune ischémie cérébrale". Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA11T024.

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DOAN, BICH-THUY. "Developpement de methodes d'etudes de milieux complexes par spectroscopie de resonance magnetiques nucleaire a deux dimensions. Analyse de polyaromatiques de melanges petroliers par selection de systemes de spins. Mise au point de sequences 2d adaptees a la rmn in vivo". Paris 11, 1994. http://www.theses.fr/1994PA112088.

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Abstract (sommario):

Ce travail concerne le developpement de l'aspect methodologique de la spectroscopie rmn 2d d'une part, dans le but d'analyser la composition de polyaromatiques de melanges petroliers de gazoles, et d'autre part, pour l'etude des milieux vivants par rmn 2d et 2d localisee. Ces deux domaines peuvent en effet beneficier d'outils rmn analogues pour etre explores. Dans le cas des melanges petroliers, le probleme principal de l'analyse a ete de trier l'information presente afin d'en tirer des identifications. Pour ce faire, compte tenu du type de molecules polyaromatiques petrolieres qui sont des systemes de spins multi-quanta caracteristiques, nous avons etudie differentes sequences homonucleaires telles les sequences de filtres multi-quanta (tqf-cosy, e-cosy) et la sequence tocsy. L'etude de cette derniere a conduit a une methode de caracterisation des composes polyaromatiques; d'une part, a partir des empreintes 2d specifiques des systemes de spins et d'autre part, a partir des courbes d'evolution des intensites de pics de correlation tocsy en fonction du temps de melange m, courbes specifiquement correlees a un systeme de spin particulier. Par ailleurs, nous avons montre qu'il etait possible de quantifier les produits identifies. Ainsi, nous avons pu proceder a leur analyse. Dans le cas des milieux vivants, nous avons adapte et developpe des sequences 2d. Notamment, nous avons montre l'interet d'une sequence 2d phasee: la tocsy pour l'etude de muscles de souris. En outre, nous avons mis au point la premiere sequence de rmn 2d in vivo localisee (vosy-cosy) appliquee chez l'homme, utilisant les techniques de gradients de l'imagerie pour la localisation et celles de la spectroscopie pour creer la sequence. Celle-ci permettant d'etudier une zone precise, les perspectives d'applications sont particulierement importantes pour explorer les milieux vivants

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Nicoli, François. "La spectroscopie de resonance magnetique a haute resolution du liquide cephalo-rachidien humain : une nouvelle methode d'exploration metabolique des pathologies non infectieuses du systeme nerveux central". Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22069.

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Abstract (sommario):

Nous avons developpe une nouvelle methode d'exploration du metabolisme cerebral basee sur l'analyse du profil metabolique du lcr determine par spectroscopie de resonance magnetique (srm) du proton a haute resolution in vitro. Pour cela, nous avons mis au point un protocole d'analyse combinee du lcr et du serum par srm a haute resolution in vitro et hplc et developpe des programmes d'analyse automatique des spectres complexes de rmn a haute resolution. Les resultats sont ensuite traites par une analyse statistique en composantes principales. Nous montrons qu'il est ainsi possible de separer des groupes de pathologies neurologiques variees et qu'il existe une correlation entre l'eloignement de la representation graphique d'un individu par rapport a celle de la population controle et la severite de l'atteinte neurologique clinique. Nous avons effectue la premiere evaluation du metabolisme cerebral par srm du lcr in vitro au cours de pathologies degeneratives du systeme nerveux central (snc) chez l'homme: la maladie de huntington et les demences corticales degeneratives. Nous avons egalement realise la premiere exploration integree du metabolisme cerebral par srm a haute resolution du lcr et du serum in vitro combinee a la srm localisee cerebrale in vivo. Cette methode a ete appliquee a l'etude de la maladie de marchiafava-bignami et des complications neurologiques des deficits en cobalamine. Par sa plus grande sensibilite et l'identification plus aisee de nouveaux metabolites la srm du lcr et du serum in vitro autorise une meilleure comprehension des anomalies metaboliques detectees par la srm localisee cerebrale in vivo. Nos resultats demontrent l'interet, et la possibilite actuelle du developpement clinique de cette analyse integree du metabolisme cerebral par srm combinee in vitro et in vivo pour le diagnostic, le suivi therapeutique ou l'evaluation pharmacologique de nouvelles molecules dans diverses pathologies du snc chez l'homme

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Lussier, Jonathan. "Distinction d'isomères de spins par spectroscopie RMN". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4791.

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Abstract (sommario):

Depuis 1946, la communauté scientifique qui s'est intéressée à la distinction des isomères de spin par résonance magnétique nucléaire (RMN) en ce qui concerne l'analyse de l'hydrogène moléculaire tenait pour acquis que seul H[indice]2 -ortho était magnétique tandis que H[indice]2 -para se devait d'être transparent. L'utilisation d'une méthodologie de comptage de spin (spin-counting) pour la RMN[exposant]1 H a permis de démontrer que pour une paire d'atomes d'hydrogène identiques et indiscernables, la détection par RMN[exposant]1 H n'effectuait aucune différenciation en ce qui concerne les espèces ortho et para. Cette méthodologie fut appliquée à différents composés tels que l'hydrogène (H[indice]2 ), l'acétylène (C[indice]2 H[indice]2 ), l'eau (H[indice]2 O), le dichlorométhane (CH[indice]2 Cl[indice]2 ) et le dibromométhane (CH[indice]2 Br[indice]2 ). De plus, deux expériences RMN[exposant]1 H ont été mises au point pour permettre l'observation de ce phénomène avec des échantillons sous leurs états gazeux puis pour certains, sous leurs formes liquides. La quantification du signal RMN[indice]1 H correspondant à un échantillon gazeux fut réalisée à partir de l'équation des gaz parfaits tandis que pour la forme liquide, seule la densité à une température donnée est utilisée. Dans les deux cas, il a été possible de déterminer le nombre de molécules présentes dans un volume donné puis d'en effectuer la corrélation avec l'intensité du signal RMN[exposant]1 H observé. Pour obtenir une analyse quantitative du phénomène, l'utilisation d'un contrôle s'est avérée nécessaire pour être en mesure de vérifier la validité de la mesure et pour ce faire, le chloroforme fût employé. Ce composé agit à titre de contrôle, car il ne possède qu'un seul proton. Le chloroforme n'est donc pas soumis à la statistique de spin nucléaire. Les résultats obtenus en phase liquide tout comme en phase gazeuse ont permis de remettre en question plus de soixante ans d'histoire en ce qui concerne notre compréhension des isomères de spins. De plus, en raison de la symétrie du problème, on a constaté que par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire il était impossible de confirmer si l'analyse sondait une propriété atomistique ou moléculaire de la matière. L'explication de cette limitation proviendrait du fait qu'en RMN traditionnelle, on sonde des ensembles de molécules dans des états mixtes et non dans des états purs.

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Blaise, Pierre. "Etude de lipides par spectroscopie de RMN". Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT007G.

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Abstract (sommario):

Ce travail est consacre a l'etude de lipides par resonance magnetique nucleaire du proton et du carbone 13. La premiere partie a fait l'objet d'une etude sur les acides gras de l'huile de chaulmoogra (hydnocarpus sp. ). L'utilisation combinee de diverses methodes d'analyse (cpg, clhp, ccm argentique) a permis d'isoler chaque acide gras. Les structures des acides chaulmoogrique, hydnocarpique et gorlique ont ete determinees par rmn mono et bi-dimensionnelle. Les spectres de rmn #1h et #1#3c de ces acides gras ont revele la presence de signaux caracteristiques d'une structure cyclopentenique. La deuxieme partie de ce travail a ete consacree a l'etude regiospecifique de triacylglycerols par clivage chimique. Les resultats obtenus sur des huiles de graines de moutarde (brassica juncea) a fort taux d'acide erucique ont montre que les acides oleique, linoleique et linolenique esterifiaient majoritairement la position sn-2 du glycerol, alors que l'acide erucique etait positionne presque exclusivement en sn-1,3. D'autre part, l'analyse regiospecifique de tag provenant de plusieurs huiles de coniferes a revele que les acides gras insatures en <5 esterifiaient presque exclusivement les positions sn-1,3 du glycerol. Dans une troisieme partie, nous avons etudie par rmn #1#3c des tag d'origines diverses. L'optimisation de parametres experimentaux a permis de determiner qualitativement et quantitativement la nature des acides gras en sn-2. Une etude comparative, menee par degradation chimique et par rmn #1#3c sur des huiles de moutarde et de pinaceae, a permis de de prouver la validite de cette methode spectroscopique. Les resultats obtenus sur les huiles de chaulmoogra, de tung (aleurites fordii) et d'anchois ont montre l'efficacite de cette technique lors de l'analyse regiospecifique de tag.

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Ben, Salem Douraïed. "Spectroscopie RMN du cerveau et maladies vasculaires". Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOMU05.

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Abstract (sommario):

L’atteinte microvasculaire du cerveau a un effet moins marqué que les AVC mais elle est à l’origine de dégâts neuronaux et d’altérations cognitives. La disposition de la vascularisation terminale des noyaux gris centraux(NGC) les expose particulièrement à l’ischémie. Par ailleurs, l’implication des NGC dans de nombreuses boucles anatomo-fonctionnelles est susceptible de favoriser les conséquences de ces lésions sur la cognition et la marche. Ce travail a pour but de présenter un nombre de résultats focalisant l’attention sur l’HTA. A propos de 2 cas de démence vasculaire, nous avons observé,en l’absence d’AVC,une baisse du NAA dans la substance grise sous-corticale. Cette observation nous a conduits à nous intéresser à la RMN et au NAA dans les NGC et les thalami dans les maladies ischémiques. La 1ère situation est celle de l’hémisphère controlatéral à un AVC sylvien. Dans cette étude, nous avons montré que la concentration en NAA de ces voxels «étalon» était en fait dépendante des FRCV sous-jacents du patient,notamment en présence d’une HTA. Afin de mieux préciser le rôle de l’HTA et de l’âge ainsi que les relations entre les anomalies neurochimiques observées et l’altération cognitive, il importait de pouvoir explorer une population indemne de tout AVC. L’étude 3C, nous a fourni une occasion intéressante. Nous avons pu sélectionner un groupe ne présentant aucun autre FRCV qu’une HTA. A partir de cette population, nous avons mis en évidence les liens entre la spectroscopie cérébrale et l’HTA. Une dernière publication a montré que, dans cette population, la flexibilité mentale et les performances à la marche étaient liées aux anomalies cérébrales morphologiques et métaboliques
The microvascular attack of brain has an effect less marked than stroke but it is at the origin of neuronal damage and cognitive deteriorations. The provision of the final vascularization of basal ganglia (BG) particularly exposes them to ischemia. Moreover, the involvement of the BG in many functional and anatomical loops is likely to favor the consequences of these vascular lesions on cognition, and balance & gait. This work aims to present a number of results focusing on hypertension. About 2 cases reports of vascular dementia, we observed, in the absence of stroke, a fall of the NAA in the subcortical gray matter. This observation led us to take an interest to explore ischemic disease by cerebral spectroscopy and to measure NAA ratios in BG and in thalami. The 1st situation is that of the controlateral hemisphere to an ischemic stroke. In this latter study, we showed that the NAA ratio of these “healthy” voxels were in fact dependent on the patient’s cardiovascular risk factors, in particular with the presence of hypertension. In order to better specify the role of hypertension and age as well as relations between the neurochemical abnormalities observed and the cognitive deterioration, it was important to be able to explore a strokeless population. The Three-City(3C) Study, provided us an interesting opportunity. We were able to select a group with no other cardiovascular risk factors except hypertension. From this population, we highlighted links between brain spectroscopy and hypertension. A final publication showed that in this population, mental flexibility and balance gait performances were linked to abnormal morphological and metabolic brain abnormalities

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Klein, Marc. "Etude en spectroscopie rmn 31p de la myopathie hypothyroidienne". Nancy 1, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCDMED_T_1990_KLEIN_MARC.pdf.

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Catalaa, Isabelle. "Perfusion, diffusion et spectroscopie RMN dans les gliomes cérébraux". Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30117.

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Abstract (sommario):

Les tumeurs gliales cérébrales sont des tumeurs assez rares de pronostic très sombre en particulier pour les lésions de haut grade. Les techniques IRM de diffusion, perfusion et spectroscopie peuvent apporter des informations uniques, plus spécifiques que les séquences morphologiques classiques et plus proches des informations histologiques sur lesquelles se base le diagnostic final, le pronostic et l’attitude thérapeutique. Elles peuvent détecter des signes de prolifération membranaire, d’augmentation de la densité cellulaire et de néovascularisation au sein des tumeurs de haut grade. On peut de plus au sein de ce groupe de haut grade retrouver des corrélations entre prolifération membranaire augmentée, cellularité élevée et néovascularisation importante
Cerebral gliomas are relatively rare tumors and high grade gliomas have a very poor prognosis. Diffusion, perfusion MRI and spectroscopy NMR give more specific informations than classical morphological MRI sequences. These parameters provide informations that can be related to histology and are consistent with known characteristics that differenciate tumor grade, namely vascularity, vessel permeability, cellularity and necrosis. They can detect metabolic signs of tumoral proliferation, cellular density elevation, and neovascularization in high grades gliomas. Within high grade gliomas, correlations are found between high membrane turnover, increased cell density and high vascularity. The potential of some of these parameters was investigated for predicting survival in patients with newly diagnosed glioblastomas

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Moussallieh, François-Marie. "La métabolomique par spectroscopie RMN HRMAS appliquée en cancerologie". Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAF058.

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Abstract (sommario):

Le Cancer, l’une des pathologies les plus fréquentes au sein de la population, possède encore actuellement un taux de morbi-mortalité important tous sexes confondus, et ce malgré les importants progrès diagnostiques et thérapeutiques réalisés. D’un point de vue diagnostique, dans une approche dite de « Biologie de systèmes », en complément de l’étude anatomo- pathologique qui reste la référence, de nouvelles techniques ont été développées pour la caractérisation de profils métaboliques (Métabolomique) d’échantillons tissulaires pathologiques ou non, parmi lesquelles la Spectroscopie RMN HRMAS. Après un bref rappel théorique et avoir dressé le bilan des applications de cette technique en Cancérologie, nous avons exposé les différentes étapes du protocole à mettre en place afin d’envisager son implémentation dans un cadre hospitalier. L’ensemble des résultats présentés permettent d’envisager l’utilisation de cette technique en pratique clinique courante. Il faut néanmoins valider la robustesse des modèles statistiques élaborés et confirmer ces résultats sur de plus grandes cohortes d’échantillons. Des développements technologiques, analytiques et statistiques sont également nécessaires
Cancer, one of the most frequent pathologies among the population, has still an important morbidity-mortality rate all sex confounded, despite the important diagnostical and therapeutical progresses achieved. From a diagnostical point of view, in a so called “Systems Biology approach”, as a complement of the gold standard histopathological study, some new techniques have been developed for the characterization of metabolic profiles (Metabolomics) of tissular samples pathological or not, among which HRMAS NMR Spectroscopy. After some brief theoretical considerations and after reporting the applications of this technique in Cancerology, we exposed the different steps of the protocol to design in order to consider its implementation in a hospital set up. All the results presented allow considering the use of this technique in a clinical routine. Nevertheless, it is necessary to validate the robustness of the statistical models built and to confirm these results on much larger cohorts of samples. Some technical, analytical and statistical developments are also needed

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Robert, Olivier. "RMN et extraits tissulaires cérébraux : RMN du proton et gradation des tumeurs cérébrales primitives humaines, RMN du proton et modifications métaboliques chez les brebis atteintes de tremblante, RMN du fluor et métabolisme du 5-fluorouracile dans les tumeurs gliales chez le rat". Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30177.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, nous avons utilisé la spectroscopie par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) in vitro pour l'étude de prélèvements cérébraux dans trois cas différents. La première partie constitue le travail principal de cette thèse. Elle a trait à l'analyse de biopsies de tumeurs cérébrales humaines par RMN 1H. Elle nous a permis d'établir des profils métaboliques caractéristiques de pathologies cérébrales. La deuxième partie est consacrée à l'étude de prélèvements cérébraux de brebis saines ou atteintes de tremblante. Ici aussi, nous avons pu établir des profils métaboliques caractéristiques de cette pathologie dans deux régions du cerveau. Dans une troisième partie, l'analyse par RMN 19F d'extraits cérébraux de rats traités au 5-fluorouracile (5-FU) nous a permis d'étudier le métabolisme de cet agent anticancéreux fluoré sur un modèle expérimental de gliome
In this manuscript we used Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy () in vitro for the study of brain samples in three different cases. The first part, which forms the principal work of this manuscript, consists of the analysis of human cerebral tissue extracts by 1H NMR. We established metabolic profiles, characteristic of cerebral pathologies. In the second part, we used 1H-NMR to compare brain extracts of healthy and scrapie sheeps. In this case, we also established metabolic profiles for this pathology in two brain areas. In the last part, we used 19F-NMR for the study of 5-fluorouracile (5-FU) metabolisation in experimental rat gliomas

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Castro, Pascal. "Etude et développement d'une sonde RMN hyperbare : Exemples d'applications". Montpellier 1, 1998. http://www.theses.fr/1998MON13503.

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Lilly, Thankamony Aany Sofia. "Synergie RMN ET RPE : développement de la DNP-RMN pour la caractérisation des matériaux inorganiques et hybrides". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10002.

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Abstract (sommario):

Mon travail de thèse a porté sur deux sujets distincts : (i) l’application de la DNP-RMN pour les matériaux hybrides et inorganiques et (ii) le développement de méthodes RMN avancées pour sonder la structure des solides à l’échelle atomique. Dans le domaine de la DNP RMN, nous avons cherché à démontrer comment le gain en sensibilité DNP peut fournir des informations nouvelles sur la structure des matériaux. Nous avons notamment proposé un protocole DNP sans solvant. Nous avons aussi montré que la DNP est faisable pour des nanoparticules dispersées dans une solution gelée contenant des radicaux exogènes. Nous avons mis en évidence la complémentarité entre la DNP avec polarisation croisée ou polarisation directe. En outre, nous avons démontré que le gain en sensibilité DNP permet de sonder (i) les proximités 27Al-27Al au voisinage de la surface de l’alumine mésoporeuse et (ii) les proximitiés 27Al-13C dans un solide hybride microporeux, le MIL-100(Al). Nous avons aussi établi que la DNP-RMN permet d’augmenter les signaux RMN des sites 13C et 29Si de silices mésoporeuses remplies de surfactants, bien que ces sites soient situés à plusieurs centaines de nanomètres des agents polarisants. Pour ces systèmes, nous avons analysé les différentes contributions au gain en sensibilité pour des expériences CP-MAS 13C et 29Si. Mon travail de thèse a aussi conduit au développement de nouvelles méthodes RMN conventionnelles, telles que (i) un découplage dipolaire ajustable permettant d’obtenir des spectres RMN 1H haute-résolution à différentes fréquences MAS et (ii) des nouvelles séquences de polarisation croisée permettant se sonder les proximités entre noyaux quadripolaires
My PhD work focused on two topics: (i) the extension of Dynamic Nuclear Polarization (DNP) to inorganic and hybrid materials and (ii) the development of advanced NMR methods to probe the atomic-level structure of solids. In the field of DNP NMR, we aim at demonstrating how the DNP sensitivity enhancement can provide new insights into the structure of inorganic and hybrid materials. We have introduced a solvent-free DNP alternative to post-synthesis impregnation which permits fast polarization build-up. We have also shown that DNP is feasible for nanoparticles dispersed in a frozen solution containing exogenous radicals. The complementarity of DNP cross-polarization (CP) and direct polarization (DP) has been demonstrated. Furthermore, we have demonstrated that the DNP sensitivity enhancement allows probing 27Al-27Al proximities near the surface of mesoporous alumina and 27Al-13C proximities in the microporous metal organic framework MIL-100(Al). It was also shown that in the case of functionalized mesoporous silica nanoparticles loaded with surfactants, the DNP CP-MAS can be used to enhance NMR signals of 13C and 29Si nuclei located at several hundred nanometers from the polarizing agent. In addition, we have analyzed the different contributions to the sensitivity enhancement in 13C and 29Si CP-MAS experiments of functionalized mesoporous silica nanoparticles. My PhD has also led to the development of conventional NMR methods, including (i) tunable homonuclear dipolar decoupling for 1H high-resolution NMR and (ii) novel cross polarization (CP) pulse sequence to probe proximities between half-integer quadrupolar isotopes

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Cuny, Marion. "Authenticite des produits agroalimentaires par spectroscopie rmn 1h et outils chimiometriques". Phd thesis, AgroParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003745.

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Abstract (sommario):

La spectroscopie RMN 1H est une technique largement utilisée en analyse et qui se développe en authenticité des produits agroalimentaires. Cependant, l'utilisation des techniques d'analyse multivariée des données RMN 1H n'est pas encore aussi développée que dans le cas d'autres spectroscopies comme le Proche Infrarouge. Dans cette étude, nous avons utilisé différentes méthodes chimiométriques sur différents jeux de données issues de la spectroscopie RMN 1H, ayant pour but de tester le potentiel de cette méthode pour établir l'authenticité des produits. Tout d'abord, nous avons montré que l'utilisation de l'analyse en composantes indépendantes était un meilleur choix que l'analyse en composantes principales lors de l'analyse des spectres. En effet, les composantes indépendantes par leur nature expliquent mieux les phénomènes physico-chimiques mis en exergue lors de l'analyse spectrale. De plus, il a été possible de retrouver par cette méthode les signaux « purs » de composés, extraits des données brutes. Ensuite, nous avons testé différents prétraitements tel que l'ourdissage (« warping ») des données qui s'est révélé utile lorsque les données présentées des décalages de pics. De même, la transformation logarithmique des données a montré son intérêt pour l'analyse globale du spectre étant donné les larges variations d'intensité rencontrées. Puis, nous avons testé différentes méthodes de sélection de variables. Les premières méthodes se basaient sur des critères relatifs aux données comme la variance et la covariance pour CLV (Clustering of variables). Le deuxième type de méthode sélectionnait des intervalles de données - ce qui permet de prendre en compte le lien entre variables successives dans un signal. Nous avons comparé une méthode reconnue, Interval_PLS (iPLS), avec des méthodes plus novatrices : Evolving Windows Zone Selection et Interval-PLS_Cluster. Ces techniques de sélection de variables ont permis de repérer des marqueurs connus de l'authenticité des jus d'orange et de pamplemousse : hespéridine et naringine, mesurées en HPLC par la méthode IFU 58. De plus, les zones sélectionnées sur le vinaigre balsamique traditionnel rendent compte du vieillissement du vinaigre et permettent de discriminer le vinaigre balsamique commun du vinaigre traditionnel qui est un produit à forte valeur ajoutée. Enfin sur les yaourts, ce sont des composés aromatiques ainsi que des solvants de l'arôme qui ont été détectés et ont permis de séparer les différents types de yaourts aromatisés, aux fruits, à la pulpe de fruit et à différentes concentrations. Cette étude a montré l'intérêt du développement des techniques d'analyses spectrales en RMN pour prendre en compte ses spécificités par rapport aux autres techniques spectrales : les différences d'intensité dans les différentes zones du spectre, la taille importante des données initiales, ainsi que la redondance de l'information.

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Cuny, Marion. "Authenticité des produits agroalimentaires par spectroscopie RMN 1H et outils chimiométriques". Paris, AgroParisTech, 2008. http://www.theses.fr/2008AGPT0017.

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Abstract (sommario):

La spectroscopie RMN 1H est une technique largement utilisée en analyse et qui se développe en authenticité des produits agroalimentaires. Cependant, l'utilisation des techniques d'analyse multivariée des données RMN 1H n'est pas encore aussi développée que dans le cas d'autres spectroscopies comme le Proche Infrarouge. Dans cette étude, nous avons utilisé différentes méthodes chimiométriques sur différents jeux de données issues de la spectroscopie RMN 1H, ayant pour but de tester le potentiel de cette méthode pour établir l’authenticité des produits. Tout d’abord, nous avons montré que l’utilisation de l’analyse en composantes indépendantes était un meilleur choix que l’analyse en composantes principales lors de l’analyse des spectres. En effet, les composantes indépendantes par leur nature expliquent mieux les phénomènes physico-chimiques mis en exergue lors de l’analyse spectrale. De plus, il a été possible de retrouver par cette méthode les signaux « purs » de composés, extraits des données brutes. Ensuite, nous avons testé différents prétraitements tel que l’ourdissage (« warping ») des données qui s’est révélé utile lorsque les données présentées des décalages de pics. De même, la transformation logarithmique des données a montré son intérêt pour l’analyse globale du spectre étant donné les larges variations d’intensité rencontrées. Puis, nous avons testé différentes méthodes de sélection de variables. Les premières méthodes se basaient sur des critères relatifs aux données comme la variance et la covariance pour CLV (Clustering of variables). Le deuxième type de méthode sélectionnait des intervalles de données - ce qui permet de prendre en compte le lien entre variables successives dans un signal. Nous avons comparé une méthode reconnue, Interval_PLS (iPLS), avec des méthodes plus novatrices : Evolving Windows Zone Selection et Interval-PLS_Cluster. Ces techniques de sélection de variables ont permis de repérer des marqueurs connus de l’authenticité des jus d’orange et de pamplemousse : hespéridine et naringine, mesurées en HPLC par la méthode IFU 58. De plus, les zones sélectionnées sur le vinaigre balsamique traditionnel rendent compte du vieillissement du vinaigre et permettent de discriminer le vinaigre balsamique commun du vinaigre traditionnel qui est un produit à forte valeur ajoutée. Enfin sur les yaourts, ce sont des composés aromatiques ainsi que des solvants de l’arôme qui ont été détectés et ont permis de séparer les différents types de yaourts aromatisés, aux fruits, à la pulpe de fruit et à différentes concentrations. Cette étude a montré l’intérêt du développement des techniques d’analyses spectrales en RMN pour prendre en compte ses spécificités par rapport aux autres techniques spectrales : les différences d’intensité dans les différentes zones du spectre, la taille importante des données initiales, ainsi que la redondance de l’information
1H NMR spectroscopy is widely used as an analytical method in different sectors. Its number of applications in the area of food and beverage authenticity is growing. However, the multivariate analysis of the type of data obtained from an NMR spectrum is still not as developed as in Near Infrared spectroscopy. In this work, different chemometric methods have been applied to 1H NMR data in order to assess the potential of the combined techniques to authenticate food and beverages. First, we have demonstrated that Independent Component Analysis (ICA) was better adapted to the analysis of a 1H NMR spectrum than the commonly used Principal Component Analysis (PCA). Indeed, by its very nature, ICA aims at recovering pure sources from mixed signals. Applied to the spectra, it was shown that it is possible to extract certain component signals, such as the naringin signal from the spectra of a mixture of orange and grapefruit juices. Different pre-treatments were then tested. Data warping has been found to be useful when the data shows variation in chemical shifts. In addition, as the data also varied considerably in intensity along the spectrum, a logarithmic transformation was performed to produce unbiased results when using other chemometric tools such as PCA and ICA. Finally, different approaches were investigated to select variables in the spectrum. The first approach was based on criteria related to the variables themselves, such as the total variance and covariance in the Clustering of Variables (CLV) function. The second type of method involved the selection of contiguous variables to take into account the relation between variables in a signal. Interval_PLS (iPLS) was used as a reference to compare other more recently developed methods: Evolving Windows Zone Selection and Interval-PLS_Cluster. The variable selection techniques used were to highlight known authenticity markers of orange and grapefruit juices: flavonoids hesperidin and naringin that are measured in the standard HPLC method IFU 58. In the case of the balsamic vinegar dataset, the selected zones contained the signal of compounds linked to the product's aging process that differentiate traditional balsamic vinegar from its cheaper, more commonly used counterpart. In the example based on different types of yoghurts, the variable selection procedures focused on 6 certain aroma compounds and solvents used as flavour carriers. These were used to differentiate the type of yoghurts: flavoured, with fruit, with pulp and at different concentrations. Through these different applications, this study has shown the importance of using appropriate tools for spectral analysis tools that take into account the specificity of 1H NMR spectroscopy compared to other spectroscopic methods: variation in intensities along the spectrum, the size of the dataset, and redundant information

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