Imagerie du tenseur de diffusion pour l'étude de pathologies cérébrales PDF Download
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Author: Nicolas Wiest-Daesslé
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Category :
Languages : fr
Pages : 143
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Book Description
Le sujet de cette thèse est de développer de nouvelles méthodes pour le traitement et l’analyse des IRM du tenseur de diffusion, avec pour application principale l’étude de sujets atteints de sclérose en plaques (SEP). L’IRM de diffusion permet d’obtenir des informations sur la structure et l’état des tissus du cerveau, plus spécifiquement sur les fibres nerveuses. Les mesures obtenues par l’IRM de diffusion peuvent se synthétiser, en chaque point de l’image, sous la forme d’une matrice symétrique définie positive, que l’on nomme tenseur de diffusion. Durant ces travaux, de nouvelles méthodes d’amélioration des images de diffusion ont été développées puis validées par une confrontation avec l’état de l’art. Ces méthodes sont : la correction de distorsions géométriques dues à l’acquisition, et la suppression du bruit avec préservation des détails de l’image. Un ensemble de différents outils pour l’estimation des tenseurs de diffusion et la tractographie ont également été implémentés et comparés. Finalement, une étude entre des sujets contrôles et des sujets atteints d’une SEP a permis d’évaluer l’impact du choix de différents algorithmes sur la chaîne de traitement. Cette analyse repose sur une nouvelle approche de calcul automatique du plan médian sagittal du cerveau sur des IRM conventionnelles et des IRM du tenseur de diffusion ainsi que sur une nouvelle méthode de recalage multi modal.
Author: Nicolas Wiest-Daesslé
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Category :
Languages : fr
Pages : 143
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Book Description
Le sujet de cette thèse est de développer de nouvelles méthodes pour le traitement et l’analyse des IRM du tenseur de diffusion, avec pour application principale l’étude de sujets atteints de sclérose en plaques (SEP). L’IRM de diffusion permet d’obtenir des informations sur la structure et l’état des tissus du cerveau, plus spécifiquement sur les fibres nerveuses. Les mesures obtenues par l’IRM de diffusion peuvent se synthétiser, en chaque point de l’image, sous la forme d’une matrice symétrique définie positive, que l’on nomme tenseur de diffusion. Durant ces travaux, de nouvelles méthodes d’amélioration des images de diffusion ont été développées puis validées par une confrontation avec l’état de l’art. Ces méthodes sont : la correction de distorsions géométriques dues à l’acquisition, et la suppression du bruit avec préservation des détails de l’image. Un ensemble de différents outils pour l’estimation des tenseurs de diffusion et la tractographie ont également été implémentés et comparés. Finalement, une étude entre des sujets contrôles et des sujets atteints d’une SEP a permis d’évaluer l’impact du choix de différents algorithmes sur la chaîne de traitement. Cette analyse repose sur une nouvelle approche de calcul automatique du plan médian sagittal du cerveau sur des IRM conventionnelles et des IRM du tenseur de diffusion ainsi que sur une nouvelle méthode de recalage multi modal.
Author: Nicolas Molko
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Languages : fr
Pages : 380
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Book Description
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ISBN: 9782294753947
Category :
Languages : fr
Pages : 790
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Le scanner et l'IRM ont complètement révolutionné l'étude morphologique et fonctionnelle du système nerveux modifiant également l'approche thérapeutique des pathologies cranio-encéphaliques et contribuant aux progrès de la neurochirurgie. Ces techniques conjuguées aux dernières innovations (imagerie par tenseur de diffusion tractographie imagerie fonctionnelle spectroscopie angio-IRM dynamique scanner multibarrette etc.) mettent à la disposition du radiologue des outils performants à condition de maîtriser à la fois techniques données cliniques et pathologies à rechercher. Ce traité a ainsi pour objectif d'établir une synthèse des connaissances de la neuroradiologie diagnostique. Radiologues et cliniciens sont invités à évaluer les apports de l'imagerie neuroradiologique appliquée successivement aux accidents vasculaires cérébraux aux lésions tumorales aux dysfonctionnements de la région sellaire et aux autres pathologies cérébrales de nature infectieuse dégénérative ou congénitale. D'autre part l'ouvrage éclaire le praticien sur les erreurs diagnostiques oriente ses interprétations et l'aide à déterminer la technique d'imagerie la plus performante en fonction de la pathologie étudiée. Le succès des deux premières éditions et les avancées permanentes dans ce domaine imposaient une nouvelle édition de ce traité. Fruit d'une collaboration étroite entre spécialistes de renom riche de plus de 3 500 iconographies dont plus de 500 nouveaux clichés présentant les dernières techniques (angio-IRM pet-scan imagerie de perfusion imagerie fonctionnelle spectroscopie etc.) et de références entièrement à jour des derniers travaux ce traité constitue la référence française en neuro-imagerie. Il est indispensable pour tous les radiologues et neuroradiologues. Parallèlement les neurologues et neurochirurgiens y trouveront les clés nécessaires au dialogue pluridisciplinaire.
Author: Yohan van de Looij
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Languages : fr
Pages : 0
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L'objet de cette thèse était de mettre en place une séquence robuste d'imagerie rapide du tenseur de diffusion par RMN sur un imageur petit animal 7-T. Nous avons mis en place une séquence Twice Refocused Spin Echo afin de s'affranchir des problèmes de courants de Foucault. Nous avons préféré une acquisition spirale de l'espace-k à EPI pour son insensibilité aux artefacts de mouvement et de flux très importants en diffusion. Nous avons développé un logiciel sous Matlab pour la reconstruction des images du tenseur de diffusion et la visualisation des cartes d'anisotropie et cartes couleurs. Enfin nous avons utilisé un logiciel développé à l'INRIA de Nice-Sofia Antipolis (MedfNRfA OTf Track) pour visualiser l'affichage des vecteurs propres et effectuer le « fiber tracking » à partir des datas collectées sur notre imageur 7-T sur cerveau de rat. Une fois la technique et les méthodes de reconstructions validées sur différents fantômes et sur cerveau de rat sain, nous l'avons appliqué à un modèle de rat traumatisé étudié au sein du laboratoire et traumatisé selon la méthode impact-accélération. L'objet de l'étude était de caractériser l'œdème cérébral post traumatique de manière précoce grâce à l'imagerie du tenseur de diffusion. Cette technique nous a permis de caractériser le type d'œdème cérébral post-traumatique par des modifications de la diffusivité moyenne. Des modifications d'an isotropie dans le corps calleux du cerveau de rat traumatisé ont montré la présence de lésions axonales diffuses. Enfin, l'imagerie fiber tracking a permis de détecter des lésions axonales au centre du corps calleux du cerveau de rat traumatisé.
Author: Yohan van de Looij
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Languages : fr
Pages : 217
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L'objet de cette thèse était de mettre en place une séquence robuste d'imagerie rapide du tenseur de diffusion par RMN sur un imageur petit animal 7-T. Nous avons mis en place une séquence Twice Refocused Spin Echo afin de s'affranchir des problèmes de courants de Foucault. Nous avons préféré une acquisition spirale de l'espace-k à EPI pour son insensibilité aux artefacts de mouvement et de flux très importants en diffusion. Nous avons développé un logiciel sous Matlab pour la reconstruction des images du tenseur de diffusion et la visualisation des cartes d'anisotropie et cartes couleurs. Enfin nous avons utilisé un logiciel développé à l'INRIA de Nice-Sofia Antipolis (MedfNRfA OTf Track) pour visualiser l'affichage des vecteurs propres et effectuer le « fiber tracking » à partir des datas collectées sur notre imageur 7-T sur cerveau de rat. Une fois la technique et les méthodes de reconstructions validées sur différents fantômes et sur cerveau de rat sain, nous l'avons appliqué à un modèle de rat traumatisé étudié au sein du laboratoire et traumatisé selon la méthode impact-accélération. L'objet de l'étude était de caractériser l'œdème cérébral post traumatique de manière précoce grâce à l'imagerie du tenseur de diffusion. Cette technique nous a permis de caractériser le type d'œdème cérébral post-traumatique par des modifications de la diffusivité moyenne. Des modifications d'an isotropie dans le corps calleux du cerveau de rat traumatisé ont montré la présence de lésions axonales diffuses. Enfin, l'imagerie fiber tracking a permis de détecter des lésions axonales au centre du corps calleux du cerveau de rat traumatisé.
Author: Frédéric Sauvaget
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Languages : fr
Pages : 170
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Introduction La substance grise sous-corticale présente des variations de direction de diffusion préférentielle en IRM du tenseur de diffusion (DTI) qui sont peu étudiées. Ce travail s’est intéressé au potentiel offert par l’imagerie DTI dans l’identification des noyaux sous-corticaux en pratique neuroradiologique et neurochirurgicale. Matériel et méthode L’approche initiale repose sur l’étude comparative anatomique et DTI d’un encéphale ayant bénéficié d’une IRM post-mortem précoce. La préparation de la pièce anatomique, réalisée au sein du Brain Observatory de l’Université de Californie San Diego, a permis l’obtention d’un volume intégralement numérisé. L’imagerie DTI a été étudiée qualitativement et quantitativement après recalage sur le volume anatomique. Les résultats ont été confrontés avec l’imagerie de 5 jeunes adultes sains et de 10 patients candidats à une chirurgie de stimulation cérébrale profonde pour des troubles du mouvement. Une approche tractographique probabiliste a par ailleurs été appliquée et la segmentation automatisée du thalamus basée sur la connectivité a été comparée aux données in vivo et ex vivo. Résultats Un atlas incluant 109 structures a été obtenu au terme de l’étude de l’histologie du spécimen post-mortem. L’analyse de la fraction d’anisotropie (FA) et des cartes colorimétriques directionnelles (DEC) permettait de repérer des structures anatomiques non visibles en IRM T1 et T2. Ces éléments étaient reproductibles in vivo dans les 2 populations étudiées. L’imagerie DTI a fourni des informations susceptibles d’optimiser le ciblage stéréotaxique en neurochirurgie fonctionnelle. L’approche par tractographie probabiliste n’a pas été contributive. Conclusion L’IRM du tenseur de diffusion offre des modalités de représentation (FA et DEC) qui permettent d’améliorer l’identification des subdivisions de substance grise sous-corticale.
Author: Thomas Stefani
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Languages : fr
Pages : 80
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La délimitation de l'infiltration en périphérie des tumeurs cérébrales de haut grade est un élément capital dans la planification du traitement et l'évaluation pronostique, elle reste cependant imprécise sur les séquences IRM utilisées en pratique courante. Le but de cette étude est d'évaluer de manière prospective et monocentrique, la précision diagnostique de l'imagerie en tenseur de diffusion d'ordre élévé dans l'estimation du pourcentage d'infiltration de la substance blanche en périphérie de la zone tumorale primitive.L'accord du comité d'éthique local et les consentements éclairés de tous les patients ont été obtenus. Sept patients ont été inclus de manière prospective et ont bénéficié d'une exploration IRM à haut champ (3 Tesla) dont le protocole comprenait des séquences usuelles pondérés T2 , FLAIR, Diffusion, Perfusion, Spectroscopie, 3D Echo de Gradient avant et après injection de gadolinium. De plus des séquences en tenseur de diffusion (DTI) selon 20 et 60 directions ont complété ces séquences usuelles. Les patients ont ensuite bénéficié de biopsies scanoguidées, stéréotaxiques grâce à un cadre de Leksell. Une biopsie complémentaire à la prise en charge usuelle a été réalisée en substance blanche péritumorale selon le même trajet de biopsie. L'analyse histologique des prélèvements a été réalisée grâce à des marqueurs immunohistochimiques tels que : microtubule associated protein type 2 (MAP2) et Ki67, afin d'estimer le pourcentage d'infiltration tumorale. L'analyse des données des séquences DTI a permis l'estimation de l'anisotropie généralisées (GA), la variance généralisée (GV) et la diffusivité moyenne (MD), aux coordonnées exactes de la biopsie péritumorale. Enfin une analyse statistique (Spearman) a été menée afin de mettre en évidence une corrélation entre GA, GV, MD et le pourcentage d'infiltration tumorale. Il existe une corrélation significative entre les valeurs de GA (r--0.98p-0.006), GV (r--0.98p-0.006) et le pourcentage d'infiltration tumoral en substance blanche adjacente. Les valeurs de MD n'ont montré aucune corrélation significative (r-0.11 p-0.76) avec le pourcentage d'infiltration tumoral en substance balanche adjacente. Les résultats de cette étude montrent que l'anisotropie généralisée (GA) et la variance généralisée (GV) dérivées du tenseur de diffusion du 4ème ordre sont corrélées de manière significative (p-0.006, p-0.006) au pourcentage d'infiltration tumorale de la substance blanche par les glioblastomes. Ainsi la délimitation des tumeurs cérébrales de haut grade pourrait être estimée de manière plus précise grâce à l'imagerie en tenseur de diffusion d'ordre élevé. Ces résultats préliminaires devront être confirmés avec la réalisation de la totalité du plan d'inclusion (30 patients prévus).
Author: Marion Sourty
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est un outil de choix pour cartographier d'une manière non invasive l'activité du cortex, donnant ainsi un accès à l'organisation fonctionnelle cérébrale. Cette organisation des aires cérébrales en réseaux complexes reste encore un vaste sujet d'étude, autant dans le domaine de la recherche fondamentale, pour mieux comprendre le développement et le fonctionnement du cerveau, que dans le domaine clinique, à des fins diagnostiques par exemple. Les réseaux cérébraux dits de repos, chez un sujet donné, peuvent être observés lors d'études IRMf lorsqu'aucune tâche motrice ou cognitive n'est imposée au sujet imagé. La première partie de cette thèse a permis le développement d'une méthode automatique d'identification de ces réseaux. Réalisée à l'échelle du sujet, cette méthode permet de sélectionner tous les réseaux spécifiques au sujet ce qui s'avère nécessaire dans un cadre diagnostique où l'individu prime. Au delà de la détection et de l'identification de ces réseaux, l'étude de leurs modes d'interaction dans l'espace et dans le temps et plus généralement l'analyse de la dynamique de la connectivité fonctionnelle (DCF) fait l'objet d'un intérêt grandissant. Cette analyse nécessite le développement de méthodes innovantes de traitement du signal et de l'image qui, pour l'heure, sont encore de nature exploratoire. La deuxième partie de cette thèse présente donc de nouvelles approches pour caractériser la DCF en utilisant le cadre probabiliste de modèles de Markov cachés multidimensionnels. Les mécanismes conversationnels entre réseaux cérébraux peuvent ainsi être identifiés et caractérisés à l'échelle de la seconde. Deux applications, au niveau du sujet puis du groupe, ont permis de mettre en avant les modifications des propriétés dynamiques des interactions entre réseaux sous certaines conditions ou pathologies.
Author: Franck Mauconduit
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le travail de cette thèse est méthodologique centré autour de l'imagerie du tenseur de diffusion par résonance magnétique (DTI) avec des développements incluant des simula- tion Monte Carlo des signaux RMN de diffusion dans des modèles géométriques du tissu cérébral et des acquisitions de séquence DTI haute résolution 3D pour aboutir à l'imagerie "fibre tracking" dans le cerveau de souris. Différents modèles géométriques de la substance blanche, grise ou encore incluant les deux structures sont proposés. Le principe de leur génération est décrit ainsi que la gestion des contraintes liées à la compartimentation. Il est montré aussi le principe de l'élaboration d'un nouveau “modèle composite” qui per- met de modéliser des géométries complexes comme le mélange de différentes structures ou encore des différentes orientations des axes des fibres de la substance blanche. Un avantage au modèle composite est sa simplicité et le gain en temps de calcul. Les résul- tats des simulations ont été confrontés à des données in vivo et ont permis d'interpréter l'origine des signaux et d'évaluer l'impact de certains paramètres géométriques sur ces signaux. Ils ont permis aussi d'optimiser les conditions d'acquisition. Une application majeure des développements de l'imagerie 3D haute résolution est son application dans un modèle apparenté à la schizophrénie chez la souris. Par comparaison à des souris nor- males, il est montré, pour la première fois en utilisant DTI et l'imagerie fibre tracking, une baisse du volume de la matière blanche et une réduction, voire une absence de la partie post-commissurale du fornix, un tract qui relaie l'hippocampe vers le corps mamillaire.
Author: Philippe Fossati
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ISBN: 9782257206282
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Languages : fr
Pages : 304
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