Methodologie et instrumentation pour l'etude de tissus biologiques par resonance magnetique : conception.Caracterisation de resonateurs et applications a l'imagerie PDF Download
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Author: Latifa Fakri
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Author: Latifa Fakri
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Author: Sylviane Confort
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Languages : fr
Pages : 304
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Author: Delphine Bon
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Languages : fr
Pages : 177
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L'amélioration des outils analytiques est aujourd'hui indispensable pour la recherche de nouveaux marqueurs métaboliques, que ce soit pour l'aide au diagnostic de pathologies ou pour le suivi d'effets thérapeutiques. Lorsqu'on désire analyser des tissus par RMN liquide en haute résolution, il est nécessaire de réaliser une extraction tissulaire préalable. A l'opposé, la RMN HR-MAS (High-Resolution Magic Angle Spinning : RMN haute résolution par rotation de l'échantillon à l'angle magique) permet l'analyse directe des tissus biologiques, qu'ils soient d'origine animale ou végétale. La première partie de notre travail présente les différentes études que nous avons réalisées illustrant l'intérêt et les limites de cette nouvelle méthode. L'évaluation critique réalisée à partir d'un large éventail expérimental (animaux vivants (ver endogéique et larve de carabe), tissus rénal, cardiaque et musculaire frais et congelés) révèle ses inconvénients sur les plans logistique, sanitaire et analytique. La RMN HR-MAS permet l'observation simultanée des métabolites hydrosolubles et organosolubles mais leur quantification est souvent difficile. De plus, la rotation rapide du rotor (1-5 kHz) entraîne une altération des échantillons. L'avantage principal de la méthode réside dans sa capacité à analyser des échantillons de faible volume (12-92 μL) avec une excellente sensibilité. Notre étude nous a conduit à privilégier l'analyse RMN sur l'extrait plutôt que sur le tissu intact. La seconde partie concerne la métabonomique par RMN. L'étude métabonomique comparée de cellules de glioblastomes humains de phénotype radiorésistant ou radiosensible a permis de mettre en évidence des marqueurs caractéristiques de la radiorésistance...
Author: Imen Mekkaoui
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Languages : fr
Pages : 166
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L'imagerie par résonance magnétique de diffusion (IRMd) est une technique non-invasive permettant d'accéder à l'information structurelle des tissus biologiques à travers l'étude du mouvement de diffusion des molécules d'eau dans les tissus. Ses applications sont nombreuses en neurologie pour le diagnostic de certaines anomalies cérébrales. Cependant, en raison du mouvement cardiaque, l'utilisation de cette technique pour accéder à l'architecture du cœur in vivo représente un grand défi. Le mouvement cardiaque a été identifié comme une des sources majeures de perte du signal mesuré en IRM de diffusion. A cause de la sensibilité au mouvement, il est difficile d'évaluer dans quelle mesure les caractéristiques de diffusion obtenues à partir de l'IRM de diffusion reflètent les propriétés réelles des tissus cardiaques. Dans ce cadre, la modélisation et la simulation numérique du signal d'IRM de diffusion offrent une approche alternative pour aborder le problème. L'objectif de cette thèse est d'étudier numériquement l'influence du mouvement cardiaque sur les images de diffusion et de s'intéresser à la question d'atténuation de l'effet du mouvement cardiaque sur le signal d'IRM de diffusion. Le premier chapitre est consacré à l'introduction du principe physique de l'imagerie par résonance magnétique(IRM). Le deuxième chapitre présente le principe de l'IRM de diffusion et résume l'état de l'art des différents modèles proposés dans la littérature pour modéliser le signal d'IRM de diffusion. Dans le troisième chapitre un modèle modifié de l'équation de Bloch-Torrey dans un domaine qui se déforme au cours du temps est introduit et étudié. Ce modèle représente une généralisation de l'équation de Bloch-Torrey utilisée dans la modélisation du signal d'IRM de diffusion dans le cas sans mouvement. Dans le quatrième chapitre, l'influence du mouvement cardiaque sur le signal d'IRM de diffusion est étudiée numériquement en utilisant le modèle de Bloch-Torrey modifié et un champ de mouvement analytique imitant une déformation réaliste du cœur. L'étude numérique présentée, permet de quantifier l'effet du mouvement sur la mesure de diffusion en fonction du type de la séquence de codage de diffusion utilisée, de classer ces séquences en terme de sensibilité au mouvement cardiaque et d'identifier une fenêtre temporelle par rapport au cycle cardiaque où l'influence du mouvement est réduite. Enfin, dans le cinquième chapitre, une méthode de correction de mouvement est présentée afin de minimiser l'effet du mouvement cardiaque sur les images de diffusion. Cette méthode s'appuie sur un développement singulier du modèle de Bloch-Torrey modifié pour obtenir un modèle asymptotique qui permet de résoudre le problème inverse de récupération puis correction de la diffusion influencée par le mouvement cardiaque.
Author: Rémy Blanchard
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Languages : fr
Pages : 0
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Le terme élastographie désigne les techniques d'imagerie dédiées à l'étude des propriétés mécaniques des tissus biologiques in vivo. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à deux de ces techniques. La première est l'élastographie quasi-statique par ultrasons permettant de mesurer les déformations locales induites dans un tissu sous l'action d'une contrainte globale. La seconde est l'élastographie par résonance magnétique (ERM) permettant d'accéder localement à une estimation du module de cisaillement. Pour cette dernière technique, une onde de cisaillement est générée au sein du milieu puis imagée a l'aide d'une séquence IRM spécifique. Les images d'ondes acquises permettent la reconstruction du module de cisaillement local. Dans le cadre de ces travaux, une nouvelle technique d'acquisition de l'image d'onde de cisaillement a été proposée, ainsi qu'une méthode de reconstruction du module de cisaillement basée sur l'estimation locale de fréquence par rapport de filtres. Un autre axe de recherche a consisté en l'étude de l'effet d'une précontrainte appliquée à un milieu sur son module de cisaillement mesuré par ERM. Cet effet a tout d'abord été étudié sur des milieux homogènes puis avec des milieux test hétérogènes. Dans ce dernier cas, l'utilisation de l'élastographie quasi-statique par ultrasons s'avère nécessaire pour accéder à la déformation locale du milieu. Cette dernière information a été combinée avec les informations obtenues en ERM pour extraire pour chaque région d'intérêt une courbe déformation/module de cisaillement.
Author: Michel Décorps
Publisher: EDP Sciences
ISBN: 2759809226
Category : Medical
Languages : fr
Pages : 534
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L'imagerie par résonance magnétique s'est développée de manière prodigieuse au cours des quarante dernières années et le champ d'application des méthodes mises en œuvre, mais aussi leur complexité, s'accroissent de manière continue. Ce livre scientifique a pour objectif de décrire de manière rigoureuse les différentes méthodes de production d'une image par résonance magnétique. Les différentes étapes de production d'une image sont présentées : excitation spatialement sélective, codage de l'espace, traitement des données. Les multiples séquences d'impulsions constituant la panoplie des utilisateurs de l'IRM sont décrites de manière détaillée, depuis les séquences de base de type écho de gradient ou écho de spin, jusqu'aux séquences rapides exploitant l'établissement d'un état stationnaire, et aux balayages écho-planar ou spirale. La description couvre des aspects plus complexes, comme les techniques d'excitation spatiale multi-dimensionnelle ou l'imagerie parallèle.
Author: Nazim Lechéa
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Languages : fr
Pages : 186
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Ce travail porte sur l'étude et la réalisation d'un dispositif de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) sous faibles champs magnétiques dans un environnement non blindé. Il se situe dans le cadre de la physique instrumentale avec pour application l'étude des matériaux par spectroscopie, l'imagerie médicale et l'aide au diagnostic. La RMN est une technique puissante permettant de sonder le cœur de la matière et d'étudier sa structure et ses propriétés moléculaires de façon non destructive et non invasive. Durant ce travail, un dispositif de RMN à bas champ a été étudié et réalisé. Effectuer des mesures à bas champ magnétique permet d'utiliser des aimants plus simples, moins coûteux et de limiter les courants de Foucault dans les matériaux conducteurs. Cependant, à bas champ magnétique, les signaux sont très faibles en raison de la forte dépendance du signal de RMN à l'intensité du champ magnétique lorsqu'une détection par induction magnétique est utilisée. Pour réduire cette dépendance, un SQUID fonctionnant à basse température critique a été utilisé afin d'obtenir une meilleure détection des signaux. Le SQUID a été combiné avec différents types de gradiomètres dont l'objet est de favoriser le signal provenant de l'échantillon par rapport aux signaux produits par des sources parasites lointaines. Il a été démontré qu'une configuration planaire est plus avantageuse qu'une configuration axiale en utilisant une approche analytique basée sur le principe de réciprocité. La chaîne de mesure comprend également un interrupteur supraconducteur astucieux développé dans le cadre de cette thèse. Il sert à protéger le SQUID pendant la phase de magnétisation de l'échantillon et permet d’éviter un temps mort pendant la phase d'acquisition de signal. La technique employée permet de piloter précisément toutes les phases de la mesure sans apporter significativement du bruit. Le dispositif expérimental final a permis de mesurer des signaux de RMN émanant d'un échantillon d'eau dans un environnement totalement ouvert, sujet à différents types de bruits basse fréquence (50 Hz et ses harmoniques, transformateurs, voiture en mouvements, ascenseurs...). Pour cela, une électronique de mesure généraliste contrôlant les différentes séquences de RMN a été réalisée et des méthodes de traitement de signaux analogiques et numériques ont été utilisées. Les protons d'hydrogène sont pré-polarisés dans un champ moyen de l'ordre de 100 mT et leur relaxation est mesurée en champ faible d'environ 50 μT en présence du champ terrestre à des fréquences de quelques kilohertz
Author: Gabriel Korach
Publisher: Elsevier Masson
ISBN: 9782225839139
Category :
Languages : fr
Pages : 168
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Author: Anoop Ramgolam
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Languages : fr
Pages : 219
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Ce travail porte sur le développement d’une nouvelle technique de diagnostic associant la résonance magnétique à haute résolution spatiale à la spectroscopie optique d’autofluorescence et de réflectance. La mise au point d’une telle sonde endoluminale bimodale s’inscrit dans les recherches de méthodes complémentaires ou alternatives à l’endoscopie conventionnelle pour le diagnostic précoce des pathologies du tube digestif. En effet le cancer colorectal représente aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique avec plus de 1,2 millions de cas diagnostiqués dans le monde sachant que le taux de survie à 5 ans d’un patient est actuellement de 94% dans le cas de lésions détectées à un stade précoce (stade I) et seulement de 8% à un stade tardif (stade IV). Dans la première partie du manuscrit, nous abordons les différentes modalités d’imagerie et d’analyse spectrale en cours de développement ou d’évaluation, en mettant l’accent sur les principes physiques utilisés en RMN et spectroscopie optique. Dans une deuxième partie, nous détaillons la conception et la réalisation de prototypes de sondes endoluminales ainsi que les bancs optiques associés. Nous traitons également de la mise en oeuvre de dispositifs d’acquisition ainsi que des méthodes d’analyse de données au moyen de programmes informatiques dédiés. Dans une dernière partie, le système bimodal est caractérisé et validé lors d’études sur fantômes et une étude in vivo sur lapin. Les images obtenues par RM, fournissant l’information morphologique des échantillons ou du tissu, et les spectres optiques liés à leur composition sont corrélés
Author: Lili Mao
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Languages : fr
Pages : 192
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L'Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire (IRM) est devenue un remarquable outil de diagnostic médical. En effet, elle offre intrinsèquement un contraste élevé entre les différents tissus, une orientation de coupe arbitraire et une innocuité biologique. Cependant l'acquisition de l'image par cette technique est encore lente (quelques minutes/coupe). Ceci implique un coût élevé de l'examen, l'inconfort du patient et la sensibilité aux mouvements.Un type de méthodes rapides, dit d'équilibre dynamique, consiste à exciter rapidement et périodiquement" l'aimantation. Ceci permet de réduire considérablement le temps d'acquisition en créant un signal d'équilibre permanent. Mais, le contraste d'image obtenu dans ce cas est complexe et difficile à interpréter avec les règles conventionnelles. De plus, des artefacts peuvent apparaître dans l'image.Une étude du régime d'équilibre dynamique en IRM a été réalisée à l'aide d'un simulateur d'IRM numérique dans le but de clarifier l'origine des artefacts et le mécanisme du contraste tissulaire. L'étude montre que l'on peut contrôler ce régime de manière à éliminer les artéfacts et à modifier le contraste de l'image.Quatre séquences conçues à partir de ce principe sont présentées, analysées et comparées. Ces séquences sont expérimentées sur un appareil à 0.1 Tesla (IEF d'Orsay). Elles permettent de produire des images 2D en quelques secondes et des images 3D en quelques minutes. Les types de contrastes d'image obtenus indiquent l'intérêt diagnostic de ces méthodes.
