Construction d'un systeme a base de connaissances pour l'acquisition et le traitement du signal en spectroscopie de RMN PDF Download
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Author: Nicolas Delcroix
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Author: Nicolas Delcroix
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Author: NICOLAS.. DELCROIX
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Pages : 188
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CE TRAVAIL TRAITE DE LA SPECTROSCOPIE PROTON PAR RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE (SRM), SUR UN IMAGEUR CLINIQUE 1.5T. DANS CE CADRE, LE PRATICIEN HOSPITALIER PEUT SE POSER DIFFERENTES QUESTIONS SUR LA VARIABILITE DES MESURES RELATIVES AUX FACTEURS INSTRUMENTAUX, PHYSIOLOGIQUES ET BIOLOGIQUES. POUR REPONDRE A CES QUESTIONS FONDAMENTALES, NOUS PROPOSONS UN TRAITEMENT DU SIGNAL EN TROIS ETAPES. 1) UNE METHODE DE QUANTIFICATION NON-LINEAIRE SOUS CONTRAINTE. IL S'AGIT DE DECOMPOSER LE SIGNAL DE SRM EN UNE COMBINAISON NON-LINEAIRE DE SIGNAUX RELATIVEMENT A UNE BASE DE DONNEES DE METABOLITES. CETTE BASE EST CONSTITUEE DE LA REPONSE TEMPORELLE DES MOLECULES CONSIDEREES IN VITRO. 2) RECENSER LES DIFFERENTES SOURCES DE VARIABILITE DU SIGNAL PAR RAPPORT AUX PARAMETRES D'ACQUISITION. 3) UNE METHODE DE NORMALISATION DU SIGNAL, PAR RAPPORT A UNE BASE DE DONNEES D'ENREGISTREMENTS SPECTROSCOPIQUES SUR FANTOME, POUR ATTENUER LES EFFETS INSTRUMENTAUX. EN OUTRE, NOUS AVONS ETABLI QUE POUR CETTE METHODE DE QUANTIFICATION, L'UTILISATION D'OPERATEURS A NOYAUX EXPONENTIELS DONNENT DE BONS RESULTATS ET QUE LES EFFETS DES COURANTS DE FOUCAULT, DU SHIM PEUVENT ETRE PRIS EN COMPTE PAR UN TERME QUADRATIQUE. APRES APPLICATION DE CES DIFFERENTES ETAPES, IL EST POSSIBLE DE DONNER DES CONCENTRATIONS ABSOLUES (AU SENS DE L'UNITE CHOISIE) INDEPENDANTES DES INFLUENCES INSTRUMENTALES ET D'ACCEDER A LA VARIABILITE BIOLOGIQUE. CETTE METHODE, A ETE VALIDEE SUR UNE BASE DE 498 ENREGISTREMENTS SPECTROSCOPIQUES SUR VOLONTAIRES SAINS. IL EST A NOTER QU'IL SUBSISTE UN PROBLEME ESSENTIEL RELATIF A L'UTILISATION D'UNE BASE DE DONNEES METABOLIQUES INCOMPLETE (PAR RAPPORT AU SIGNAL). DANS CE CAS, LE SYSTEME EST ENTACHE D'UN BIAIS D'ESTIMATION (COMME TOUTES TECHNIQUES DE QUANTIFICATION). UNE SOLUTION EST CEPENDANT ENVISAGEABLE, ELLE CONSISTE A CALCULER LES COURBURES DU MODELE ET A ESTIMER LE BIAIS DES PARAMETRES.
Author: Alejandro Bordelois Boizán
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Languages : fr
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La spectroscopie localisée par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) a de nombreuses applications in vivo, car cette technique permet l'étude des métabolites endogènes. Cette thèse explore dans ce contexte diverses voies d'amélioration des données de spectroscopie. La première méthode présentée, est une méthode de correction de spectre mono-voxel. Une méthode de reconstruction pour l'imagerie spectroscopique s'appuyant sur la résolution d'un système d'équations linéaires au lieu de la transformation inverse de Fourier utilisée habituellement est ensuite proposée. Cette modification permet notamment la prise en compte des défauts du champ magnétique local. Enfin, une dernière méthode qui trouve son utilité lorsque le signal est trop faible pour permettre la quantification des signaux des métabolites ou lorsque les défauts du champ magnétique sont trop importants est développée puis validée par simulation et expérimentalement.
Author: David Chéchin
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Languages : fr
Pages : 144
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L'objectif essentiel de ces travaux est de proposer et d'appliquer une méthode de traitement des données de spectroscopie RMN à faible rapport signal sur bruit. Une modélisation de la réponse d'un monochromat est proposée et adaptée aux signaux acquis avec les séquences de spectroscopie cérébrale proton simple volume SVS, STEAM et PRESS sur des imageurs cliniques à 1,5 Tesla. Cette modélisation permet d'introduire un paramètre supplémentaire caractérisant les effets de l'hétérogénéité spatiale du champ magnétique principal B0. L'expression analytique du modèle propose de rendre compte de ces effets en considérant que la distribution du champ est assimilable à une gaussienne, paramétrée par le temps T*2. L'effet de l'hétérogénéité est également perçu selon une approche probabiliste où les signaux sont donc considérés comme des processus aléatoires. La conception de filtres optimaux est alors proposée à partir des équations de Wiener-Hopf. Une étude sur des objets-tests est réalisée pour servir de support à la validation de la méthode de traitement et de filtrage. Un objet-test, dit de perfusion, est élaboré pour réaliser une étude de variation de concentration par ces méthodes. Une seconde étude sur des données de spectroscopie fonctionnelle utilise ces deux méthodes. Enfin un premier aperçu de l'application du traitement est utilisé sur des données d'imagerie spectroscopique acquises avec ces mêmes séquences.
Author: DAVID.. CHECHIN
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Languages : fr
Pages : 162
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L'OBJECTIF ESSENTIEL DE CES TRAVAUX EST DE PROPOSER ET D'APPLIQUER UNE METHODE DE TRAITEMENT DES DONNEES DE SPECTROSCOPIE RMN A FAIBLE RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT. UNE MODELISATION DE LA REPONSE D'UN MONOCHROMAT EST PROPOSEE ET ADAPTEE AUX SIGNAUX ACQUIS AVEC LES SEQUENCES DE SPECTROSCOPIE CEREBRALE PROTON SIMPLE VOLUME SVS, STEAM ET PRESS SUR DES IMAGEURS CLINIQUES A 1,5 TESLA. CETTE MODELISATION PERMET D'INTRODUIRE UN PARAMETRE SUPPLEMENTAIRE CARACTERISANT LES EFFETS DE L'HETEROGENEITE SPATIALE DU CHAMP MAGNETIQUE PRINCIPAL B 0. L'EXPRESSION ANALYTIQUE DU MODELE PROPOSE DE RENDRE COMPTE DE CES EFFETS EN CONSIDERANT QUE LA DISTRIBUTION DU CHAMP EST ASSIMILABLE A UNE GAUSSIENNE, PARAMETREE PAR LE TEMPS T * 2. L'EFFET DE L'HETEROGENEITE EST EGALEMENT PERCU SELON UNE APPROCHE PROBABILISTE O LES SIGNAUX SONT DONC CONSIDERES COMME DES PROCESSUS ALEATOIRES. LA CONCEPTION DE FILTRES OPTIMAUX EST ALORS PROPOSEE A PARTIR DES EQUATIONS DE WIENER-HOPF. UNE ETUDE SUR DES OBJETS-TESTS EST REALISEE POUR SERVIR DE SUPPORT A LA VALIDATION DE LA METHODE DE TRAITEMENT ET DE FILTRAGE. UN OBJET-TEST, DIT DE PERFUSION, EST ELABORE POUR REALISER UNE ETUDE DE VARIATION DE CONCENTRATION PAR CES METHODES. UNE SECONDE ETUDE SUR DES DONNEES DE SPECTROSCOPIE FONCTIONNELLE UTILISE CES DEUX METHODES. ENFIN UN PREMIER APERCU DE L'APPLICATION DU TRAITEMENT EST ILLUSTRE SUR DES DONNEES D'IMAGERIE SPECTROSCOPIQUE ACQUISES AVEC CES MEMES SEQUENCES.
Author: Daniel Canet
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ISBN: 9782100052561
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Languages : fr
Pages : 235
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Depuis sa découverte en 1945, la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) a connu des développements spectaculaires. Cela va de l'étude structurale de molécules de taille de plus en plus importante à la production d'images. L'une des applications de la production d'images est l'imagerie par Résonance Magnétique (IRM) dont les répercussions en médecine sont considérables. Compte tenu de la variété de ses aspects expérimentaux et méthodologiques, et de l'éventail de ses applications qui ne cesse de s'élargir, la RMN est devenue une discipline à part entière. Cette deuxième édition fait le point sur les méthodes et les concepts les plus récents de la RMN (techniques multi-impuisionnelles et multidimensionnelles, traitement du signal) sans oublier les aspects plus traditionnels (structure des spectres et paramètres dynamiques). Les connaissances fondamentales sont développées dans un style accessible a tout étudiant de premier cycle scientifique. Des connaissances complémentaires (en mathématiques et mécanique quantique) sont présentées de façon rigoureuse sur le Web afin de satisfaire des étudiants plus spécialisés (deuxième et troisième cycles, écoles d'ingénieurs).
Author: Dany Merhej
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Languages : fr
Pages : 149
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Les travaux de cette thèse concernent la conception d'outils algorithmiques permettant l'intégration de connaissances a priori dans la reconstruction de signaux parcimonieux. Le but étant principalement d'améliorer la reconstruction de ces signaux à partir d'un ensemble de mesures largement inférieur à ce que prédit le célèbre théorème de Shannon-Nyquist. Dans une première partie nous proposons, dans le contexte de la nouvelle théorie du « compressed sensing » (CS), l'algorithme NNOMP (Neural Network Orthogonal Matching Pursuit), qui est une version modifiée de l'algorithme OMP dans laquelle nous avons remplacé l'étape de corrélation par un réseau de neurones avec un entraînement adapté. Le but est de mieux reconstruire les signaux parcimonieux possédant des structures supplémentaires, i.e. appartenant à un modèle de signaux parcimonieux particulier. Pour la validation expérimentale de NNOMP, trois modèles simulés de signaux parcimonieux à structures supplémentaires ont été considérés, ainsi qu'une application pratique dans un arrangement similaire au « single pixel imaging ». Dans une deuxième partie, nous proposons une nouvelle méthode de sous-échantillonnage en spectroscopie RMN multidimensionnelle (y compris l'imagerie spectroscopique RMN), lorsque les spectres des acquisitions correspondantes de dimension inférieure, e.g. monodimensionnelle, sont intrinsèquement parcimonieux. Dans cette méthode, on modélise le processus d'acquisition des données et de reconstruction des spectres multidimensionnels, par un système d'équations linéaires. On utilise ensuite des connaissances a priori, sur les emplacements non nuls dans les spectres multidimensionnels, pour enlever la sous-détermination induite par le sous échantillonnage des données. Ces connaissances a priori sont obtenues à partir des spectres des acquisitions de dimension inférieure, e.g. monodimensionnelle. La possibilité de sous-échantillonnage est d'autant plus importante que ces spectres monodimensionnels sont parcimonieux. La méthode proposée est évaluée sur des données synthétiques et expérimentales in vitro et in vivo.
Author: Tangi Roussel
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Languages : fr
Pages : 0
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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.
Author: Harald Günther
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ISBN: 9782225853203
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Languages : fr
Pages : 557
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La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (ou de RMN)est la méthode d'étude physique qui, ces dernières décennies, nous a permis d'étendre considérablement et de manière tout à fait décisive nos connaissances sur les propriétés des molécules, et en particulier dans la détermination de leur structure (localisation des atomes, établissement de la formule développée, détermination de la stéréochimie du composé et de la conformation privilégiée). Ce cours introductif permettra à l'étudiant de s'initier à cette importante technique et à ses applications en chimie organique. Afin d'en favoriser une réelle compréhension, l'auteur s'est efforcé de partir du phénomène de résonance lui-même en évitant partiellement les démonstrations tirées des lois de la physique. Il s'attache à faire ressortir les éléments nécessaires de mécanique quantique dans l'analyse des spectres pour établir ainsi un lien avec le cours de chimie organique. De nombreux exercices corrigés complètent l'exposé théorique et facilitent l'apprentissage et le contrôle des connaissances. Les étudiants en 2e cycle universitaire et les élèves ingénieurs en chimie et en biologie apprécieront le caractère didactique et pratique de l'ouvrage. Les étudiants en 3e cycle, les ingénieurs et les chercheurs pourront s'y reporter en de multiples occasions pour y approfondir leur connaissance de cette méthode qui leur est déjà familière.
Author: Francis Cottet
Publisher: Dunod
ISBN: 2100814230
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 432
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Book Description
Cet ouvrage présente les principales caractéristiques de la conception puis de la réalisation d'une chaîne de mesures d'un procédé physique. La première partie décrit le traitement des signaux analogiques. La deuxième est consacrée au traitement des signaux numériques. Enfin, la troisième traite de l'acquisition de données et du choix et de la mise en oeuvre d'une chaîne de mesures. De nombreux exercices et problèmes résolus complètent chaque chapitre. Les exemples de l'ouvrage sont illustrés à l'aide du logiciel d'instrumentation industrielle LabVIEW. Cette cinquième édition met à jour en profondeur la troisième partie, et se voit agrémentée d'un chapitre sur la transmission des données numériques.
