Méthodes de quantification des déplacements en imagerie par résonance magnétique PDF Download
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Author: Benoît Larrat
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Book Description
La dureté des tissus mous est souvent modifiée en présence d'une pathologie. Les techniques récentes de mesure d'élasticité par ultrasons et par 1RM présentent donc un fort potentiel médical. Le premier chapitre de ce manuscrit introduit ces techniques. La précision des méthodes d'inversion employées pour calculer les propriétés viscoélastiques à partir des données expérimentales est discutée pour les techniques de « Supersonic Shear Imaging » (SSI) et de « Magnetic Resonano Elastography ». (MRE) Dans le second chapitre, l'élastographie par IRM à haut champ magnétique est appliquée sur des modèles de rongeurs présentant différentes pathologies : stéatohépatite, maladie d'Alzheimer, sclérose en plaques. Des corrélations significatives sont trouvées entre les cartes du module de cisaillement complexe calculées et les vérifications histologiques. Le troisième chapitre étudie les liens entre la composition et la structure des tissus d'une part et leurs propriétés viscoélastiques macroscopiques d'autre part. Des courbes de dispersion des modules élastiques sont mesurées par les techniques SSI et MRE, in vivo et in vitro. Le chapitre quatre introduit une nouvelle méthode de focalisation adaptative. Les aberrations de phase subies par un faisceau ultrasonore à la traversée d'un milieu hétérogène sont corrigées par une maximisation de l'énergie acoustique au point cible. Une démonstration expérimentale de la technique e: apportée in vitro. Le dernier chapitre présente un protocole complet de guidage IRM avant, pendant, et après la thérapie transcranienne par ultrasons focalisés. Ce protocole est testé avec succès in vivo dans le cerveau de rats avec et sans tumeurs implantées
Author: Benoît Larrat
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La dureté des tissus mous est souvent modifiée en présence d'une pathologie. Les techniques récentes de mesure d'élasticité par ultrasons et par 1RM présentent donc un fort potentiel médical. Le premier chapitre de ce manuscrit introduit ces techniques. La précision des méthodes d'inversion employées pour calculer les propriétés viscoélastiques à partir des données expérimentales est discutée pour les techniques de « Supersonic Shear Imaging » (SSI) et de « Magnetic Resonano Elastography ». (MRE) Dans le second chapitre, l'élastographie par IRM à haut champ magnétique est appliquée sur des modèles de rongeurs présentant différentes pathologies : stéatohépatite, maladie d'Alzheimer, sclérose en plaques. Des corrélations significatives sont trouvées entre les cartes du module de cisaillement complexe calculées et les vérifications histologiques. Le troisième chapitre étudie les liens entre la composition et la structure des tissus d'une part et leurs propriétés viscoélastiques macroscopiques d'autre part. Des courbes de dispersion des modules élastiques sont mesurées par les techniques SSI et MRE, in vivo et in vitro. Le chapitre quatre introduit une nouvelle méthode de focalisation adaptative. Les aberrations de phase subies par un faisceau ultrasonore à la traversée d'un milieu hétérogène sont corrigées par une maximisation de l'énergie acoustique au point cible. Une démonstration expérimentale de la technique e: apportée in vitro. Le dernier chapitre présente un protocole complet de guidage IRM avant, pendant, et après la thérapie transcranienne par ultrasons focalisés. Ce protocole est testé avec succès in vivo dans le cerveau de rats avec et sans tumeurs implantées
Author: PRADIP MATHURADAS.. PATTANY
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APRES UNE PRESENTATION RAPIDE DES METHODES CLASSIQUES DE COMPENSATION DES ARTEFACTS DUS AUX MOUVEMENTS, SUR LES IMAGES DE RESONANCE MAGNETIQUE, CE TRAVAIL PROPOSE DEUX ETUDES NOUVELLES: 1) LA SUPPRESSION DES ARTEFACTS DE MOUVEMENT D'ORDRE ELEVE; 2) UNE TECHNIQUE DE QUANTIFICATION D'UN ECOULEMENT EN IRM. LE PREMIER THEME TRAITE A CONDUIT A DES METHODES QUI PERMETTENT DE REFOCALISER COMPLETEMENT LES SPINS EN MOUVEMENT, TOUT EN TENANT COMPTE NON SEULEMENT DE LA VITESSE MAIS AUSSI DE L'ACCELERATION ET DE LA PULSATILITE (TERME D'ORDRE 3). CES METHODES SONT BIEN ADAPTEES AUX SEQUENCES D'ECHO DE SPINS ET UN NOMBRE IMPORTANT D'EXEMPLES D'AMELIORATION DE LA QUALITE DES IMAGES ILLUSTRE LEUR APPLICATION A L'IRM CLINIQUE. LE SECOND THEME PORTE SUR LA THEORIE DE LA MESURE DES VITESSES D'UN ECOULEMENT, MESURE FONDEE SUR L'EMPLOI DE LA PHASE ACCUMULEE PAR LE MOUVEMENT DES NOYAUX EN PRESENCE DE GRADIENT, MESURE EFFECTUEE SUR L'IMAGE. ON MONTRE ALORS COMMENT DETERMINER LES VITESSES TOUT EN UTILISANT UNE TECHNIQUE DE REPHASAGE DES AIMANTATIONS. ON A PU ALORS QUANTIFIER DES VITESSES AVEC COMPENSATION DES ERREURS DUES AUX MOUVEMENTS D'ORDRE SUPERIEUR SUR UNE GAMME DE 13 CM/S A 55 CM/S. LES APPLICATIONS IN VIVO MONTRENT QUE L'ON POUVAIT EGALEMENT MESURER LES VITESSES DE CIRCULATION SANGUINE A DIFFERENTS INSTANTS DU CYCLE CARDIAQUE
Author: Thibaut Faller
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Les métastases sont une cause majeure de décès dans le cas du cancer. En effet, ces tumeurs secondaires peuvent se développer dans divers organes, distants de la tumeur primaire, et surviennent à des temps différents au cours de la croissance de la tumeur primaire. De nombreuses techniques d'imagerie biomédicale peuvent être utilisées pour les détecter. Parmi celles-ci, l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a l'avantage de ne pas utiliser de rayonnements ionisants et permet de forts contrastes entre des tissus mous différents. Toutefois il est encore nécessaire de développer de nouvelles techniques IRM pour mieux caractériser les tumeurs, obtenir des données quantitatives, et réduire drastiquement les durées d'examen. Parmi les caractéristiques biophysiques mesurables par IRM, le temps de relaxation T1 semble être un bio-marqueur de l'efficacité d'une thérapie anti-cancéreuse. Cependant, sa mesure est généralement trop chronophage pour être utilisée en imagerie préclinique sur des cohortes d'animaux, ou pour une utilisation en routine clinique. Cette thèse a porté sur le développement d'une séquence de quantification T1 fiable et rapide. Elle a été appliquée pour détecter et caractériser des métastases chez la souris avec comme pré-requis de générer des images avec une résolution spatiale élevée, d'être insensible aux mouvements respiratoires et de permettre des mesures reproductibles du T1. La séquence Magnetization Prepared 2 Rapid Acquisition Gradient Echoes (MP2RAGE) à encodage cartésien a donc été choisie pour son fort potentiel de quantification T1, sa robustesse aux hétérogénéités de champ magnétique, et pour obtenir rapidement des cartes paramétriques en 3D. L'influence des paramètres de la séquence a d'abord été évaluée par simulations. Puis la séquence a été modifiée pour être compatible avec une méthode d'accélération appelée acquisition comprimée. Cette méthode a alors été utilisée soit pour réduire le temps d'acquisition des cartes T1, soit pour en améliorer la résolution spatiale. Cette nouvelle séquence MP2RAGE a alors été utilisée à 7T pour détecter et caractériser des métastases cérébrales disséminées dans le cerveau de souris. Pour détecter des métastases hépatiques, l'encodage cartésien initial s'est avéré trop sensible aux mouvements respiratoires. Il a donc été remplacé par un encodage radial, nécessitant une adaptation du schéma de reconstruction des cartes T1. Ainsi, des cartes T1 3D de l'abdomen entier de souris ont été obtenues en 9 minutes. Un suivi longitudinal de métastases hépatiques a montré des hétérogénéités de T1 inter- et intra-métastatiques. Pour une accélération supplémentaire, la séquence a été développée avec un encodage multi-coupe 2D, permettant ainsi d'utiliser les nombreux temps-morts présents dans le chronogramme. Des optimisations des paramètres de la séquence ont permis d'obtenir 6 cartes T1 en 9 s in vivo sur le cerveau et l'abdomen de souris. De plus, une étude préliminaire a montré qu'elle permettait de réaliser de la thermométrie. Une première perspective de ces travaux consiste à transférer cette séquence sur un aimant de recherche clinique. Une autre perspective serait de développer une séquence multi-coupe 3D radiale, accélérée par acquisition comprimée, applicable sur le petit-animal comme chez l'humain. Celapermettrait d'allier efficacité de la séquence, forte résolution spatiale et robustesse aux mouvements pour un large éventail d'applications.
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: Maélène Lohézic
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L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil remarquable pour le diagnostic clinique, aussi bien pour l'imagerie cérébrale que pour l'imagerie cardiaque et abdominale. C'est notamment la seule modalité d'imagerie qui permet de visualiser et de caractériser l'oedème myocardique. Cependant, la gestion du mouvement reste un problème récurrent en IRM cardiaque. Tant le battement cardiaque que la respiration nécessitent une prise en compte attentive lors de l'acquisition des images et limitent la résolution temporelle et spatiale accessible en pratique clinique courante. L'approche adoptée dans ce travail propose d'intégrer ces mouvements physiologiques dans le processus de reconstruction des images et permet ainsi de réaliser des explorations cardiaques en respiration libre. Un algorithme de reconstruction itératif, corrigeant les mouvements estimés par un modèle contraint par les signaux physiologiques, est dans un premier temps appliqué à l'imagerie cardiaque morphologique. Ses performances vis-à-vis d'une méthode semi-automatique de détection de l'oedème sont évaluées. Il a également été utilisé en association avec une méthode d'acquisition adaptative, afin de permettre l'acquisition d'images en télésystole et en respiration libre. Dans un deuxième temps, cette méthode a été étendue à la quantification du temps de relaxation transversale T2. La cartographie T2 du coeur fournit en effet une caractérisation de l'oedème myocardique. La méthode de reconstruction présentée, ARTEMIS, permet de réaliser cette cartographie en respiration libre et sans allongement du temps d'examen. Ces méthodes exploitent des signaux physiologiques afin d'estimer le mouvement ayant eu lieu pendant l'acquisition. Différentes solutions pour obtenir ces informations physiologiques ont donc également été explorées. Parmi elles, les capteurs à base d'accéléromètres permettent de multiplier les points de mesure alors que les informations "embarquées" dans la séquence d'acquisition IRM ("navigateur") facilitent le déploiement de ces techniques puisqu'elles évitent de recourir à des équipements supplémentaires. Ainsi pendant ces travaux, des méthodes de reconstruction adaptatives ont été développées afin de corriger le mouvement et de prendre en compte les spécificités de chaque patient. Ces travaux ouvrent la voie de l'imagerie par résonance magnétique cardiaque en respiration libre dans un contexte clinique.
Author: Benjamin Demol
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Dans le contexte de l'amélioration des traitements de radiothérapie, la planification de traitement sur image par résonance magnétique (IRM) présente l'avantage de supprimer les incertitudes des contours liées au recalage avec l'image de scanographie (CT). L'objectif principal de la thèse est de contribuer au développement de méthodes de génération de CT synthétique (pCT) à partir de l'IRM et d'évaluer leurs incertitudes sur la dose planifiée par calcul Monte Carlo dans le cadre de la stéréotaxie intracrânienne.Dans la première partie, une calibration stœchiométrique du CT a été réalisée. Celle-ci a été intégrée à un système de contrôle qualité des plans de traitement par simulation Monte Carlo. Nous avons ensuite démontré la précision des calculs Monte Carlo sur la base de la seule connaissance de la quantité d'hydrogène présente dans les tissus en utilisant cette calibration. La quantification de l'hydrogène des tissus à partir de séquences IRM a ensuite été étudiée théoriquement et expérimentalement.La seconde partie concerne la génération d'un pCT par méthode atlas avec prise en compte de l'intensité des voxels IRM (séquence 3D T1). Une étude dosimétrique sur une cohorte de patients a été menée afin d'évaluer la qualité de la méthode. Des solutions ont été proposées afin d'améliorer le résultat de la méthode dans les cas anatomiques particuliers La génération de pCT à partir d'une IRM permettra de supprimer l'examen CT de la pratique routinière, menant à une simplification du flux de travail, une diminution des coûts, et à une intégration cohérente avec les machines de traitement couplées à un scanner IRM.
Author: Anou Sewonu
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Book Description
De plus en plus utilisée en routine clinique, l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est très fréquemment associée à d'autres modalités d'imagerie médicale dans le cadre d'études multicentriques. Elle est également utilisée à des fins de quantification et sa technologie se complexifie, notamment avec l'utilisation croissante d'antennes en réseau phasé. Ces raisons contribuent à amplifier le besoin d'assurance qualité car il importe de surveiller les performances des appareils cliniques afin de se prémunir d'erreurs de diagnostic que leurs dérives peuvent entrainer. Des travaux, très tôt engagés sur le contrôle qualité (CQ) en IRM, ont posé les bases pour la conception d'objets-test et des mesures physiques nécessaires au suivi. Ces travaux ont aussi permis de dégager deux approches pour les procédures de CQ en IRM, à savoir des approches mono-objet et multi-objet. Les travaux menés poursuivent le premier objectif de développer une méthodologie de suivi périodique des appareils d'IRM qui soit pratique, peu chronophage, statistiquement robuste et compatible avec différents appareils. L'approche mono-objet issue des travaux de l'American College of Radiology a été choisie pour élaborer la procédure. Les travaux ont porté sur les principaux aspects du processus de réalisation des tests. La procédure hebdomadaire résultante, d'une durée de réalisation inférieure à 10 min, a été testée avec succès sur 6 sites disposant d'appareils de différentes gammes. Le deuxième objectif porte sur le contrôle spécifique des antennes en réseau phasé. Ceux-ci sont essentiellement caractérisés par deux paramètres qui ont été identifiés comme déterminants pour la reconstruction et la qualité des images. Il s'agit des profils de sensibilité des antennes et des corrélations en termes de bruit d'acquisition. Deux métriques ont été élaborées pour surveiller ces deux paramètres. Une technique alternative a également été développée pour calculer les covariances de bruit. Enfin, cette thèse propose quelques pistes pour mettre les outils de CQ au service d'applications cliniques ciblées. Les travaux engagés en ce sens ouvrent des perspectives intéressantes pour l'utilisation de techniques de CQ dans le cadre d'applications cliniques ciblées.
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Category : Brain
Languages : en
Pages : 124
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Author: MURIEL.. ROTH
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Category :
Languages : fr
Pages : 195
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Book Description
CE TRAVAIL EST CENTRE SUR LES DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES EN IMAGERIE PAR RESONANCE MAGNETIQUE DES FONCTIONS DU CERVEAU. UNE NOUVELLE METHODE D'IRM FONCTIONNELLE QUANTITATIVE BASEE SUR LA MESURE DU DEBIT SANGUIN EST TOUT D'ABORD DECRITE. DES IMAGES ANGIOGRAPHIQUES ONT PERMIS DE MESURER LE DEBIT DANS UNE VEINE DRAINANT LE CORTEX MOTEUR. DES VARIATIONS SIGNIFICATIVES DU DEBIT SANGUIN ENTRE DES PERIODES DE REPOS, DE SIMULATION MENTALE ET D'EXECUTION D'UN ACTE MOTEUR ONT ETE MISES EN EVIDENCE. CES INFORMATIONS FONCTIONNELLES NE PERMETTENT PAS DE LOCALISER PRECISEMENT LES REGIONS CORTICALES ACTIVEES. CETTE LOCALISATION A ETE EFFECTUEE EN APPLIQUANT UN TRAITEMENT APPROPRIE SUR DES IMAGES SENSIBLES AUX VARIATIONS DU TAUX D'OXYGENATION SANGUINE. DES CARTES D'ACTIVATION CEREBRALE DE BONNE RESOLUTION SPATIALE ( 3 MM) SONT AINSI OBTENUES. NOUS AVONS ALORS DEMONTRE QUE L'AIRE MOTRICE PRIMAIRE EST ACTIVEE LORS DE LA SIMULATION MENTALE D'UN ACTE MOTEUR. LES MOUVEMENTS DE LA TETE SURVENANT PENDANT UN EXAMEN FONCTIONNEL INDUISENT DES ERREURS SUR LES CARTES D'ACTIVATION. UN NOUVEL ALGORITHME DE CORRECTION DES DEPLACEMENTS DANS LE PLAN DES IMAGES EST PRESENTE. CET ALGORITHME UTILISE LES PROPRIETES DE LA TRANSFORMATION DE FOURIER CONCERNANT LES ROTATIONS ET LES TRANSLATIONS AFIN DE DETERMINER RAPIDEMENT LES PARAMETRES DU DEPLACEMENT. DES TESTS SUR DES IMAGES SIMULEES ONT PERMIS DE MONTRER LA FIABILITE ET LA PRECISION DE L'ALGORITHME.
Author: Gabriel Korach
Publisher: Elsevier Masson
ISBN: 9782225839139
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Languages : fr
Pages : 168
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