Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) se définit comme étant un échec dans la croissance du fœtus à atteindre son potentiel de croissance génétiquement déterminé. Il touche entre 7 à 10 % des grossesses. Alors que le dépistage commence seulement à partir de la vingtième semaine de grossesse, cette complication pourrait être détectable dès le premier trimestre. Un dépistage précoce des femmes à risque élevé permettrait de débuter un traitement préventif. L’échographie 3D Doppler de puissance a démontré des résultats encourageants pour le dépistage précoce de la pré-éclampsie. La biopsie virtuelle du placenta et ses indices de vascularisation pourraient possiblement permettre la détection précoce de cas de RCIU dès le premier trimestre. Les objectifs de l’étude étaient d’évaluer la valeur de la biopsie virtuelle, du volume placentaire et des indices de vascularisation placentaires au 1er trimestre dans la prédiction du RCIU stratifié selon la sévérité. Nous avons observé que le volume placentaire est un bon prédicteur du RCIU. Cependant, la biopsie virtuelle du placenta et les indices de vascularisation placentaire ne prédisent pas bien le RCIU. En conclusion, la biopsie placentaire et sa vascularisation déterminées par échographie 3D Doppler de puissance ne sont pas des modalités utiles en clinique pour le dépistage précoce du RCIU au premier trimestre de la grossesse. / Fetal growth restriction (FGR) is a pathological process defined as the failure of the fetus to reach its biologically determined growth potential. It affects 7 to 10% pregnancies. Screening for FGR begins only at the 20th weeks of pregnancy but this complication could be detectable during the first-trimester of gestation. Early detection of high-risk pregnancies could allow to start a preventive treatment as soon as possible. Threedimensional Power Doppler ultrasound has shown some encouraging results for early identification of women at high risk of preeclampsia. Placental volume and ultrasonographic sphere biopsy (USSB) with their vascularization indices could possibly detect FGR fetuses during the first-trimester. Our objective was to estimate the performance of the whole placental volume and USSB vascularization in the prediction of severe and non-severe FGR fetuses in the first-trimester. Our results showed that placental volume was a good predictor of severe and non-severe FGR. However, USSB displayed a poor predictive ability. Therefore, first-trimester USSB and its vascularization indices are not good modalities for clinical practice for the early screening of FGR pregnancies.

La localisation précise de la cible chirurgicale est essentielle pour réduire la morbidité au cours de l'exérèse chirurgicale d'une tumeur cérébrale. Lorsque les dimensions de la craniotomie sont importantes, une déformation des tissus mous du cerveau peut survenir au cours de l'intervention. Du fait de ce `brain-shift', les données pré-opératoires ne correspondent plus à la réalité et la neuronavigation s'en trouve fortement compromise. Afin de prendre en compte ces effets, nous proposons un système de navigation passive permettant de localiser les ancillaires par rapport à la position rectifiée des structures anatomiques. Avant l'intervention une angiographie par résonance magnétique (ARM) du cerveau du patient est acquise. Après installation au bloc opératoire, le volume ARM définissant la configuration initiale de l'arbre vasculaire cérébral est rigidement recalé par rapport à la tête du patient. Au cours de l'intervention, suite à une déformation importante du cerveau, le chirurgien effectue un balayage échographique Doppler de la région d'intérêt. L'arbre vasculaire initial est recalé élastiquement vers sa configuration déformée, segmentée dans les images US localisées, et le champ de déplacements résultant est ensuite étendu à l'ensemble du volume de l'organe par le biais d'un modèle biomécanique spécifique au patient. La déformation globale ainsi calculée permet de mettre à jour les données pré-opératoires et rectifier le planning chirurgical initial. Notre système fournit une réponse rapide, robuste et précise au chirurgien et lui offre la possibilité de valider la pertinence de la déformation calculée avant toute modification du planning.

Le syndrome du défilé thoracique se définit par la compression du plexus brachial et/ou des vaisseaux subclaviers, à leur traversée dans l'étroit passage constitué par le défilé inter-scalénique - entre les muscles scalènes, l’espace costo-claviculaire et l'espace rétro-pectoral - pour atteindre le creux axillaire. Les symptômes peuvent être à prédominance artérielle, veineuse et/ou neurologique selon la structure impliquée. Malheureusement, le syndrome du défilé thoracique demeure controversé par son manque de critères diagnostiques acceptables. De ce fait, les tests orthopédiques utilisés pour diagnostiquer ce syndrome sont régulièrement remis en question. Ce mémoire de recherche vise à répondre à la problématique majeure entourant le syndrome du défilé thoracique : « Est-ce que les tests orthopédiques utilisés en clinique pour diagnostiquer ce syndrome sont valides ? » Au préalable, nous chercherons à identifier la qualité des articles pertinents sur le sujet à travers une revue de la littérature diagnostique. Ensuite, la validité des tests orthopédiques sera vérifiée à l’aide d’un appareil à échographie doppler lors d’une étude clinique. Les retombées de ce projet de recherche sont multiples pour les cliniciens. Tout d’abord, il pourra aider à clarifier ce syndrome controversé tout en offrant une meilleure connaissance de la qualité des articles publiés jusqu’à présent sur le sujet. Enfin, les résultats de l’étude clinique sur la validité des tests orthopédiques permettront d’améliorer l’utilisation des tests par le clinicien et ainsi, l’aider à poser un meilleur diagnostic. / Thoracic outlet syndrome (TOS) is defined as a neurovascular syndrome associated with compression of the brachial bundle (brachial plexus and/or subclavian vessels). Patients may have a compression of one structure or a combination of neurovascular symptoms, which can complicate the diagnosis. Based on the clinical presentation, the clinician often performs selected provocative tests to identify a site of compression of the brachial bundle specific to a type of TOS to confirm the syndrome and propose a management plan. However, due to the lack of accepted criteria for the diagnosis of TOS, test results may be unable to confirm or rule out the presence of the syndrome. This has important implications for the generalization of results relating to test performance. The purpose of this thesis was to establish the validity of orthopedic tests commonly used to diagnose a thoracic outlet syndrome. A systematic literature review was first conducted on the subject. Afterward, a clinical research on the accuracy of commonly used orthopedic tests used in practice was done using an echography Doppler machine. A better understanding of the validity of these tests should improve the clinical diagnosis and help define a clear plan of management. The advantages offered by this research project are multiple for clinicians, the study provides a better understanding of this controversial syndrome, knowledge on the quality of the research done up until now and lastly, clinicians have a better understanding of the validity of TOS orthopedic tests in an objective to help improve its diagnosis.

Mes travaux de thèse portent sur l’application de l’imagerie fUS (functional ultrasound imaging) à l’imagerie cérébrale préclinique chez le petit animal. Le but était de transformer cette technique d’imagerie cérébrale récente en un véritable outil de quantification de l’état cérébral. Les objectifs principaux ont été de démontrer la faisabilité de l’imagerie fUS chez le petit animal non anesthésié ainsi que de passer du modèle rat au modèle souris - modèle de choix en imagerie préclinique en neurosciences - de surcroît de façon non invasive. J’ai tout d’abord mis au point une nouvelle séquence d’imagerie ultrasonore ultrarapide (Multiplane Wave imaging), permettant d’améliorer le rapport signal-à-bruit des images grâce à l’augmentation virtuelle de l’amplitude du signal émis, sans diminuer la cadence ultrarapide d’acquisition. Dans un deuxième temps j’ai démontré la possibilité d’imager le cerveau de la souris et du jeune rat anesthésiés par échographie Doppler ultrarapide, de manière transcrânienne et complètement non invasive, sans chirurgie ni injection d’agents de contraste. J’ai ensuite mis au point un montage expérimental, une séquence ultrasonore et un protocole expérimental permettant de réaliser de l’imagerie fUS de manière minimalement invasive chez des souris éveillées et libres de leurs mouvements. Enfin, j’ai démontré la possibilité d’utiliser le fUS pour étudier la connectivité fonctionnelle du cerveau au repos (sans stimulus) chez des souris éveillées ou sédatées. L’imagerie fUS et la combinaison « modèle souris » + « minimalement invasif » + « animal éveillé » + « connectivité fonctionnelle » constituent un outil précieux pour la communauté des neuroscientifiques travaillant sur des modèles animaux pathologiques ou de nouvelles molécules pharmacologiques / My work focuses on the application of fUS (functional ultrasound) imaging to preclinical brain imaging in small animals. The goal of my thesis was to turn this recent vascular brain imaging technique into a quantifying tool for cerebral state. The main objectives were to demonstrate the feasibility of fUS imaging in the non-anaesthetized small rodents and to move from rat model imaging to mouse model imaging –most used model for preclinical studies in neuroscience-, while developing the least invasive imaging protocols. First, I have developed a new ultrafast ultrasonic imaging sequence (Multiplane Wave imaging), improving the image signal-to-noise ratio by virtually increasing emitted signal amplitude, without reducing the ultrafast framerate. Then, I have demonstrated the possibility to use ultrafast Doppler ultrasound imaging to image both the mouse brain and the young rat brain, non-invasively and through the intact skull, without surgery or contrast agents injection. Next, I have developed an experimental setup, an ultrasound sequence and an experimental protocol to perform minimally invasive fUS imaging in awake and freely-moving mice. Finally, I have demonstrated the possibility to use fUS imaging to study the functional connectivity of the brain in a resting state in awake or sedated mice, still in a transcranial and minimally invasive way. fUS imaging and the combination of "mouse model" + "minimally invasive" + "awake animal" + "functional connectivity" represent a very promising tool for the neuroscientist community working on pathological animal models or new pharmacological molecules

Au sein des unités de médecine d'urgence, l'état de choc est une condition courante et par le fait même, une cause majeure de mortalité en Amérique du nord. Il est donc essentiel d'en rechercher rapidement les causes. Dans cette recherche, l'évaluation clinique, l'examen des signes vitaux et les tests de laboratoire se révèlent souvent imprécis car ils ne permettent pas d'évaluer de façon optimale le statut hémodynamique des patients instables. Or, le risque d'une évaluation insuffisante de l’état hémodynamique conduit à l'instauration d'un traitement inapproprié dont la conséquence peut être fatale. Une simple surestimation du besoin de remplissage vasculaire peut entraîner des complications telles que l'œdème pulmonaire et inversement, la sous-estimation peut avoir pour conséquence une hypovolémie persistante avec une hypoperfusion ou un état de choc non reconnu susceptible de générer une insuffisance des organes cibles. Actuellement, pour évaluer le statut hémodynamique, les méthodes les plus utilisées sont la pression veineuse centrale (PVC), les cathéters de Swan-Ganz et l’échocardiographie transoesophagienne. Bien que déjà difficiles à réaliser à l’urgence, toutes ces méthodes sont invasives et conservent un potentiel élevé de morbidité. Il existe toutefois des méthodes alternatives valides qui permettent d'obtenir une estimation non invasive de la pression moyenne de l'oreillette droite, entre autre l’échographie sous-costale avec les mesures échographiques de la collapsibilité de la veine cave inférieure (VCI) et les mesures de Doppler échographiques sur la veine hépatique (VH). Il convient cependant de noter que la mesure de la collapsibilité de la VCI n’a pas réussi à devenir un standard d’évaluation de la volémie parce qu’elle reste sujette à plusieurs facteurs confondants.   La mesure du flot de la VH, quant à elle, semble être une option plus intéressante pour mieux évaluer la pression de remplissage de l’oreillette droite. En effet, l'échographie Doppler de la veine hépatique reste donc un instrument potentiellement prometteur qui peut bien refléter les pressions de l’OD et donc de la pression veineuse centrale. Il importe de souligner que pour le patient instable, chaque minute est précieuse et qu’un gain de temps inestimable contribue à éliminer les facteurs susceptibles de compromettre le pronostic vital. L’objectif principal de notre étude, étant la mesure du temps nécessaire pour l’acquisition d’images ; nous avons comparé la durée de l'acquisition d'images entre l'échographie de la VCI et le Doppler de la VH chez des sujets sains. Le temps moyen d'acquisition d'images de la VCI était de 89,1 secondes et de 117,8 pour la VH. La différence de la moyenne de temps était de 28,6 secondes (IC95% -73,2 · +15,8 ; t=1.33, 24 dl ; p=0.196). La différence de délai pour le temps d’acquisition d’images était inférieure à 30 secondes. En pratique, nous pensons que cette différence peut être considérée comme cliniquement acceptable pour une prise de décision rapide. En ce qui concerne le taux d’échec entre les deux techniques, nous n’avons pas trouvé de différence significative : 1 échec pour la VCI et 5 échecs pour la VH avec une différence de 13% (0.133), p=0.09 ; alors que le taux de réussite est le même, soit 25 pour chacune. L’évaluation de la veine hépatique par échographie était faisable, simple et rapide dans la majorité des volontaires sélectionnés dans notre étude. Mots-clés : échographie Doppler, veine cave inférieure, veines hépatiques, état de choc, statut hémodynamique. / Shock is a common condition and a major cause of death in emergency units. Clinical evaluation, vital signs and laboratory tests can lack specificity to identify the cause of shock and do not allow an optimal evaluation of the hemodynamic status of unstable patients. A poor evaluation of the hemodynamic state could lead to inappropriate treatment and the consequence may be fatal. Overestimation of the need for vascular filling can lead to complications such as pulmonary edema; while underestimation may give rise to persistent hypovolemia with hypoperfusion or unrecognized shock resulting in multi-organ failure. The current methods used to assess hemodynamic status are central venous pressure, Swan-Ganz catheters, and trans-esophageal echocardiography. Although already difficult to perform in the emergency department, all of these methods are invasive and retain a high potential for morbidity. However, there are valid alternative methods for obtaining a non-invasive estimate of the average pressure of the right atrium, including subxiphoid ultrasound with measurements of the inferior vena cava (IVC) collapsibility and ultrasound Doppler measurements of the hepatic veins (HV). However, the measurement of the collapsibility of the IVC is subject to several confounding factors and has failed to become a standard of care for evaluating patients’ volemic status. Measuring the flow of the hepatic vein, on the other hand, seems to be a more interesting option for better assessing the filling pressure of the right atrium. Indeed, the Doppler ultrasound of hepatic veins remains a potentially promising instrument that may well reflect the pressures of the right atrium and thus of the central venous pressure. It is important to emphasize that for the unstable patient, every minute is precious and that saving time contributes to eliminate factors likely to compromise the vital prognosis.   The main objective of our study is to measure the time it takes to acquire images. We compared the duration of image acquisition between IVC ultrasound and HV Doppler in healthy volunteers. The average image acquisition time for the IVC and HV was 89.1 and 117.8 seconds respectively. The difference in mean time was 28.6 seconds (95% CI -73.2 · + 15.8, t = 1.33, 24 dL, p = 0.196). The difference for image acquisition time was less than 30 seconds. In practice, we believe that this difference can be considered clinically acceptable for rapid decision-making. Regarding the failure rate between the two techniques, we did not find any significant difference: 1 failure for IVC and 5 failures for HV with a difference of 13% (0.133), p = 0.09; while the success rate is the same, 25 for each. The evaluation of the hepatic vein by ultrasonography was feasible, simple and fast in the majority of volunteers selected in our study. Key words: Doppler ultrasonography, inferior vena cava, hepatic veins, shock, hemodynamic status