La tomographie d'émission par positrons (TEP) dédiée aux petits animaux est une technique d'imagerie métabolique très utile pour la recherche biomédicale en raison de la grande similitude du génome de la souris transgénique à celui de l'humain. Cette imagerie, de type fonctionnelle, est généralement couplée à une imagerie anatomique comme la tomodensitométrie (TDM) pour améliorer les diagnostics. C'est dans cette sphère de recherche que des travaux sont menés à Sherbrooke pour intégrer les deux modalités d'imagerie en utilisant les mêmes détecteurs et la même chaîne électronique basée sur des photodiodes à avalanche (PDA). Le premier scanner de cette génération est appelé le LabPET. Le LabPET est disponible avec 1536, 3072 ou 4608 PDA selon la longueur axiale. Malgré un rapport signal/bruit plus faible que d'autres capteurs, les PDA, couplées individuellement aux paires de cristaux, permettent d'obtenir une excellente résolution spatiale et un faible temps mort. Par contre, comme deux cristaux dont les constantes de décroissante sont différentes sont couplés à la même PDA, une identification est requise pour localiser l'interaction du rayonnement gamma et obtenir la bonne ligne de réponse. Actuellement, un filtre adaptatif avec un modèle unique de référence de la chaîne électronique pour tout le scanner permet de retrouver la fonction de transfert du cristal avec un taux d'erreur pouvant atteindre moins de 1%. Le modèle de référence contient toutes les informations connues a priori de la chaîne d'acquisition. Le modèle unique pour tout le scanner est correct comme preuve de faisabilité, mais s'avère en pratique non représentatif à cause de la variabilité des détecteurs et des composants électroniques. Un modèle non approprié dégrade l'identification globale des cristaux, ce qui affecte la résolution d'image. Ce projet de maîtrise vise à pallier ce problème en calculant automatiquement un modèle personnalisé pour chaque canal. Quatre algorithmes basés sur différentes minimisations de la fonction de coût, soit le filtre de Wiener, la maximisation de la ressemblance, la minimisation du biais temporel et la minimisation du taux d'erreur, ont été développés et caractérisés comme modèle individuel du canal. Le premier est un algorithme standard pour modéliser un signal, le second ressemble beaucoup au filtre de Wiener, mais avec quelques approximations en moins. Le troisième utilise de l'information connue a priori sur les cristaux et le dernier maximise directement l'identification des cristaux. Un taux d'erreur d'identification de cristaux pour le modèle unique de la chaîne d'acquisition dans le scanner LabPET 4-cm de Sherbrooke est d'environ 3,53 % pour une fenêtre en énergie de 350-650 keV. Les nouveaux modèles personnalisés des chaînes ont obtenu respectivement des taux d'erreurs de plus de 10 %, 3,66 %, 2,96 % et 1,45 % en fonction des algorithmes présentés précédemment. Ainsi, il devient évident qu'un modèle individuel et optimal pour chaque canal permet d'améliorer le taux d'erreur moyen pour le scanner, et ce, sans changer l'architecture matérielle ou logicielle, mais au dépend d'un temps de calibration plus longue.

Les fuselages des avions sont généralement en aluminium ou en composite renforcés par des raidisseurs longitudinaux (lisses) et transversaux (cadres). Les raidisseurs peuvent être métalliques ou en composite. Durant leurs différentes phases de vol, les structures d'avions sont soumises à des excitations aériennes (couche limite turbulente : TBL, champs diffus : DAF) sur la peau extérieure dont l'énergie acoustique produite se transmet à l'intérieur de la cabine. Les moteurs, montés sur la structure, produisent une excitation solidienne significative. Ce projet à [i.e. a] pour objectifs de développer et de mettre en place des stratégies de modélisations des fuselages d'avions soumises à des excitations aériennes et solidiennes. Tous [i.e. Tout] d'abord, une mise à jour des modèles existants de la TBL apparaît dans le deuxième chapitre afin de mieux les classer. Les propriétés de la réponse vibro-acoustique des structures planes finies et infinies sont analysées. Dans le troisième chapitre, les hypothèses sur lesquelles sont basés les modèles existants concernant les structures métalliques orthogonalement raidies soumises à des excitations mécaniqués, DAF et TBL sont réexaminés en premier lieu. Ensuite, une modélisation fine et fiable de ces structures est développée. Le modèle est validé numériquement à l'aide des méthodes des éléments finis (FEM) et de frontière (BEM). Des tests de validations expérimentales sont réalisés sur des panneaux d'avions fournis par des sociétés aéronautiques. Au quatrième chapitre, une extension vers les structures composites renforcées par des raidisseurs aussi en composites et de formes complexes est établie. Un modèle analytique simple est également implémenté et validé numériquement. Au cinquième chapitre, la modélisation des structures raidies périodiques en composites est beaucoup plus raffinée par la prise en compte des effets de couplage des déplacements planes et transversaux. L'effet de taille des structures finies périodiques est également pris en compte. Les modèles développés ont permis de conduire plusieurs études paramétriques sur les propriétés vibro-acoustiques des structures d'avions facilitant ainsi la tâche des concepteurs. Dans le cadre de cette thèse, un article a été publié dans le Journal of Sound and Vibration et trois autres soumis, respectivement aux Journal of Acoustical Society of America, International Journal of Solid Mechanics et au Journal of Sound and Vibration.

La recherche sur la synthèse Fischer-Tropsch (FTS) a depuis 20 ans été fortement stimulée par la demande d’énergie croissante. Le projet de ce doctorat vise à élaborer un catalyseur nanométrique hétérogène sans porosité interne qui sera utilisé avec du gaz de synthèse produit par gazéification sous air de matières renouvelables. Les objectifs principaux consistent à valider un protocole de fabrication du catalyseur par plasma, optimiser les conditions d’opération, comparer avec une option commerciale, évaluer le potentiel des additifs et concevoir un modèle cinétique. Le catalyseur est constitué de nanoparticules de carbure de fer encapsulées dans du carbone devant être au moins partiellement enlevé avant la réaction. Un réacteur a été conçu et les conditions optimales ont été estimées à : • température inférieure à 250°C pour limiter la réaction de conversion du gaz à l’eau (water-gas-shift; WGS) tout en maintenant une activité optimale pour la FTS; • pression supérieure à 15 bars pour assurer que le milieu liquide de la réaction soit saturé en réactifs, mais inférieure à 25 bars pour permettre l’évacuation de l’eau; • une vitesse spatiale de 1 200 ml[indice inférieur gaz]/(h*g[indice inférieur cata]) qui assure une conversion maximale aux autres conditions optimisées. Du Nanocat, un matériel commercial constitué de nanoparticules d’hématite non-supportées, a été utilisé comme matériel de référence. Il doit toutefois être transformé en carbure de fer par une réaction avec du CO. Dans le système de réaction et les conditions testées, les performances du Nanocat sont très similaires à celle du catalyseur produit par plasma. Du Cu et du K ont été utilisés comme dopants du catalyseur; le dopage est simultané à la fabrication du catalyseur. Une conversion complète et sans désactivation a été obtenue, mais l’étendue de la réaction WGS a été multipliée par 3. Ce dopage s’est avéré bénéfique mais une optimisation de la charge est requise. Le modèle choisi pour simuler la FTS est basé sur une cinétique phénoménologique : les paramètres de la réaction sont réunis en un facteur mis en fonction d’une réponse du système réactionnel. La prédiction du modèle phénoménologique est bonne pour la conversion du CO et pour la WGS, mais pas pour la conversion FTS; il donne aussi de bons résultats avec des données de la littérature.

La situation de santé mentale des enfants réfugiés est peu connue et les rares études sur le sujet montrent des résultats contradictoires. Elles soulignent les défis d’accès à cette population et les limites des approches et des méthodes peu adaptées sur le plan culturel. Afin de contourner certains de ces obstacles et de connaître davantage la réalité des enfants réfugiés, nous avons voulu identifier dans le cadre d'une thérapie par le conte centrée sur les besoins : 1) les besoins psychologiques les plus importants pour l’enfant, 2) les besoins que l’enfant aborde à travers le travail du conte. Pour ce faire, nous avons réalisé l’étude de cas de deux enfants latino-américains (une fille de neuf ans et un garçon de onze ans) issus de familles réfugiées installées depuis un an et demi dans la région de l’Outaouais, parlant principalement espagnol et présentant des problématiques intériorisées cliniquement significatives. Les enfants ont été recrutés dans deux organismes d’accueil des immigrants de la région de l’Outaouais. Nous avons fait la collecte de données en espagnol au moyen de trois méthodes : une entrevue semistructurée avec les parents afin d'obtenir de l’information sur le parcours migratoire, une technique projective de création d'une fleur des besoins pour identifier les besoins les plus importants et l’enregistrement de la verbalisation de l’enfant à travers l’intervention par le conte. Les enfants ont participé à quatre séances d'intervention au cours desquelles ils ont construit des fleurs des besoins, et ils ont écouté un même conte à chaque fois et l’ont recréé à travers des méthodes expressives diverses à chaque séance (dessin, drame et changement du conte). Pour l’analyse des données, nous avons utilisé la méthode proposée par Miles & Huberman (2003). Les résultats montrent que les deux enfants identifient l’importance des besoins de confort physique, de connexion et de tranquillité. La fille montre un intérêt particulier pour les besoins d’identité, de protection et d'exploration, et le garçon pour les besoins de repères et de stabilité. Les deux enfants priorisent dans le conte les besoins de connexion, de tranquillité et de repères. Après le travail du conte, le besoin de tranquillité chez la fille et le besoin de connexion chez le garçon ne sont plus identifiés. Cette recherche montre les possibilités de l’intervention par le conte centrée sur les besoins pour évaluer les besoins des enfants et pour approcher la réalité des enfants réfugiés.

Au Canada, la Société canadienne du cancer estime à 159900 le nombre de nouveaux cas de cancer en 2007. Selon le taux d'incidence, 39% des femmes et 44% des hommes développeront un cancer au cours de leur vie. Le cancer du sein est le cancer le plus diagnostiqué chez les femmes et affecte une canadienne sur neuf, alors que chez les hommes, le cancer de la prostate se développe chez un canadien sur huit. La tomographie d'émission par positrons (TEP) est une technique d'imagerie médicale non invasive permettant d'étudier les perturbations du fonctionnement cellulaire. Ainsi, son utilisation en oncologie permet de visualiser des foyers tumoraux avant l'apparition de changements morphologiques. Le 2-déoxy-2-[18 F]-fluoro-D-glucose ([18 F]FDG), un analogue du glucose, est le principal radiotraceur utilisé pour le diagnostic de divers types de cancers à l'aide de la TEP. Cependant, pour certains types de tumeurs, comme les cancers de la prostate et certains cancers du sein de type lobulaire, la sensibilité du [ 18 F]FDG demeure faible. Dans le cas du cancer de la prostate, la faible sensibilité du [18 F]FDG peut s'expliquer par une faible consommation de glucose dû à la croissance lente particulière aux cellules de la prostate. De plus, la forte excrétion du [18 F]FDG en circulation par la vessie adjacente à la prostate rend le diagnostic plus difficile. Dans ces cas, de nouveaux traceurs doivent être développés pour permettre un diagnostic plus efficace. De récentes études cliniques ont démontré le potentiel du [11 C]acétate pour imager les tumeurs de la prostate. L'avantage du [11 C]acétate par rapport au [18 F]FDG repose sur le fait que son métabolite, le [11 C]dioxyde de carbone, est expiré rapidement, diminuant ainsi la quantité de radioactivité filtrée par les reins et excrétée par la vessie. Les corps cétoniques, principalement l'acétoacétate et le [bêta]-hydroxybutyrate, sont connus pour être des sources alternatives de carburant pour le coeur, les reins, les muscles squelettiques et le cerveau. La littérature scientifique démontre qu'il existe une corrélation positive entre la disponibilité des corps cétoniques et leur consommation par les cellules tumorales. De plus, une augmentation de l'activité de l'enzyme initiale de la dégradation de l'acétoacétate, succinyle-CoA:acétoacétyl-CoA transférase, a été observée chez des cellules tumorales du foie en croissance. Ces résultats suggèrent que les cellules cancéreuses peuvent utiliser les corps cétoniques comme source d'énergie alternative. Notre laboratoire a développé une synthèse automatisée du [11 C]acétoacétate pour l'imagerie TEP du cerveau. En considérant les similitudes existantes entre les voies métaboliques de l'acétate et de l'acétoacétate, l'objectif de cette étude est d'évaluer le potentiel du [ 11 C]acétoacétate, comparativement au [11 C]acétate, comme traceur pour l'imagerie TEP des tumeurs mammaires et de la prostate chez un modèle animal. Ce mémoire présente les résultats des études in vitro et in vivo. Ces résultats offrent une meilleure compréhension du métabolisme des corps cétoniques au niveau des cellules tumorales. La captation du [11 C]acétoacétate au niveau des cellules de cancer de la prostate est en grande partie reliée à la synthèse des lipides. Cette relation n'est pas retrouvée au niveau de cellules de cancer mammaire. L'imagerie TEP au [11 C]acétoacétate a permis de visualiser les tumeurs mammaires ainsi que de la prostate au niveau de nos modèles animaux. Par ce fait, ce mémoire offre une alternative, soit le [11 C]acétoacétate, à l'imagerie du cancer avec la TEP lorsque le [18 F]FDG ne démontre pas une sensibilité suffisante.

La duloxétine est un inhibiteur de recapture de sérotonine et de noradrénaline (IRSN) développé comme antidépresseur qui est fréquemment utilisé pour soulager les symptômes de douleur associés à la fibromyalgie. Toutefois, le traitement ne semble être efficace que pour une partie des patients. Même si les mécanismes d’action neurophysiologiques de la duloxétine sont incertains, il est suggéré que ce médicament pourrait réduire la douleur en améliorant l’efficacité de la modulation de la douleur, qui est reconnue pour être déficitaire chez plusieurs patients. L’objectif de la présente étude vise ainsi à vérifier les effets d’un traitement de quatre semaines avec la duloxétine sur l’efficacité des mécanismes endogènes d’inhibition de la douleur auprès de patients atteints de fibromyalgie, et de vérifier si ces effets sont influencés par la force de ces mécanismes au commencement de l’étude. Afin d’atteindre cet objectif, 11 patients ont été recrutés pour prendre part à l’étude suite à l’obtention d’une prescription de duloxétine par un médecin spécialiste. L’efficacité des mécanismes inhibiteurs de la douleur a été évaluée avant le début du traitement et après 4 semaines de duloxétine à 60 mg/jour en mesurant l’efficacité de la modulation de la douleur par conditionnement (MDC). La douleur ressentie lors d’un stimulus-test (stimulation thermique de 180 secondes sur le bras gauche) a été comparée avant et après un stimulus conditionnant (immersion du bras droit dans un bassin d’eau à 12°C durant 2 minutes). Les symptômes de la fibromyalgie ont aussi été mesurés avant et après le traitement à l’aide de différents questionnaires. Nous avons trouvé qu’il y a deux catégories de patients : ceux pour qui la MDC est tout à fait fonctionnelle avant le traitement (n=4), et ceux pour qui la MDC est complètement inefficace (n=7). Chez ces derniers, le traitement avec la duloxétine a permis de réactiver la MDC, tandis que pour les autres, c’est le contraire qui s’est produit, avec l’effondrement des capacités inhibitrices. Ces revirements de situation se sont tout de même accompagnés d’améliorations dans la sévérité des symptômes et leur impact sur la vie quotidienne pour les deux groupes de patients. Plus de recherche est donc nécessaire pour vérifier si d’autres mécanismes sont impliqués. Les résultats de cette étude laissent croire que les différences d’efficacité d’un traitement avec la duloxétine peuvent être influencées par les caractéristiques individuelles des patients, et soulignent l’importance d’en tenir compte pour assurer une meilleure prise en charge des patients atteints de fibromyalgie.

L'athérosclérose est une maladie progressive qui peut débuter durant l'enfance et s'aggraver en vieillissant. De nos jours, les chercheurs ne l'étudient plus comme une maladie focale caractérisée par des symptômes produits par des sténoses mais plutôt comme une maladie systémique typifiée par des dysfonctions endothéliales et par l'inflammation. La tomographie d'émission par positrons (TEP), utilisée avec le fluorodésoxyglucose (FDG), est une technique d'imagerie non invasive qui fournit des images tomographiques de l'activité glycolytique dans les athéromes. Cette recherche a demandé une étude répétée de la consommation de FDG dans l'aorte et les artères iliaques et fémorales chez des personnes âgées en utilisant l'imagerie TEP-FDG. Ce projet a impliqué trois groupes distincts de sujets âgés. Aussi, il incluait l'utilisation de la rosuvastatine pour le traitement de l'hypercholestérolémie. La technique de la TEP-FDG a permis de détecter une augmentation des niveaux d'inflammation artérielle durant les 12 mois de l'étude. L'analyse quantitative par TEP-FDG serait efficace pour localiser l'inflammation et évaluer sa progression durant le processus de l'athérosclérose.

Le calcul des coûts des séjours et des pathologies peut être abordé selon différentes perspectives : les coûts à charge des systèmes sociaux, des patients ou des hôpitaux. La thèse est centrée sur cette dernière approche. Les DRGs représentent la tentative la plus récente de maîtriser la croissance des dépenses des hôpitaux en introduisant une médicalisation partielle des mécanismes de financement. La connaissance des coûts des pathologies peut permettre aux hôpitaux de participer à l’élaboration des tarifs par pathologie en faisant partie d’un échantillon de référence des coûts hospitaliers. En cas de financement basé sur les pathologies, les hôpitaux doivent pouvoir comparer le coût des séjours au chiffre d’affaires octroyé et s’y adapter. Cet intérêt s’accroît en cas de financement forfaitaire, évolution qui semble se profiler en Belgique tout comme dans d’autres pays. En décrivant une méthodologie de calcul des coûts par pathologie et en indiquant la manière dont ceux-ci pourraient contribuer à la création d’une échelle de cost-weights, notre thèse incite les hôpitaux à adopter une politique proactive dans le domaine du financement des hôpitaux. Les comparaisons de coûts hospitaliers pour évaluer la gestion sont pratiquées depuis de nombreuses années. Cependant, ce « benchmarking » est imparfait car il ne prend pas en compte la lourdeur des patients pris en charge. La standardisation des coûts sur base du case-mix de l’hôpital suppose un préalable important : l’existence d’une échelle de cost-weights issue d’un échantillon représentatif d’hôpitaux. Si cette situation n’est pas encore totalement rencontrée en Belgique, il est néanmoins possible de suggérer une voie de réflexion. La simulation inspirée de la méthodologie suisse à partir d’un échantillon de quatre hôpitaux belges présentée dans le cadre de cette thèse, est une première avancée en ce sens. Un des problèmes majeurs de la gestion hospitalière est d’intéresser les prescripteurs et les prestataires à un contrôle de gestion essentiellement financier. Depuis quelques années, de nombreux efforts visent à intégrer de nouveaux indicateurs de performance dans les tableaux de bord. L’analyse des coûts des pathologies et de la variabilité des cas permet d’entamer un dialogue entre gestionnaire et corps médical. En abordant différentes études (apport des nomenclatures dans le calcul des coûts par pathologie, mesure des coûts associés aux bactériémies nosocomiales, analyse des facteurs médico-sociaux expliquant les surcoûts des patients outliers, analyse de la relation entre le coût et la sévérité des cas, comparaison des coûts de production et des pratiques médicales), nous avons voulu montrer l’importance d’associer une approche médicalisée à des raisonnements économiques. Si elle se développe, cette approche est susceptible de représenter un moyen de communication idéal entre le personnel médical et soignant et le monde de la gestion. Comme nous le rappelions au début de cette thèse, les concepteurs des DRGs (Fetter et Thompson) ont regretté le manque d'intérêt manifesté par les gestionnaires d'hôpitaux pour l'utilisation de leur concept dans le management hospitalier. Au terme de cette thèse, nous pensons que, si l'analyse des coûts par pathologie reste encore d'un abord difficile, elle peut rendre d'importants services en associant médecins et managers à l'élaboration d'un contrôle de gestion enfin adapté à la spécificité de leurs institutions.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.