A fault monitoring system in general, which, beside the detection, isolation, diagnosis and fault recuperation steps is a research area of great interest, since the fault occurrence may lead to negative consequences on different levels on social, economical and environmental bases. With the increasing complexity of the industrial process, it is often necessary a quick detection leading to an optimized fault management system and therefore avoiding the loss of material and human resources. This work develops a study on fault detection statistical techniques applied to a didactic plant. The didactic plant deployed in this study comprises a controlled simple industrial process. For the fault detection in this process it were applied the main statistical methods: Principal Component Analysis (PCA) and Partial Least Squares (PLS). Those methods were implemented and applied on the process aiming a comparative analysis concerning themselves. As a result, the methods were able to detect every kind of emulated fault, with little or none detection delay and with similar performances. / Um sistema de monitoramento de falhas em geral, que além da detecção inclui etapas de isolamento, diagnóstico e recuperação das falhas, é uma área de pesquisa de grande interesse, uma vez que a ocorrência de falhas pode ter consequências negativas em diversos níveis, com impactos socioeconômicos e ambientais. Em processos industriais cada vez mais complexos, é necessária uma rápida detecção de falhas, exigindo um sistema de gerenciamento de falhas otimizado, de modo a evitar perdas de recursos materiais e humanos. Este trabalho desenvolve um estudo sobre técnicas estatísticas de detecção de falhas aplicadas numa planta didática. A planta didática empregada no estudo compreende um processo industrial simples controlado. Para a detecção das falhas nesse processo, foram aplicados os principais métodos estatísticos: Análise de Componentes Principais (PCA) e Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Estes métodos foram implementados e aplicados ao processo objetivando uma análise comparativa entre os mesmos. Como resultado, os métodos foram capazes de detectar todos os diferentes tipos de falhas emuladas, com pouco ou nenhum atraso na detecção e com desempenhos similares.

Magister Legum - LLM / South Africa

Les nouvelles technologies développées ces dernières années dans le domaine de la génétique ont permis de générer des bases de données de très grande dimension, en particulier de Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), ces bases étant souvent caractérisées par un nombre de variables largement supérieur au nombre d'individus. L'objectif de ce travail a été de développer des méthodes statistiques adaptées à ces jeux de données de grande dimension et permettant de sélectionner les variables les plus pertinentes au regard du problème biologique considéré. Dans la première partie de ce travail, un état de l'art présente différentes méthodes de sélection de variables non supervisées et supervisées pour 2 blocs de variables et plus. Dans la deuxième partie, deux nouvelles méthodes de sélection de variables non supervisées de type "sparse" sont proposées : la Group Sparse Principal Component Analysis (GSPCA) et l'Analyse des Correspondances Multiples sparse (ACM sparse). Vues comme des problèmes de régression avec une pénalisation group LASSO elles conduisent à la sélection de blocs de variables quantitatives et qualitatives, respectivement. La troisième partie est consacrée aux interactions entre SNPs et dans ce cadre, une méthode spécifique de détection d'interactions, la régression logique, est présentée. Enfin, la quatrième partie présente une application de ces méthodes sur un jeu de données réelles de SNPs afin d'étudier l'influence possible du polymorphisme génétique sur l'expression du vieillissement cutané au niveau du visage chez des femmes adultes. Les méthodes développées ont donné des résultats prometteurs répondant aux attentes des biologistes, et qui offrent de nouvelles perspectives de recherches intéressantes / New technologies developed recently in the field of genetic have generated high-dimensional databases, especially SNPs databases. These databases are often characterized by a number of variables much larger than the number of individuals. The goal of this dissertation was to develop appropriate statistical methods to analyse high-dimensional data, and to select the most biologically relevant variables. In the first part, I present the state of the art that describes unsupervised and supervised variables selection methods for two or more blocks of variables. In the second part, I present two new unsupervised "sparse" methods: Group Sparse Principal Component Analysis (GSPCA) and Sparse Multiple Correspondence Analysis (Sparse MCA). Considered as regression problems with a group LASSO penalization, these methods lead to select blocks of quantitative and qualitative variables, respectively. The third part is devoted to interactions between SNPs. A method employed to identify these interactions is presented: the logic regression. Finally, the last part presents an application of these methods on a real SNPs dataset to study the possible influence of genetic polymorphism on facial skin aging in adult women. The methods developed gave relevant results that confirmed the biologist's expectations and that offered new research perspectives.

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[ES] La selección de gametos de alta calidad es un requisito indispensable a tener en cuenta en los programas de reproduccion asistida. El desarrollo de herramientas biotecnológicas como la criopreservación de gametos, juega un papel importante en la producción acuicola y en la formación de bancos de germoplasma, que contribuiran luego en la mejora genética de las poblaciónes de peces, principalmente aquellas en peligro y que pudieran estar más afectadas ante futuros cambios climáticos. En la primera fase de esta tesis realizada en la Unesp, se trabajó con una especie neotropical de elevada importancia económica para la region Suramericana. La segunda fase realizada en la UPV se trabajó con la Anguila europea (Anguilla anguilla), una especie clasificada en la Lista Roja de la (UICN) como especie "en peligro crítico de extinción". En la primera fase se buscó caracterizar la composición bioquímica del plasma y las características seminales de la especie para evaluar las posibles relaciones entre estos parámetros. El plasma seminal estuvo principalmente compuesto por iones de sodio (Na+) y dentro de los componentes orgánicos sobresalieron las proteínas totales y la glucosa. A través del análisis de componentes principales (PCA) se observó que la motilidad tenía una fuerte correlación positiva con el tiempo de motilidad, la concentración de espermatozoides y las proteínas totales. Estos análisis sirvieron de base para la creación de una solución diluyente utilizada posteriormente en la sustancia crioprotectora. Luego se determinó la influencia del plasma seminal como constituyente de la solución crioprotectora en la criopreservación de semen de P. reticulatum. Se utilizaron tres tratamientos: glucosa 5% + metanol 10% (T1), a este crioprotector se le agregó 30% de plasma seminal natural (T2) y 30% de plasma seminal artificial en base a los resultados de los componentes bioquímicos del plasma determinados para la especie en el experimento anterior (T3). Se evaluaron parámetros de motilidad espermática, capacidad fecundante del semen criopreservado, así como fragmentación del ADN. El tratamiento T1 resultó con los mejores valores de motilidad seguido del T2, y la capacidad fertilizante de estos dos tratamientos fue similar al control, sin embargo, el tratamiento T2 mostró menos daño en el ADN. Mediante el PCA se demostró que T1 tenía una mejor relación positiva con la fertilidad y la motilidad total y progresiva. Finalmente, evaluamos las estructuras de las subpoblaciones espermáticas en cada uno de los tratamientos utilizados. Mediante análisis multivariado en dos etapas, fue posible determinar tres subpoblaciones espermáticas en el semen crioconservado de la especie, SP1 (rápido-lineal), SP2 (rápido-no lineal) y SP3 (lento-lineal). T1 presentó el mayor porcentaje de SP1, siendo confirmado por la efectividad en la protección de las células de este tratamiento en el proceso de criopreservación de la especie. En la segunda fase que se está llevó a cabo en la UPV, el objetivo general fue determinar el efecto de la temperatura y el pH del agua de mar sobre la motilidad de los espermatozoides en la Anguila europea. Se determinó que el bajo pH del agua de mar (6.5-7.4) disminuyó la motilidad de los espermatozoides de anguila en comparación con el control (pH= 8.2). Cuando estudiamos el efecto combinado del pH del plasma seminal artificial y el pH de ASW (7.8 y 8.2), no encontramos diferencias estadísticas en la motilidad y cinética de los espermatozoides en relación con el pH del plasma seminal artificial, pero sí el pH del agua de mar. Se encontraron valores más altos de motilidad total (MOT), FA(rápidos) y ME (médios) con un pH de 8.2 que con un pH de 7.8. En contraste, la temperatura del agua de mar no afectó los parámetros de motilidad de los espermatozoides o la longevidad de los espermatozoides en el contexto del cambio climático. / [CA] La selecció de gàmetes d'alta qualitat és un requisit indispensable a tenir en compte en els programes de reproducció assistida. El desenvolupament d'eines biotecnològiques com la criopreservació de gàmetes, juga un paper important en la producció aqüicola i en la formació de bancs de germoplasma, que contribuiran després a la millora genètica de les població de peixos, principalment aquelles en perill i que poguessin estar més afectades davant de futurs canvis climàtics. A la primera fase d'aquesta tesi realitzada a la Unesp, es va treballar amb una espècie neotropical d'elevada importància econòmica per a la regió sud-americana. La segona fase realitzada a la UPV es va treballar amb l'Anguilla europea (Anguilla anguilla), una espècie classificada a la Llista Vermella de la (UICN) com a espècie "en perill crític d'extinció". A la primera fase es va buscar caracteritzar la composició bioquímica del plasma i les característiques seminals de l'espècie per avaluar les possibles relacions entre aquests paràmetres. El plasma seminal va estar principalment compost per ions de sodi (Na+) i dins dels components orgànics van sobresortir les proteïnes totals i la glucosa. A través de l'anàlisi de components principals (PCA), es va observar que la motilitat tenia una forta correlació positiva amb el temps de motilitat, la concentració d'espermatozoides i les proteïnes totals. Aquestes anàlisis van servir de base per a la creació d'una solució diluent utilitzada posteriorment a la substància crioprotectora. Després es va determinar la influència del plasma seminal com a constituent de la solució crioprotectora en la criopreservació de semen de P. reticulatum. Es van utilitzar tres tractaments: glucosa 5% + metanol 10% (T1), a aquest crioprotector se li va afegir 30% de plasma seminal natural (T2) i 30% de plasma seminal artificial sobre la base dels resultats dels components bioquímics del plasma determinats per a l'espècie a l'experiment anterior (T3). S'avaluaren paràmetres de motilitat espermàtica, capacitat fecundant del semen criopreservat, així com fragmentació de l'ADN. El tractament T1 va resultar amb els millors valors de motilitat seguit del T2, i la capacitat fertilitzant d'aquests dos tractaments va ser similar al control, però el tractament T2 va mostrar menys mal a l'ADN. Mitjançant el PCA es va demostrar que T1 tenia una millor relació positiva amb la fertilitat i la motilitat total i progressiva. Finalment, avaluem les estructures de les subpoblacions espermàtiques a cadascun dels tractaments utilitzats. Mitjançant anàlisi multivariada en dues etapes, va ser possible determinar tres subpoblacions espermàtiques en el semen crioconservat de l'espècie, SP1 (ràpid-lineal), SP2 (ràpid-no lineal) i SP3 (lent-lineal). T1 va presentar el percentatge més gran de SP1, i va ser confirmat per l'efectivitat en la protecció de les cèl·lules d'aquest tractament en el procés de criopreservació de l'espècie. A la segona fase que es va dur a terme a la UPV, l'objectiu general va ser determinar l'efecte de la temperatura i el pH de l'aigua de mar sobre la motilitat dels espermatozoides a l'Anguila europea. Es va determinar que el pH baix de l'aigua de mar (6.5-7.4) va disminuir la motilitat dels espermatozoides d'anguila en comparació del control (pH= 8.2). Quan estudiem l'efecte combinat del pH del plasma seminal artificial i el pH d'ASW (7.8 i 8.2), no trobem diferències estadístiques en la motilitat i la cinètica dels espermatozoides en relació amb el pH del plasma seminal artificial, però sí el pH de l'aigua de mar. Es van trobar valors més alts de motilitat total (MOT), FA(ràpids) i ME (metges) amb un pH de 8.2 que amb un pH de 7.8. En contrast, la temperatura de l'aigua de mar no va afectar els paràmetres de motilitat dels espermatozous o la longevitat dels espermatozous en el context del canvi climàtic. / [EN] The selection of high-quality gametes is an essential requirement to take into account in assisted reproduction programs. The development of biotechnological tools such as cryopreservation of gametes plays an important role in aquaculture production and in the formation of germplasm banks, which will later contribute to the genetic improvement of fish populations, mainly those in danger and that could be more affected by future climate changes. In the first phase of this thesis carried out at Unesp, we worked with a neotropical species of high economic importance for the South American region. The second phase carried out at the UPV worked with the European Eel (Anguilla anguilla), a species classified on the (IUCN) Red List as a "critically endangered" species. In the first phase, we sought to characterize the biochemical composition of the plasma and the seminal characteristics of the species to evaluate the possible relationships between these parameters. The seminal plasma was mainly composed of sodium ions (Na+) and within the organic components, total proteins and glucose stood out. Through principal component analysis (PCA) it was observed that motility had a strong positive correlation with motility time, sperm concentration and total proteins. These analyzes served as the basis for the creation of a diluent solution later used in the cryoprotective substance. Then the influence of seminal plasma as a constituent of the cryoprotectant solution in the cryopreservation of P. reticulatum semen was determined. Three treatments were used: 5% glucose + 10% methanol (T1), 30% natural seminal plasma (T2) and 30% artificial seminal plasma were added to this cryoprotectant based on the results of the determined biochemical components of the plasma. for the species in the previous experiment (T3). Parameters of sperm motility, fertilizing capacity of cryopreserved semen, as well as DNA fragmentation were evaluated. Treatment T1 resulted with the best motility values followed by T2, and the fertilizing capacity of these two treatments was similar to the control, however, treatment T2 showed less DNA damage. Using PCA, it was shown that T1 had a better positive relationship with fertility and total and progressive motility. Finally, we evaluated the structures of the sperm subpopulations in each of the treatments used. Through two-stage multivariate analysis, it was possible to determine three sperm subpopulations in the cryopreserved semen of the species, SP1 (fast-linear), SP2 (fast-nonlinear) and SP3 (slow-linear). T1 presented the highest percentage of SP1, being confirmed by the effectiveness in protecting the cells of this treatment in the cryopreservation process of the species. In the second phase that is being carried out at the UPV, the general objective was to determine the effect of temperature and pH of seawater on sperm motility in the European Eel. It was determined that the low pH of seawater (6.5-7.4) decreased the motility of eel sperm compared to the control (pH= 8.2). When we studied the combined effect of the pH of the artificial seminal plasma and the pH of ASW (7.8 and 8.2), we did not find statistical differences in the motility and kinetics of the sperm in relation to the pH of the artificial seminal plasma, but we did find the pH of the water of sea Higher values of total motility (MOT), FA (fast) and ME (medium) were found at a pH of 8.2 than at a pH of 7.8. In contrast, seawater temperature did not affect sperm motility parameters or sperm longevity in the context of climate change. / I also thank the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES/PROEX) (N° 88887.302629/2018-00), National Council for Scientific, Technological Development CNPq (N° 200452/2022-3) and the Brazilian fostering agencies Foundation for Research Support of the State of Sao Paulo FAPESP (N° 2020/15020-0), for its financial support in Brazil. In Spain, the ThinkInAzul programme, supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation (MCIN) with funding from the European Union NextGenerationEU (PRTR-C17.I1) and the Generalitat Valenciana (THINKINAZUL/2021/012) to SEASPERM, which has made it possible the preparation of this work. To the AUIP (Ibero-American Postgraduate University Association) for the Academic Mobility scholarship between Institutions Associated with the AUIP 2022 / Padilla Sánchez, M. (2023). Sperm Quality and Cryopreservation in Teleost: Effect of Seminal Plasma Component and Climate Change [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201549

L’adoption par l’OMC de mesures de TSD utiles pour promouvoir l’agriculture des PED par le commerce agricole a favorisé l’accès des PED au marché rémunérateur de l’UE par des schémas multiples qui ne sont pas encore répartis équitablement entre les PED. Les préférences tarifaires de l’UE accordées aux PED figurent parmi les plus importants instruments de développement commercial utilisés par les pays développés. Cependant, l’effectivité des mesures de TSD reste relative à cause des limites inhérentes à leur contenu influencé par le statut particulier de l’agriculture à l’OMC. L’UE continue de bénéficier d’arrangements spéciaux et pratique un protectionnisme agricole très complexe et très décrié sur le plan externe. Les politiques commerciales, agricoles, sociales, environnementales et sécuritaires en vigueur dans le marché agricole européen neutralisent les efforts consentis par les PED, plus particulièrement les PMA et les pays ACP, pour exploiter les préférences. L’avenir de l’accès des PED au marché agricole de l’UE est actuellement lié à l’aboutissement incertain des négociations du Cycle Doha sur le TSD et l’agriculture. Les Conférences ministérielles de Bali (décembre 2013) et de Nairobi (décembre 2015) ont permis de mettre sur pied des accords partiels et a minima qui semblent maintenir le déséquilibre subtil entre un TSD peu contraignant et un statut particulier de l’agriculture toujours résistant à l’OMC, sans apporter une solution définitive au statu quo de l’accès des PED aux marchés agricoles des pays développés. Les enjeux et les perspectives de l’accès des PED au marché agricole de l’UE dépendent de la direction que prendront les travaux en cours pour répondre aux questions de développement et de libéralisation agricole dans le cadre d’un vrai cycle de développement. / The adoption by the WTO of special and differential treatment (SDT) measures that are useful for promoting the agriculture of developing countries through agricultural trade has favored the access of developing countries to the remunerative market of the EU through multiple schemes that are not yet evenly distributed between developing countries. EU tariff preferences for developing countries (DCs) are among the most important trade development instruments used by developed countries. However, the effectiveness of SDT measures remains relative because of the limitations inherent in their content influenced by the special status of agriculture in the WTO. The EU continues to benefit from special arrangements and practices agricultural protectionism that is very complex and highly criticized externally. The commercial, agricultural, social, environmental and security policies in force in the European agricultural market neutralize the efforts made by developing countries, in particular least developed countries (LDCs) and ACP countries, to exploit preferences.The future access of developing countries to the agricultural market of the EU is currently linked to the uncertain outcome of the Doha Round negotiations on SDT and agriculture. The Ministerial Conferences in Bali (December 2013) and Nairobi (December 2015) have led to the establishment of partial and minimum agreements that seem to maintain the subtle imbalance between a non-constraining SDT and a particular status of agriculture that is still resistant to The WTO without providing a definitive solution to the status quo of DCs access to agricultural markets in developed countries. The challenges and prospects of developing countries' access to the EU agricultural market depend on the direction of work in progress to address agricultural development and liberalization issues within a real development cycle.

The following thesis project has been done in direct collaboration with Autokaross i Floby AB Rescue Vehicle Department, in Sweden.  The report contains the design development of a protective cover against weather conditions for the extendable ladder in a fire vehicle.   The aim of the report has been to develop a functional and low cost solution cover for the FEL on a fire truck, which is allocated on the roof, with the express intention of providing adequate access and protection against weather conditions in Nordic countries, so as to prevent premature deterioration of the FEL unit. The company has set the technical and conceptual boundaries, with the help of the two previous concepts currently used, the BMC and the ACP.   The initial requirements laid out by the company were expressed through a number of specific demands which can be categorized in two main points:   Cost: Designing a solution keeping in mind cost limits, assembly cost and time, and space optimization. This was done by taking into account the two existing solutions, particularly the BMC, which represents the lowest, cost wise and function wise. Therefore it was used as the basis on which to apply improvements, rather than trying to lower the high cost on the overqualified function of the ACP.   Function: Providing the adequate protection and access to the FEL. In this case, the problem was solved by establishing the correct degree of protection relevant to the Nordic weather conditions and FEL needs, and regarding the access, this was assured by fully automating the opening/closing process with the existing extraction operating system of the FEL.     The result of this report is a concept solution which meets the company’s demands, obtained by creative detailing, together with an analysis regarding possible considerations that could improve the creative detailing result in this report in the form of future work.     The report documents the process that has taken place in exploration, concept generation, concept evaluation, concept selection, and detailed CAD development. Each section shows the requirements and adjustments taken to fulfil the company’s needs.

L’objectif de cette thèse était d’appliquer des méthodes d’analyse multivariées au traitement des données provenant de la spectroscopie de plasma induit par laser (LIBS) et de la spectroscopie térahertz (THz) dans le but d’accroître les performances analytiques de ces techniques.Les spectres LIBS provenaient de campagnes de mesures directes sur différents sites géologiques. Une approche univariée n’a pas été envisageable à cause d’importants effets de matrices et c’est pour cela qu’on a analysé les données provenant des spectres LIBS par réseaux de neurones artificiels (ANN). Cela a permis de quantifier plusieurs éléments mineurs et majeurs dans les échantillons de sol avec un écart relatif de prédiction inférieur à 20% par rapport aux valeurs de référence, jugé acceptable pour des analyses sur site. Dans certains cas, il a cependant été nécessaire de prendre en compte plusieurs modèles ANN, d’une part pour classer les échantillons de sol en fonction d’un seuil de concentration et de la nature de leur matrice, et d’autre part pour prédire la concentration d’un analyte. Cette approche globale a été démontrée avec succès dans le cas particulier de l’analyse du plomb pour un échantillon de sol inconnu. Enfin, le développement d’un outil de traitement par ANN a fait l’objet d’un transfert industriel.Dans un second temps, nous avons traité des spectres d’absorbance terahertz. Ce spectres provenaient de mesures d’absorbance sur des mélanges ternaires de Fructose-Lactose-acide citrique liés par du polyéthylène et préparés sous forme de pastilles. Une analyse semi-quantitative a été réalisée avec succès par analyse en composantes principales (ACP). Puis les méthodes quantitatives de régression par moindres carrés partiels (PLS) et de réseaux de neurons artificiels (ANN) ont permis de prédire les concentrations de chaque constituant de l’échantillon avec une valeur d’erreur quadratique moyenne inférieure à 0.95 %. Pour chaque méthode de traitement, le choix des données d’entrée et la validation de la méthode ont été discutés en détail. / The aim of this work was the application of multivariate methods to analyze spectral data from laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and terahertz (THz) spectroscopy to improve the analytical ability of these techniques.In this work, the LIBS data were derived from on-site measurements of soil samples. The common univariate approach was not efficient enough for accurate quantitative analysis and consequently artificial neural networks (ANN) were applied. This allowed quantifying several major and minor elements into soil samples with relative error of prediction lower than 20% compared to reference values. In specific cases, a single ANN model didn’t allow to successfully achieving the quantitative analysis and it was necessary to exploit a series of ANN models, either for classification purpose against a concentration threshold or a matrix type, or for quantification. This complete approach based on a series of ANN models was efficiently applied to the quantitative analysis of unknown soil samples. Based on this work, a module of data treatment by ANN was included into the software Analibs of the IVEA company. The second part of this work was focused on the data treatment of absorbance spectra in the terahertz range. The samples were pressed pellets of mixtures of three products, namely fructose, lactose and citric acid with polyethylene as binder. A very efficient semi-quantitative analysis was conducted by using principal component analysis (PCA). Then, quantitative analyses based on partial least squares regression (PLS) and ANN allowed quantifying the concentrations of each product with a root mean square error (RMSE) lower than 0.95 %. All along this work on data processing, both the selection of input data and the evaluation of each model have been studied in details.

L'Imagerie par Résonance Magnétique pondérée en Diffusion (IRM-D) permet l'accès à l'information structurelle des tissus au travers de la lecture du mouvement brownien des molécules d'eau. Ses applications sont nombreuses en imagerie cérébrale, tant en milieu clinique qu'en recherche. Néanmoins le mouvement physiologique créé une perte de signal supplémentaire au cours de l'encodage de la diffusion. Cette perte de signal liée au mouvement limite les applications de l'IRM-D quant à l'imagerie cardiaque. L'utilisation de faibles valeurs de pondération (b) réduit cette sensibilité mais permet seulement l'imagerie du mouvement incohérent intra-voxel (IVIM) qui contient la circulation sanguine et la diffusion des molécules d'eau. L'imagerie IVIM possède pourtant de nombreuses applications en IRM de l'abdomen, depuis la caractérisation tissulaire à la quantification de la perfusion, mais reste inexplorée pour l'imagerie du coeur. Mon travail de thèse correspond à l'évaluation des conditions d'application de l'IRM-D à faibles valeurs de b pour le coeur humain, afin de proposer des contributions méthodologiques et d'appliquer les techniques développées expérimentalement. Nous avons identifié le mouvement cardiaque comme une des sources majeures de perte de signal. Bien que le mouvement global puisse être corrigé par un recalage non-rigide, la perte de signal induite par le mouvement perdure et empêche l'analyse précise par IRM-D du myocarde. L'étude de cette perte de signal chez un volontaire a fourni une fenêtre temporelle durable où le mouvement cardiaque est au minimum en diastole. Au sein de cette fenêtre optimale, la fluctuation de l'intensité atteste d'un mouvement variable résiduel. Une solution de répéter les acquisitions avec un déclenchement décalé dans le temps permet la capture des minimas du mouvement, c.-à-d. des maximas d'intensité en IRM-D. La projection du maximum d'intensité dans le temps (TMIP) permet ensuite de récupérer des images pondérées en diffusion avec un minimum de perte de signal lié au mouvement. Nous avons développé et évalué différentes séquences d'acquisition combinées avec TMIP : la séquence d'imagerie écho-planaire classique par écho de spin (SE-EPI) peut être adaptée mais souffre du repliement d'image ; une séquence Carr-Purcell-Meiboom-Gill combinée avec une préparation d'encodage de diffusion est plus robuste aux distorsions spatiales mais des artefacts de bandes noires empêchent son applicabilité ; finalement une séquence double-SE-EPI compensant les courants de Foucault et pleinement optimisée produit des images IRM-D moins artefactées. Avec cette séquence, l'IRM-D-TMIP permet la réduction significative de la perte de signal liée au mouvement pour l'imagerie cardiaque pondérée en diffusion. L'inconvénient avec TMIP vient de l'amplification du bruit positif d'intensité. Afin de compenser cette sensibilité du TMIP, nous séparons le bruit d'intensité des fluctuations lentes liées au mouvement grâce à une nouvelle approche basée sur l'analyse en composantes principales (PCA). La décomposition préserve les détails anatomiques tout en augmentant les rapports signal et contraste-à-bruit (SNR, CNR). Avec l'IRM-D-PCATMIP, nous augmentons à la fois l'intensité finale et la qualité d'image (SNR) en théorie et expérimentalement. Les bénéfices ont été quantifiés en simulation avant d'être validés sur des volontaires. De plus la technique a montré des résultats reproductibles sur des patients post-infarctus aigue du myocarde, avec un contraste cohérent avec la position et l'étendue de la zone pathologique. Contrairement à l'imagerie cérébrale, l'imagerie IRM-D par faibles valeurs de pondération in vivo doit être différentiée des analyses IRM-D ex-vivo. Ainsi l'IRM-D-PCATMIP offre une technique sans injection pour l'exploration du myocarde par imagerie IVIM. Les premiers résultats sont encourageants pour envisager l'application sur un modèle expérimental d'une maladie cardiovasculaire [etc...] / Diffusion weighted magnetic resonance imaging (DW-MRI, or DWI) enables the access to the structural information of body tissues through the reading of water molecules Brownian motion. Its applications are many in brain imaging, from clinical practice to research. However physiological motion induces an additional signal-loss when diffusion encoding is applied. This motion-induced signal-loss limits greatly its applications in cardiac imaging. Using low diffusion-weighting values (b) DWI reduces this sensitivity but permits only the imaging of intravoxel incoherent motion (IVIM), which combines both water diffusion and perfusion. IVIM imaging has many applications in body MRI, from tissue characterization to perfusion quantification but remains unexplored for the imaging of the heart. The purpose of this work was to evaluate the context of low b-values DWI imaging of the heart, propose methodological contributions and then apply the developed techniques experimentally. We identified cardiac motion as one of the major sources of motion-induced signal loss. Although bulk motion can be corrected with a non-rigid registration algorithm, additional signal-loss remains uncorrected for and prevents accurate DWI of the myocardium. The study of diffusion-weighted signal-loss induced by cardiac motion in a volunteer provided a time-window when motion is at minimum in diastole. Within this optimal time-window, fluctuation of intensity attests of variable remaining physiological motion. A solution to repeat acquisition with shifted trigger-times ease the capture of motion amplitude minima, i.e. DWI-intensity maxima. Temporal maximum intensity projection (TMIP) finally retrieves diffusion weighted images of minimal motion-induced signal-loss. We evaluated various attempts of sequence development with TMIP: usual spin-echo echo-planar imaging (se-EPI) sequence can be improved but suffers aliasing issues; a balanced steady-state free-precession (b-SSFP) combined with a diffusion preparation is more robust to spatial distortions but typical banding artifacts prevent its applicability; finally a state-of-the-art double-spin-echo EPI sequence produces less artifacted DWI results. With this sequence, TMIP-DWI proves to significantly reduce motion-induced signal-loss in the imaging of the myocardium. The drawback with TMIP comes from noise spikes that can easily be highlighted. To compensate for TMIP noise sensitivity, we separated noise spikes from smooth fluctuation of intensity using a novel approach based on localized principal component analysis (PCA). The decomposition was made so as to preserve anatomical features while increasing signal and contrast to noise ratios (SNR, CNR). With PCATMIP-DWI, both signal-intensity and SNR are increased theoretically and experimentally. Benefits were quantified in a simulation before being validated in volunteers. Additionally the technique showed reproducible results in a sample of acute myocardial infarction (AMI) patients, with a contrast matching the extent and location of the injured area. Contrarily to brain imaging, in vivo low b-values DWI should be differentiated from ex vivo DWI pure diffusion measurements. Thus PCATMIP-DWI might provide an injection-free technique for exploring cardiac IVIM imaging. Early results encourage the exploration of PCATMIP-DWI in an experimental model of cardiac diseases. Moreover the access to higher b values would permit the study of the full IVIM model for the human heart that retrieves and separates both perfusion and diffusion information

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