La notion de clivage formalise l'idée d'ensemble frontiére dans un graphe. Fusionner deux régions, comme le requièrent certaines méthodes de segmentation d'images, pose des diffIcultés. Nous introduisons quatre classes de graphes (de fusion) dans lesquels ces diffIcultés sont progressivement supprimées. Nous montrons que l'une de ces classes est celle pour laquelle tout clivage est mince. Nous introduisons une relation d'adjacence, appelée grille de fusion parfaite, dans laquelle deux régions voisines peuvent être fusionnées, en préservant toutes les autres régions.<br /><br />La ligne de partage des eaux topologique (LPE) étend la notion de clivage aux graphes dont les sommets sont valués et permet de segmenter une image. Nous étendons les propriétés des clivages dans les graphes de fusion aux cas des fonctions et proposons un algorithme de LPE<br />monotone et linéaire dans les grilles de fusion parfaites. Grâce à la notion de graphe d'arêtes, les propriétés des LPE dans les grilles de fusion parfaites s'étendent aux graphes à arêtes valuées.<br /><br />Nous étudions en profondeur les LPE dans les graphes à arêtes valuées. Les LPE peuvent y être définies en suivant l'idée intuitive de gouttes d'eau s'écoulant sur un relief topographique. Nous établissons aussi bien la consistance que l'optimalité de cette définition. De plus, nous proposons deux algorithmes linéaires qui, à notre connaissance, sont les plus efficaces pour le calcul des LPE.<br /><br />En nous reposant sur ces résultats théoriques, nous proposons une méthode et développons un logiciel pour la segmentation du ventricule gauche dans des images cardiaques 3D+t par résonance magnétique. La méthode est quantitativement et qualitativement validée par comparaison avec des segmentations manuelles tracées par deux experts cardiologues.

La modélisation de l'électrophysiologie in silico a été un sujet de recherche important ces dernières décennies. Afin de pouvoir utiliser ces progrès importants dans les applications cliniques, il faut mettre en place des modèles macroscopiques qui peuvent être utilisés pour la planification et le guidage des procédures cliniques.L'objectif de cette thèse est de construire de tels modèles macroscopiques spécifiques à chaque patient pour le diagnostic et la prévision, dans le but d'améliorer la planification et le guidage de l'ablation par radio-fréquence (ARF) des patients souffrant de tachycardie ventriculaire (TV) après infarctus. Dans ce travail, nous avons proposé un cadre pour la personnalisation d'un modèle cardiaque 3D, le modèle de Mitchell-Schaeffer (MS), et nous avons évalué sa puissance prédictive dans plusieurs configurations de stimulation. Ceci a été réalisé sur des données ex vivo de cœurs porcins à l'aide d'images médicales et de données cartographiques optiques de l'épicarde. Ce cadre a ensuite été appliqué à un ensemble de données cliniques provenant d'imagerie hybride XMR et d'une procédure de cartographie électrophysiologique sur un patient souffrant d'insuffisance cardiaque.Ensuite, le modèle 3D MS a également été adapté pour simuler le comportement macroscopique structural de la fibrose près des cicatrices. La simulation d'une étude in silico de stimulation de TV en utilisant le modèle adapté personnalisé MS a été réalisée pour quantifier le risque de TV en termes de cartes d'inductibilité, de réentrées des modèles et de cartes de points de sortie. Une approche de modélisation pour l'ablation par RF fondée sur l'état de l'art a été proposée. Enfin, l'étude in silico de stimulation de TV a été appliquée aux données in vivo personnalisées des patients, qui ont suivi ce protocole. Ceci a permis une validation de la prévision in silico de TV post-infarctus par comparaison avec la TV clinique induite. Ler ôle de l'hétérogénéité spatiale des propriétés des tissus cardiaques estimés dans la genèse de TV ischémique a été évalué, ainsi que les caractéristiques des points de sortie, qui sont les candidats potentiels à l'ablation par RF.

Les complications neurologiques et les déficits cognitifs sont très préoccupants en chirurgie cardiaque. Cette étude se propose d'évaluer l'efficacité d'un nouveau médicament expérimental, le MC-l, afin de mesurer ses effets neuroprotecteurs auprès de sujets susceptibles de subir des séquelles cognitives à la suite d'une chirurgie de pontage coronarien. Ainsi, la performance cognitive à une batterie de tests neuropsychologique et psychologiques d'un groupe de patients considérés comme étant à haut risque sera évaluée. Il est postulé que les patients qui recevront le traitement obtiendront une performance significativement supérieure à celle offerte par d'autres patients ne recevant pas le traitement. Pour ce faire, 843 sujets provenant de 42 hôpitaux nord-américains (incluant l'Institut de Cardiologie de Montréal) ont été recrutés et ont été répartis aléatoirement en trois groupes. Le premier groupe est composé de 279 sujets subissant un pontage coronarien et recevant 250 mg par jour du médicament, le deuxième groupe se compose de 285 sujets subissant un pontage coronarien et recevant 750 mg par jour de MC-l. Enfin, le troisième groupe est composé de 279 sujets qui subissent aussi un pontage coronarien mais qui ne reçoivent aucune dose du médicament à l'étude (groupe contrôle placebo). Les résultats obtenus montrent que le MC-l possèderait un certain effet neuroprotecteur chez des patients devant subir une chirurgie de pontage coronarien lorsque l'on compare leur performance à celle offerte par un groupe contrôle. Ainsi, les patients recevant l'une ou l'autre des deux doses du médicament voient leur rendement amélioré à une épreuve neurologique et une épreuve cognitive. De plus, les patients qui ont reçu la dose la plus élevée obtiennent un meilleur rendement, 3 mois après la chirurgie, à une tâche psychomotrice. D'autres essais seront nécessaires dans le but de confirmer la pertinence de ces résultats, notamment au plan neuropsychologique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Déficits cognitifs, Chirurgie de pontage coronarien, Circulation extracorporelle, Médicament, Effet neuroprotecteur, Tests neuropsychologiques, Neuropsychologie, Protection du coeur.

Introduction L'attitude défensive, un trait de personnalité, notamment caractérisé par une forte préoccupation liée à l'affiliation, a été associée à la morbidité ainsi qu'à la mortalité chez des patients cardiaques. L'attitude défensive pourrait avoir un effet sur les maladies cardiovasculaires par son influence sur le syndrome métabolique (SM = tension artérielle, triglycérides, HDL, glucose et tour de taille) ou par l'entremise d'une réactivité exagérée au stress, qui contribuent eux-mêmes à l'augmentation des risques cardiovasculaires. La majorité des études portant sur l'attitude défensive n'ont cependant regardé que la mesure de tension artérielle (TA), délaissant ainsi les autres paramètres importants du SM. Par ailleurs, la plupart des études portant sur la réactivité physiologique des individus défensifs ont surtout évalué la réactivité cardiovasculaire, et ce, lors de stresseurs cognitifs. Puisque les systèmes cardiovasculaires, autonomes et neuroendocriniens sont intimement reliés, il serait d'autant plus pertinent d'évaluer les réponses de chacun d'entre eux. De plus, les stresseurs interpersonnels, étant davantage associés au stress quotidien ainsi qu'aux craintes des individus défensifs, sont des situations plus appropriées pour étudier leurs réactions. Finalement, la majorité des études ont été menées sur des étudiants, souvent des hommes et ne permettent pas la généralisation des résultats à des populations plus hétérogènes. Des facteurs tels l'âge et le sexe pourraient modérer la relation entre l'attitude défensive et le SM et avoir un effet sur la réactivité au stress des individus défensifs. Objectifs Article 1 Évaluer la relation entre l'attitude défensive et le profil de risques cardiovasculaires (paramètres du syndrome métabolique) ainsi que l'effet modérateur du sexe et de l'âge de la personne. Article 2 Évaluer la relation entre l'attitude défensive et les réponses physiologiques au stress ainsi que l'effet modérateur du sexe et de l'âge de la personne. Méthode Quatre-vingt-un hommes et 118 femmes sur le marché du travail, âgés entre 18 et 65 ans, n'ayant aucun problème de santé connu ont été recrutés par l'entremise d'annonces dans les journaux et les centres communautaires. Les participants ont été convoqués à une séance en laboratoire durant laquelle des échantillons de sang ont été prélevés afin d'acquérir des informations sur le profil métabolique au repos. Les participants devaient ensuite accomplir quatre tâches de stress psychologique à l'aide d'un complice de même sexe; la lecture d'un texte neutre sur la géographie de l'Antarctique, deux jeux de rôles manipulant les comportements hostiles des participants et un débat non scénarisé sur l'avortement. Chaque tâche était précédée d'une période de relaxation, d'une phase de préparation et suivie par une phase de récupération. Des mesures de rythme cardiaque, tension artérielle, activité sympathique et parasympathique du système nerveux autonome ont été obtenues tout au long de la séance expérimentale. Des mesures de cortisol et d'affects ont également été recueillies. À la fin de la séance, les participants remplissaient différents questionnaires portant, entre autres, sur l'attitude défensive et le névrotisme. Statistiques Article 1 L'association entre l'attitude défensive et le fardeau métabolique a été examinée à l'aide de régressions linéaires hiérarchiques contrôlant l'effet des facteurs de risque cardiovasculaires traditionnels. Les analyses ont été menées séparément pour les deux sexes et ont été répétées pour chacun des critères individuels du SM. Lorsque les effets d'interaction étaient significatifs, des analyses de pentes individuelles sur les valeurs d'un écart type au-dessus et en dessous de la moyenne ont été menées. Article 2 L'association entre l'attitude défensive et l'activité physiologique de base a été examinée à l'aide de régressions linéaires hiérarchiques contrôlant l'effet des facteurs de risque cardiovasculaires traditionnels. Les analyses ont été menées séparément pour les deux sexes et ont été répétées pour les scores de changement de la réactivité/récupération, au stress ainsi que pour l'aire sous la courbe des divers prélèvements de cortisol. Lorsque les effets d'interaction étaient significatifs, des analyses de pentes individuelles sur les valeurs d'un écart type au-dessus ct en dessous de la moyenne ont été menées. Résultats Article 1 Chez les hommes, l'attitude défensive était inversement reliée au fardeau métabolique (Beta = -.288; P = .001) ainsi qu'aux mesures individuelles de TA systolique et diastolique, de glucose et de tour de taille CP < .05). Chez les femmes plus âgées, un niveau d'attitude défensive plus élevé était associé à un plus grand fardeau métabolique (p = .050) et à un niveau de glucose supérieur (p = .005), alors que chez les jeunes femmes la relation était inverse (p < .05). Article 2 Chez les hommes plus âgés, un plus faible niveau d'attitude défensive était associé à une augmentation de la réactivité au stress au niveau de la TA systolique (p<.02), à un retard de récupération de la variabilité de la fréquence cardiaque (p<.02) ainsi qu'à une concentration plus élevée de cortisol salivaire (p<.02). Chez les femmes, des niveaux plus élevés d'attitude défensive étaient associés à une plus grande réactivité cardiovasculaire (TA et fréquence cardiaque) au stress (p<.05). Conclusion Les femmes défensives plus âgées présentent un profil de risque métabolique plus sévère. La plus grande réactivité cardiovasculaire au stress manifestée par les femmes défensives pourrait avoir contribué à l'augmentation de leur risque cardiovasculaire. Les hommes plus défensifs, quant à eux, présentent un meilleur profil métabolique ainsi qu'une plus faible réactivité cardiovasculaire, autonome et endocrinienne en réponse au stress, mais ce, plus particulièrement chez les plus âgés. Ainsi, des niveaux plus élevés d'attitude défensive chez les femmes suggèrent une augmentation des risques cardiovasculaires, mais semblent protecteurs pour les hommes. Des études longitudinales sont cependant nécessaires afin d'évaluer l'effet à long terme de l'attitude défensive sur le développement de la maladie ainsi que les profils de réponses de stress associés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Attitude défensive, Syndrome métabolique, Tension artérielle, Glucose, Profile Lipidique, Réactivité au stress, Récupération au stress, Variabilité de la fréquence cardiaque, Cortisol, Sexe, Âge.

L'objet de cette thèse est l'évaluation de l'effet du traitement chiropratique sur des variables physiologiques. Il y a peu d'information sur l'effet du traitement chiropratique sur la température cutanée paraspinale. De plus, il y a peu d'information sur la technologie de thermométrie utilisée pour faire ces évaluations. Plusieurs recherches ont été effectuées pour mesurer l'effet des traitements chiropratiques cervicaux ct dorsaux sur la variabilité du rythme cardiaque, mais il n'y a aucune étude qui mesure les effets des traitements chiropratiques lombaires. La littérature fournit peu de documentation sur l'effet des traitements chiropratiques sur les hormones pro-inflammatoires. Il n'y a aucune information sur l'effet des traitements chiropratiques sur l'interleukine-6 et la protéine réactive C. Les hypothèses visaient à mesurer s'il y a des effets produits par des traitements chiropratiques sur les variables énumérées ci-haut : la température cutanée paraspinale; la variabilité du rythme cardiaque et les hormones pro-inflammatoires. La méthodologie était progressive. Le premier projet évaluait l'effet du traitement chiropratique sur des sujets sans douleurs au cours d'un seul traitement. Le traitement chiropratique a été effectué avec un instrument (Activator IV). Deux périodes d'adaptation furent utilisées pour mesurer la réaction de la température cutanée paraspinale selon la période d'adaptation. Le deuxième projet évaluait l'effet du traitement chiropratique de sujets en douleurs lors d'un seul traitement traditionnel et il n'y a eu qu'une seule période d'adaptation. La période d'adaptation a été choisie à partir du projet 1 et elle représentait la période d'adaptation qui semblait la mieux adaptée cliniquement. Le traitement a été effectué avec la main, selon la méthode Diversified. Ce projet nous a permis de mesurer les effets de l'ajustement chiropratique sur la TC de sujets en douleurs et de comparer ces résultats à ceux des sujets sans douleur du projet 1. De plus, il a été possible de mesurer le transfert de chaleur de la main du clinicien et de comparer ces mesures à l'effet de l'instrument utilisé dans le projet 1. Pour le troisième projet, nous avons recruté des sujets avec douleurs et des sujets sans douleurs. Ce projet évaluait l'effet du traitement chiropratique sur la variabilité du rythme cardiaque. Les deux techniques chiropratiques des projets 1 et 2 ont été utilisées. Il y avait une période d'acclimatation de trois minutes et les mesures de la VRC ont été enregistrées pendant les cinq minutes qui suivaient ces trois minutes initiales. Le traitement chiropratique a été effectué et il y avait une autre période d'enregistrement de cinq minutes après le traitement chiropratique. Les mesures temporelles et spectrales ont été analysées. Le quatrième projet évaluait l'effet du traitement chiropratique sur des sujets en douleurs chroniques pour une période de neuf traitements échelonnée sur deux semaines. Il y avait un groupe-témoin dont les sujets étaient sans douleurs. Nous avons mesuré pour chaque groupe l'indice de fonctionnalité de Oswestry (questionnaire sur la douleur et la fonctionnalité); la température cutanée paraspinale; la variabilité du rythme cardiaque et les hormones pro-inflammatoires, soit l'interleukine-6 et la protéine réactive C. Les résultats du projet 1 ont démontré que l'ajustement chiropratique avec instrumentation avait un effet sur la température cutanée paraspinale. Toutefois, pour le projet 2, il y a une différence lors de l'évaluation de la mesure obtenue immédiatement après le traitement. Dans le projet 1, il y avait un refroidissement alors que dans le projet 2, il y avait un réchauffement. Le reste des enregistrements étaient très similaires. Les résultats du projet 3 ont été mitigés et ont révélé que la variabilité du rythme cardiaque avait subi une certaine influence provenant d'une manipulation lombaire. Les résultats du projet 4 étaient multiples. L'indice d'Oswestry a démontré que les valeurs du groupe-traitement avaient tendance à se rapprocher des valeurs du groupe-témoin. Pour ce qui est de la température cutanée paraspinale, celle du groupe-traitement était plus froide que celle du groupe-témoin avant le traitement. Après neuf traitements, les valeurs des variables du groupe-traitement avaient tendance à se rapprocher des valeurs des variables du groupe-témoin, les valeurs pré et post des variables du groupe témoin n'ayant pas changé. Les données sur la variabilité du rythme cardiaque ont démontré que les valeurs du groupe-traitement avaient tendance à se rapprocher des valeurs du groupe-témoin. De même, les valeurs des données de l’IL-6 et de la PRC ont démontré la même tendance, à savoir se rapprocher des valeurs du groupe-témoin. En conclusion, même s'il y avait des effets sur la température cutanée paraspinale, il est impossible en ce moment d'utiliser la technique de thermométrie en milieu clinique. En effet, comme il n'existe aucune base de données normative, il est impossible de conclure sur la valeur de l'effet de l'ajustement chiropratique. Quant à la variabilité du rythme cardiaque, il appert que l'effet serait un réflexe d'origine supraspinale plutôt qu'un effet direct sur le système nerveux autonome. Pour ce qui est des hormones pro-inflammatoires de l'IL-6 et de la PRC, il semble que ces mesures soient similaires aux tendances des valeurs de l'indice Oswestry à la suite d'un traitement chiropratique sur des sujets en douleurs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Thermométrie, chiropratique, diagnostoque, variabilité du rythme cardiaque, cytokines.

Le travail s'inscrit dans l'analyse des troubles du rythme cardiaque, et plus particulièrement ceux issus de disfonctionnements des ventricules. Deux problèmes ont été abordés qui demandent des méthodes spécifiques en traitement du signal. Le premier concerne l'étude d'épisodes de Fibrillation Ventriculaire (VF) obtenus chez l'homme par des enregistrements endocavitaires indiqués par l'implantation de défibrillateurs (au Service de Cardiologie du CHU de Nice). Le processus générant la FV n'étant pas encore clairement identifié, deux hypothèses ont été proposées : signal modélisé par un fondamental et des harmoniques stables ou dépendant du temps. On montre que l'on peut mettre en évidence sur des épisodes courts (5 à 15 secondes) des fluctuations significatives du fondamental grâce à des algorithmes adaptatifs ou évolutifs. Un résultat pratique, établi pour la première fois chez l'homme, est la corrélation entre le fondamental de l'épisode de FV et la période réfractaire que mesure le médecin pour différentes fréquences de stimulation. Le second problème concerne des enregistrements de l'ECG haute résolution à l'aide d'un système à 64 électrodes, en collaboration avec l'Institut de Biocybernétique de Varsovie. L'idée originale est de proposer une mesure de la dispersion spatiale des formes des ondes ECG. On montre la pertinence de l'information apportée par cette mesure en comparant un groupe de sujets ayant eu un infarctus du myocarde avec un groupe témoin sain. La mesure de la dispersion est calculée, pour chaque colonne d'électrodes, à partir des différences de forme entre chaque signal et un signal de référence. Pour cette référence, nous proposons un signal de forme moyenne obtenu par une technique de moyennage invariante par translation et changement d'échelle : Integral Shape Averaging, (ISA). On peut attribuer à cette référence une position moyenne sur le thorax permettant de définir « un chemin moyen ». Un résultat intéressant observé sur les signaux réels utilisés est que ce chemin est un invariant, indépendant du type d'onde ECG ainsi que du sujet sain ou pathologique. Les retombées pratiques de ce travail se trouvent dans l'aide au diagnostic et la modélisation de l'électrophysiologie cardiaque. On peut citer comme perspectives immédiates : (i) Concernant le premier problème, on prévoit une amélioration de la technique de défibrillation (instant du choc et intensité) ainsi qu'une analyse plus fine de l'évolution des fréquences dans le cas où des épisodes de FV plus longs peuvent être enregistrés (chez l'animal). Les mêmes algorithmes pourraient être appliqués à des épisodes de fibrillation auriculaire et comparés aux résultats de la littérature.(ii) Pour le deuxième problème, l'étude de la dispersion spatiale des formes d'onde devrait être étendue à des populations ayant eu des fibrillations auriculaires. On peut aussi envisager une étude simultanée de la dispersion des formes (QRS ou T) et de la corrélation de la fréquence fondamentale observée dans un épisode de FV avec la période réfractaire.

L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un système robotique basé sur un asservissement visuel échographique pour l'assistance au chirurgien lors d'interventions écho-guidées. Ce système permet au chirurgien de sélectionner la position désirée d'un instrument dans une image échographique et de commander un robot pour qu'il déplace l'instrument jusqu'à la position spécifiée. L'application considérée est la réparation d'une valve mitrale à coeur battant.<br />Les principales contributions de ce travail se situent au niveau de la modélisation de l'imageur échographique, de la modélisation du système robotique et de sa commande. Plusieurs lois de commande à découplage par modèle cinématique inverse sont alors proposées. Elles sont évaluées à travers des études de stabilité par la méthode indirecte de Lyapunov et des simulations.<br />Enfin, le système proposé est mis en oeuvre et validé à travers des expériences in vitro et in vivo sur cochon, à coeur battant.

Thèse d'exercice : Médecine. Anesthésie-réanimation : Paris 12 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. 61 f. : ill. Bibliogr. f. 58-61.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Anesthésie-Réanimation : Paris 12 : 2008. / Thèse consultable uniquement au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 17-20.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.