L'imagerie pondérée en diffusion est un type d'acquisition IRM spécifique basé sur la direction de diffusion des molécules d'eau dans le cerveau. Cela permet, au moyen de plusieurs acquisitions, de modéliser la microstructure du cerveau, comme la matière blanche qui à une taille très inférieur à la résolution du voxel. L'obtention d'un grand nombre d'images nécessite, pour un usage clinique, des techniques d'acquisition ultra rapide tel que l'imagerie parallèle. Malheureusement, ces images sont entachées de large distorsions. Nous proposons une méthode de recalage par blocs basée sur l'acquisition d'images avec des directions de phase d'encodage opposées. Cette technique spécialement conçue pour des images écho planaires, mais qui peut être générique, corrige les images de façon robuste tout en fournissant un champs de déformation. Cette transformation est applicable à une série entière d'image de diffusion à partir d'une seule image b 0 renversée, ce qui permet de faire de la correction de distorsion avec un temps d'acquisition supplémentaire minimal. Cet algorithme de recalage, qui a été validé à la fois sur des données synthétiques et cliniques, est disponible avec notre programme de traitement d'images Anima. A partir de ces images de diffusion, nous sommes capable de construire des modèles de diffusion multi-compartiment qui représentent la microstructure complexe du cerveau. Pour pouvoir produire des analyses statistiques sur ces modèles, nous devons être capable de faire du recalage, du moyennage, ou encore de créer un atlas d'images. Nous proposons une méthode générale pour interpoler des modèles multi-compartiment comme un problème de simplification basé sur le partitionnement spectral. Cette technique qui est adaptable pour n'importe quel modèle, a été validé à la fois sur des données synthétiques et réelles. Ensuite à partir d'une base de données recalée, nous faisons des analyses statistiques en extrayant des paramètres au niveau du voxel. Une tractographie, spécifiquement conçue pour les modèles multi-compartiment, est aussi utilisée pour faire des analyses en suivant les fibres de matière blanche. Ces outils sont conçus et appliqués à des données réelles pour contribuer à la recherche de biomarqueurs pour les pathologies cérébrales. / Diffusion weighted imaging (DWI) is a specific type of MRI acquisition based on the direction of diffusion of the brain water molecule. Its allow, through several acquisitions, to model brain microstructure, as white matter, which are significantly smaller than the voxel-resolution. To acquire a large number of images in a clinical use, very-fast acquisition technique are required as single-shot imaging, however these acquisitions suffer local large distortions. We propose a Block-Matching registration method based on a the acquisition of images with opposite phase-encoding directions (PED). This technique specially designs for Echo-Planar Images (EPI), but which could be generic, robustly correct images and provide a deformation field. This field is applicable to an entire DWI series from only one reversed b 0 allowing distortion correction with a minimal time acquisition cost. This registration algorithm has been validated both on a phantom data set and on in-vivo data and is available in our source medical image processing toolbox Anima. From these diffusion images, we are able to construct multi-compartments models (MCM) which could represented complex brain microstructure. We need to do registration, average, create atlas on these MCM to be able to make studies and produce statistic analysis. We propose a general method to interpolate MCM as a simplification problem based on spectral clustering. This technique, which is adaptable for any MCM, has been validated for both synthetic and real data. Then, from a registered dataset, we made analysis at a voxel-level doing statistic on MCM parameters. Specifically design tractography can also be perform to make analysis, following tracks, based on individual compartment. All these tools are designed and used on real data and contribute to the search of biomakers for brain diseases.

Afin de mieux connaitre puis d'optimiser les trajectoires suivies par les patients arrivés au stade terminal de leur insuffisance rénale chronique, il a été nécessaire de mettre au point des outils permettant de modéliser ces trajectoires complexes. Les différentes modalités de traitement n'ont pas été comparées une à une mais une approche globale a été privilégiée tenant compte d'une vision intégrée où les modalités de traitement sont considérées comme complémentaires et non concurrentielles. Ce travail de modélisation a utilisé des modèles à compartiments avec prise en compte de risque concurrents et un modèle de mélange pour données de survie avec fraction non à risque. Les paramètres des modèles ont été estimés à partir des données du registre du Réseau Épidémiologie et Information en Néphrologie (REIN). L'outil de prédiction développé a également pu être alimenté par les données de remboursement de l'assurance maladie (SNIIRAM) sur l'année 2009. Cette première version de l'outil a permis d'évaluer les conséquences en termes d'espérance de vie restreinte à 15 ans et de coût moyen par mois de différentes stratégies simulées de prise en charge des patients en IRCT dans le cadre d'une analyse médico-économique, en partenariat avec la Haute Autorité de Santé. L'objectif final de ce travail sera de proposer des outils d'aide à la décision reposant sur des stratégies de prise en charge les mieux adaptées aux besoins des patients. A terme, les outils développés lors de ce travail pourraient également servir de base à une plateforme de simulation afin d'accompagner les décideurs publics lors de la réflexion sur les schémas d'organisation sanitaire / In order to better understand and then optimize the trajectories followed by end-stage renal disease patients, it was necessary to develop tools to model these complex trajectories. The different treatment modalities were not compared but a comprehensive approach was preferred taking into account an integrated vision where treatment modalities are considered complementary and non-competitive. We used compartments models which took into account competitive risk and a mixture model for survival with fraction not at risk. The model parameters were estimated from the data from the Renal Epidemiology and Information Network registry. Reimbursement data from the national health insurance (SNIIRAM) were also used. The prediction tool developed was used to evaluate the consequences in terms of expected 15- years restricted lifetime and average cost per month for different strategies in a medicoeconomic analysis, in partnership with the Haute Autorité de Santé. The final aim of this work is to offer decision support tools based on strategies best adapted to patients’ needs. The tools developed in this work could also serve as a basis for a simulation platform to accompany public decision-makers in their reflection on health organization

Tesis por compendio / [ES] La tesis tiene como objetivo principal el estudio del gas radón y sus descendientes. El radón es un gas radiactivo presente en la naturaleza que puede filtrarse en las viviendas y que se ha asociado con un mayor riesgo de cáncer de pulmón. A pesar de que existen regulaciones y recomendaciones para controlar la concentración de radón en el aire interior, es necesario hacer mediciones del factor de equilibrio, un parámetro esencial en la evaluación del riesgo de exposición al radón, y de las concentraciones de sus descendientes que pueden variar en diferentes situaciones y entornos. Por lo tanto, es fundamental comprender en profundidad el factor de equilibrio y las concentraciones de los descendientes y cómo pueden variar en diferentes ubicaciones y circunstancias. Esto implica, para el desarrollo de esta tesis, la toma de muestras de aire en el interior, la medición de la concentración de radón y de sus productos de desintegración, y la evaluación de factores ambientales, centrándose en la humedad relativa, y otros factores que podrían influir en la concentración del radón y sus descendientes en el ambiente interior. Con estos datos se desarrolla un modelo dosimétrico para el cálculo de la dosis por inhalación. Para comprender la variabilidad del factor de equilibrio en diferentes condiciones, se emplearán análisis estadísticos y se desarrollarán modelos matemáticos que integren los datos recopilados de las mediciones y los factores ambientales evaluados. Además, se considerará el uso de las mascarillas faciales como una posible medida factor que pueda influir en la reducción de la dosis por inhalación de los descendientes del radón. Se realizarán mediciones específicas con y sin mascarillas faciales para evaluar su impacto. / [CA] La tesi té com a objectiu principal l'estudi del gas radó i els seus descendents. El radó és un gas radiactiu present en la naturalesa que pot filtrar-se en les llars i que s'ha associat amb un major risc de càncer de pulmó. Tot i que existeixen regulacions i recomanacions per controlar la concentració de radó en l'aire interior, és necessari fer mesures del factor d'equilibri, un paràmetre essencial en l'avaluació del risc d'exposició al radó, i de les concentracions dels seus descendents que poden variar en diferents situacions i entorns. Per tant, és fonamental comprendre en profunditat el factor d'equilibri i les concentracions dels descendents i com poden variar en diferents ubicacions i circumstàncies. Això implica, per al desenvolupament d'aquesta tesi, la presa de mostres d'aire a l¿interior, la mesura de la concentració de radó i dels seus productes de decaïment, i l'avaluació de factors ambientals, centrant-se en la humitat relativa, i altres factors que podrien influir en la concentració del radó i els seus descendents en l'ambient interior. Amb aquestes dades es desenvolupa un model dosimètric per al càlcul de la dosi per inhalació. Per comprendre la variabilitat del factor d'equilibri en diferents condicions, s'emplearan anàlisis estadístics i es desenvoluparan models matemàtics que integren les dades recopilades de les mesures i els factors ambientals avaluats. A més, es considerarà l'ús de les mascaretes facials com una possible mesura que puga influir en la reducció de la dosi per inhalació dels descendents del radó. Es realitzaran mesures específiques amb i sense mascaretes facials per a avaluar el seu impacte. / [EN] The main objective of this thesis is the study of radon gas and its decay products. Radon is a radioactive gas present in nature that can seep into homes and has been associated with an increased risk of lung cancer. Although there are regulations and recommendations to control the concentration of radon in indoor air, measurements of the equilibrium factor, an essential parameter in the assessment of the risk of radon exposure, and of the concentrations of its decay products that can vary in different situations and environments, are necessary. Therefore, it is essential to thoroughly understand the equilibrium factor and the concentrations of the decay products and how they can vary in different locations and circumstances. To develop this thesis, it is necessary to take indoor air samples, measure the concentration of radon and its decay products, and evaluate environmental factors, focusing on relative humidity, and other factors that could influence the concentration of radon and its decay products in the indoor environment. With this data, a dosimetric model is developed for the calculation of inhalation doses. To understand the variability of the equilibrium factor in different conditions, statistical analyses will be used, and mathematical models that integrate the data collected from the measurements and the evaluated environmental factors will be developed. In addition, the use of face masks will be considered as a possible factor that may influence the reduction of inhalation doses of radon decay products. Specific measurements will be taken with and without face masks to evaluate their impact. / Martínez Ferri, JE. (2023). Estudio del factor de equilibrio y cálculo de dosis aplicados al gas radón [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196830 / Compendio