L'imagerie ultrasonore harmonique, qui repose sur la non linéarité du milieu de propagation, est une technique d'imagerie clinique qui améliore la résolution des images. La mesure ultrasonore du paramètre local de non linéarité d'un milieu est une voie de recherche qui amènerait de nouvelles perspectives dans le domaine de la caractérisation des tissus. Cependant, l'accès à cette information se heurte à deux écueils : d'une part il n'existe pas actuellement de méthode de mesure de ce paramètre à partir du mode écho classique et d'autre part, les outils de simulation prenant en compte la non-linéarité du milieu sont peu développés. Une méthode de spectre angulaire a donc été proposée afin de calculer le champ de pression dans des milieux de non linéarité inhomogène. Ce champ de pression est ensuite utilisé pour engendrer des images échographiques contenant l'information harmonique. Cette méthode spectrale a été portée sur GPU afin d'accélérer le calcul et a été intégrée dans un logiciel libre : CREANUIS. Dans un deuxième temps, une extension d'une méthode comparative (ECM) a été proposée pour prendre en compte des milieux de non linéarité non homogène, fonctionnant en mode écho. Grâce aux outils de simulation développés, différentes configurations ont été utilisées pour la mise au point de l'ECM qui a ensuite été validée à partir d'objets tests et in vitro sur foies d'animaux. Même si la méthode de mesure présente une résolution relativement faible, les images obtenues démontrent le potentiel de l'imagerie du paramètre de non linéarité des tissus.

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.

En raison de leur implication potentielle dans la performance et la blessure, la compréhension des coordinations musculaires des ischio-jambiers représente aujourd’hui un enjeu en sciences du mouvement. Cependant, les méthodes actuelles basées sur la mesure de l’activation musculaire ou la modélisation musculo-squelettique ne permettent pas d’identifier les facteurs influençant les coordinations pour chaque individu. Explorer ces facteurs permettrait de mieux comprendre comment le système nerveux central explore et exploite l’ensemble des coordinations musculaires possibles afin d’adopter une solution permettant de réaliser la tâche demandée. Ce manuscrit a pour objectif de décrire les coordinations musculaires des ischio-jambiers à partir de données acquises in vivo. La partie expérimentale de ce travail s’articule autour de trois études qui ont exploré le couplage entre l’activation musculaire et les propriétés mécaniques des muscles. Ces travaux ont visé à comprendre les facteurs déterminants les coordinations de chaque individu, l’effet des coordinations musculaires de chaque individu sur leur performance et leur adaptation après une blessure musculaire.Les résultats de nos études montrent que les coordinations musculaires des ischio-jambiers varient substantiellement parmi les personnes actives et les athlètes de haut niveau. Nous avons montré que ces coordinations ne sont pas déterminées par les propriétés mécaniques de chaque muscle, i.e. le déséquilibre d’activation entre les ischio-jambiers n’est pas lié au déséquilibre de capacité de production de force. Ces coordinations apparaissent également plus ou moins avantageuses pour être performant dans une tâche d’endurance réalisée jusqu’à épuisement. Enfin, après la survenue d’une blessure, les coordinations musculaires diffèrent entre les jambes blessée et non blessée. Plus précisément, la contribution du muscle blessé au couple de force total est plus faible en comparaison du même muscle de la jambe opposée. Ces différences pourraient avoir des conséquences négatives à court-terme (pour la performance) et à long terme, pouvant hypothétiquement aller jusqu’à la récidive de la blessure. / The understanding of hamstrings coordination is a trending topic in human movement science because of their potential involvement in both performance and injury. However, current experimental methods based on muscle activation recording or musculoskeletal modeling do not enable the identification of the factors that influencing muscle coordination for each individual. Addressing this issue is fundamental to understand how the central nervous system explores and exploits a set of many feasible coordination to adopt a good enough solution that enables producing a given motor task. This manuscript aims at describing hamstring coordination with in vivo data. The experimental part of this work is based on three studies that explored the coupling between muscle activation and the hamstrings mechanical properties. Also, this work aims at understanding the factors that influence muscle coordination of each individual, the effect of muscle coordination on their performance and their adaptation after a muscle injury.Our results show that hamstrings coordination varies substantially among active and elite athletes. We have shown that hamstrings coordination was not determined by the mechanical properties of each muscle, i.e. the imbalance of activation between hamstrings is not related to the imbalance of force production capacity. In addition, hamstrings coordination appears more or less advantageous in order to perform during a time to exhaustion task. Finally, muscle coordination differs between injured and uninjured legs, even after the completion of rehabilitation. Specifically, the injured muscle contributes in a lower extent to hamstring total torque in comparison with the same muscle of the opposite leg. These differences could have negative consequences in the short term (for performance) and in the long term, which could hypothetically increase the risk of reinjury.

Les dilatations des voies urinaires de diagnostic anténatal (DVU) peuvent être transitoires, ou correspondre à une anomalie significative de l'écoulement des urines pouvant entrainer une dégradation de la fonction rénale. L'identification de biomarqueurs urinaires pourrait contribuer à différencier précocement les uropathies des dilatations transitoires. La métabolomique permet l'identification de toutes les molécules de bas poids moléculaire présentes dans un échantillon biologique et la mise en évidence d'une signature métabolique associée à un événement physiopathologique. L'objectif principal de cette thèse est l'identification de marqueurs urinaires pronostiques chez les nouveaux nés présentant une DVU de diagnostic anténatal, par spectroscopie RMN et analyse métabolomique.Soixante-dix nouveau-nés ayant une DVU unilatérale et 90 témoins ont été inclus dans cette étude prospective. Tout d'abord, nous comparons la précision de différentes classifications échographiques pour l'évaluation du risque d'intervention chirurgicale.Ensuite, nous montrons l'absence de différence significative entre les profils métaboliques urinaires des nouveau-nés ayant une DVU et ceux des témoins. Dans une troisième partie, nous démontrons l'influence significative de l'âge, du poids et de la taille sur le profil métabolique urinaire des nouveau-nés. Enfin, nous montrons l'évolution du profil métabolique urinaire avec la croissance chez les nourrissons ayant une DVU.Ce travail permet une meilleure compréhension de la physiopathologie des DVU et de la maturation métabolique des nouveau-nés. Il contribue à identifier des biais potentiels dans les études métaboliques en néonatologie / The prenatal finding of unilateral Urinary Tract Dilatation (UTD) can be transient or represent a significant urinary flow impairment that would lead to progressive deterioration of renal function. Identifying urinary biomarkers could help to differentiate uropathy requiring surgical management from transient dilatation at an early stage.Metabolic phenotyping studies provide untargeted quantification of all detectable low molecular-weight molecules by profiling without any a priori the metabolic signatures of biological samples in connection to physiopathological events.The main objective of this study is to identify diagnosis and prognosis urinary markers for uropathy in newborns with prenatally diagnosed unilateral UTD using 1H-NMR spectroscopy combined with multivariate statistical analyses.A total of 70 newborns with unilateral UTD and 90 controls were included in this prospective study. First, the usefulness of different ultrasound grading systems in predicting the need for surgical intervention is evaluated. Then, we report the absence of significant difference between the urinary metabolic profiles of newborns with UTD and controls. In thethird part, the influence of age, weight and height on the urinary metabolic profiles of healthy newborns is highlighted for the first time, and key-metabolites responsible for this evolution are identified. Finally, we demonstrate the influence of age on the urinary metabolic profiles of children with UTD. This work allows a deeper understanding of the metabolic maturation of healthy newborns. It contributes to identify potential confounding factors for metabolomics investigations in neonatology. It represents a step toward a better comprehension of thephysiopathology of UTD

Les étirements sont aujourd'hui une pratique courante dans les milieux sportifs et de réadaptation. Ils sont habituellement recommandés dans le but de contribuer à la prévention des blessures (Willson et al. 1991 ;Pope et al. 2000), à l’amélioration de la performance sportive lorsque celle-ci nécessite une amplitude articulaire importante (Heyters, 1985 ;Hortobagyi et al. 1985) et à la récupération de la mobilité articulaire dans le cadre d’un programme de réadaptation (Magnusson et al. 1996b). Ces méthodes, qui se sont développées ces dernières années, font classiquement appel à l’étirement passif et aux étirements neurofacilités (PNF), présentés initialement par Kabat (1958). Plus récemment, un intérêt particulier a été porté au travail musculaire excentrique. Des études ont montré que celui-ci permettait également d’augmenter l’amplitude articulaire (Willson et al. 1991 ;Nelson et Bandy, 2004). <p><p>Dans une première partie de ce travail, il nous a semblé intéressant de comparer les effets de l’étirement passif à ceux des étirements PNF par "contracté-relâché" et "contracté de l’antagoniste". Si les modalités d'application de chaque étirement sont différentes, elles présentent un intérêt majeur. De fait, elles permettent de faire varier les conditions d'allongement des différentes structures du système myotendineux, en modulant l'activité volontaire des musculatures agoniste ou antagoniste. En effet, si l’étirement passif s'effectue sans activation volontaire, l’étirement par "contracté-relâché" consiste à faire précéder l'étirement passif, d'une contraction volontaire maximale isométrique de la musculature agoniste. L’étirement par "contracté de l’antagoniste" associe à l'allongement de la musculature agoniste, une contraction volontaire maximale de la musculature antagoniste. Si de nombreuses études s'intéressent encore actuellement à caractériser leurs effets respectifs, elles ont déjà permis de montrer que ceux-ci avaient au moins deux origines distinctes, l'une neurophysiologique et l'autre mécanique (Taylor et al. 1990 ;Hutton, 1993). Au plan neurophysiologique, il est bien accepté que ces méthodes induisent une modulation de l'activité réflexe tonique facilitant le relâchement musculaire et par conséquent l’amplitude articulaire (Guissard et al. 1988 ;2001). Il est également bien admis que l’importance de ces effets sur la musculature est variable selon la méthode employée (Guissard et Duchateau, 2006). Au plan mécanique, des études menées chez l’animal ont montré que l’étirement passif modifie les caractéristiques viscoélastiques des tissus (Taylor et al. 1990), et de fait favorise l’allongement des tissus myotendineux (McHugh et al. 1992). Chez le sujet humain, plusieurs expérimentations ont montré que l’étirement par "contracté-relâché" permet d’obtenir un allongement myotendineux et un gain d’amplitude articulaire plus important que par étirement passif (Moore et Hutton, 1980). D’autres études ont montré que l’étirement par "contracté de l’antagoniste" permet de majorer encore les gains obtenus par l’étirement "contracté-relâché" (Osternig et al. 1990). Une première question posée dans ce travail est de savoir si la contribution des processus neurophysiologiques et mécaniques se traduit d’une manière spécifique sur le rapport de compliance des tissus de l’unité myotendineuse. Le développement de techniques d’investigation, telles que l’échographie, permet désormais d’observer le comportement de l’unité myotendineuse, d’une manière non invasive (Fukunaga et al. 1992 ;Herbert et Gandevia, 1995 ;Kuno et Fukunaga, 1995 ;Maganaris et al. 1998). Elle permet ainsi d’étudier les effets d’un étirement ou d’une contraction (Fukunaga et al. 1996) sur le rapport de compliance des structures musculaires et des tissus tendineux. <p> <p>S’il était intéressant d’étudier la spécificité de ces trois méthodes d’étirement classiques par rapport à leurs effets sur les tissus myotendineux, il nous paraissait pertinent d’observer celle d’un travail musculaire excentrique. En effet, la particularité de celui-ci est de soumettre l’unité myotendineuse préalablement activée, à un allongement. En réadaptation, le travail excentrique est généralement proposé dans le but d’améliorer plus rapidement la symptomatologie d’une tendinopathie (Stanish et al. 1986 ;Alfredson et al. 1998). Des études récentes ont indiqué qu’il peut également être proposé pour augmenter l'amplitude articulaire (Nelson et Bandy, 2004). Toutefois, ses effets sur les tissus myotendineux ne sont pas clairement définis dans la littérature. Chez l’animal, Heinemeier et al. (2007) ont comparé les effets d’un entraînement en contractions concentriques et excentriques sur les tissus de l’unité myotendineuse. Leurs résultats indiquent que si les tissus tendineux sont sensibles aux deux modes de contraction pour leurs effets favorisant la synthèse de collagène, les structures musculaires sont spécifiquement sensibles au mode excentrique. Chez le sujet humain, Crameri et al. (2004) ont observé une série de contractions excentriques d’intensité maximale augmente la synthèse de collagène au sein de l’ensemble des tissus de l’unité myotendineuse. Ces résultats montrent que les effets de ce travail ne se limitent pas aux tissus tendineux, tels que certains protocoles thérapeutiques le suggéraient, et que le tissu musculaire doit désormais être associé à la discussion des effets de ce travail musculaire. Dans ce contexte, la deuxième question que nous avons posée est de savoir si l’étirement de l’unité myotendineuse préalablement activée, telle que se caractérise une contraction excentrique, modifie le rapport de compliance des tissus myotendineux par rapport aux méthodes classiques. Autrement dit, si l’étirement de l’unité myotendineuse activée favorise spécifiquement l’allongement de l’un des tissus de l’unité myotendineuse. <p><p>Dans une troisième partie, il nous a paru intéressant d'étudier le comportement à l’étirement de l’unité myotendineuse, dont la compliance était modifiée suite à une désadaptation à long terme. L’hypertonie spastique, qui caractérise une majorité de sujets parétiques spastiques, est généralement caractérisée par une augmentation anormale des résistances opposées à l'étirement passif (Carey et Burghart, 1993). L’origine de ces résistances peut être attribuée à des adaptations tant neurophysiologiques (Pierrot-Deseilligny et Mazières, 1985) que mécaniques et structurelles des tissus de l'unité myotendineuse (Berger et al. 1984 ;Tardieu et al. 1989). Il n’existe pourtant pas encore dans la littérature de consensus les définissant clairement (Fridén et Lieber, 2003). En outre, l’étude récente de Lieber et Fridén (2002) a mis en évidence des modifications de l’architecture des muscles fléchisseurs du carpe. Contrairement à ce qui est généralement proposé au sujet de la longueur des fascicules spastiques (Tardieu et al. 1982), Lieber et Fridén (2002) n’ont pas mis en évidence de raccourcissement de ces derniers. Ainsi, l’hypothèse de Tardieu et al. (1982), selon laquelle le raccourcissement des fascicules est à l’origine de l’augmentation des résistances à l’allongement, ne peut plus être soutenue. Il nous paraissait ainsi intéressant d’associer, à l’observation du comportement des fascicules, celui des tissus tendineux, dans le but de déterminer si l’une de ces deux structures présente des caractéristiques particulières, susceptibles d’expliquer le développement plus important de ces résistances à l’allongement. La troisième question que nous avons posée dans ce travail est de savoir comment se caractérise, à l’étirement, le rapport de compliance des tissus musculaire et tendineux dans un contexte de spasticité. <p><p>Outre le fait que la réponse à ces différentes questions soit fondamentale pour mieux comprendre et spécifier la pratique des méthodes d’étirement, l’objectif de notre travail est non seulement de mettre en évidence le tissu dont l’allongement est spécifiquement favorisé par l’une ou l’autre méthode, mais également de contribuer à différencier celui qui limite l’étirement global du système myotendineux. Dans ce contexte, il sera intéressant de pouvoir recommander la pratique d’une méthode particulière, en fonction des besoins spécifiques de chacun. <p> / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail de thèse est axé sur le domaine du traitement d'images biomédicales. L'objectif de notre étude est l'estimation des paramètres traduisant les propriétés mécaniques de l'artère carotide in vivo en imagerie échographique, dans une optique de détection précoce de la pathologie cardiovasculaire. L'analyse du mouvement longitudinal des tissus de la paroi artérielle, i.e. dans la même direction que le flux sanguin, représente la motivation majeure de ce travail. Les trois contributions principales proposées dans ce travail sont i) le développement d'un cadre méthodologique original et semi-automatique, dédié à la segmentation et à l'estimation du mouvement de la paroi artérielle dans des séquences in vivo d'images ultrasonores mode-B, ii) la description d'un protocole de génération d'une référence, faisant intervenir les opérations manuelles de plusieurs experts, dans le but de quantifier la précision des résultats de notre méthode malgré l'absence de vérité terrain inhérente à la modalité échographique, et iii) l'évaluation clinique de l'association entre les paramètres mécaniques et dynamiques de la paroi carotidienne et les facteurs de risque cardiovasculaire dans le cadre de la détection précoce de l'athérosclérose. Nous proposons une méthode semi-automatique, basée sur une approche conjointe de segmentation des contours de la paroi et d'estimation du mouvement des tissus. L'extraction de la position des interfaces est réalisée via une approche spécifique à la structure morphologique de la carotide, basée sur une stratégie de programmation dynamique exploitant un filtrage adapté. L'estimation du mouvement est réalisée via une méthode robuste de mise en correspondance de blocs (block matching), basée sur la connaissance du déplacement a priori ainsi que sur la mise à jour temporelle du bloc de référence par un filtre de Kalman spécifique. La précision de notre méthode, évaluée in vivo, correspond au même ordre de grandeur que celle résultant des opérations manuelles réalisées par des experts, et reste sensiblement meilleure que celle obtenue avec deux autres méthodes traditionnelles (i.e. une implémentation classique de la technique de block matching et le logiciel commercial Velocity Vector Imaging). Nous présentons également quatre études cliniques réalisées en milieu hospitalier, où nous évaluons l'association entre le mouvement longitudinal et les facteurs de risque cardiovasculaire. Nous suggérons que le mouvement longitudinal, qui représente un marqueur de risque émergent et encore peu étudié, constitue un indice pertinent et complémentaire aux marqueurs traditionnels dans la caractérisation de la physiopathologie artérielle, reflète le niveau de risque cardiovasculaire global, et pourrait être bien adapté à la détection précoce de l'athérosclérose. / This thesis is focused on the domain of bio-medical image processing. The aim of our study is to assess in vivo the parameters traducing the mechanical properties of the carotid artery in ultrasound imaging, for early detection of cardiovascular diseases. The analysis of the longitudinal motion of the arterial wall tissues, i.e. in the same direction as the blood flow, represents the principal motivation of this work. The three main contributions proposed in this work are i) the development of an original and semi-automatic methodological framework, dedicated to the segmentation and motion estimation of the arterial wall in in vivo ultrasound B-mode image sequences, ii) the description of a protocol aiming to generate a reference, involving the manual tracings of several experts, in the objective to quantify the accuracy of the results of our method despite the absence of ground truth inherent to ultrasound imaging, and iii) the clinical evaluation of the association between the mechanical and dynamical parameters of the arterial wall and the cardiovascular risk factors, for early detection of atherosclerosis. We propose a semi-automatic method, based on a combined approach of wall segmentation and tissues motion estimation. The extraction on the interfaces position is realized via an approach specific to the morphological structure of the carotid artery, based on a strategy of dynamic programming using a matched filter. The motion estimation is performed via a robust block matching method, based on the a priori knowledge of the displacement as well as the temporal update of the reference block with a specific Kalman filter. The accuracy of our method, evaluated in vivo, corresponds to the same order of magnitude as the one resulting from the manual operations performed by experts, and is significantly higher than the one obtained from two other classical methods (i.e. a classical implementation of the block matching technique, and the VVI commercial software). We also present four clinical studies, and we evaluate the association between longitudinal motion and cardiovascular risk factors. We suggest that the longitudinal motion, which represents an emerging cardiovascular risk marker that has been only few studied yet, constitutes a pertinent and complementary marker aiming at the characterization of arterial physio-pathology, traduces the overall cardiovascular risk level, and could be well suited to the early detection of the atherosclerosis.

L’imagerie ultrasonore harmonique, qui repose sur la non linéarité du milieu de propagation, est une technique d’imagerie clinique qui améliore la résolution des images. La mesure ultrasonore du paramètre local de non linéarité d'un milieu est une voie de recherche qui amènerait de nouvelles perspectives dans le domaine de la caractérisation des tissus. Cependant, l'accès à cette information se heurte à deux écueils : d'une part il n’existe pas actuellement de méthode de mesure de ce paramètre à partir du mode écho classique et d'autre part, les outils de simulation prenant en compte la non-linéarité du milieu sont peu développés. Une méthode de spectre angulaire a donc été proposée afin de calculer le champ de pression dans des milieux de non linéarité inhomogène. Ce champ de pression est ensuite utilisé pour engendrer des images échographiques contenant l’information harmonique. Cette méthode spectrale a été portée sur GPU afin d’accélérer le calcul et a été intégrée dans un logiciel libre : CREANUIS. Dans un deuxième temps, une extension d’une méthode comparative (ECM) a été proposée pour prendre en compte des milieux de non linéarité non homogène, fonctionnant en mode écho. Grâce aux outils de simulation développés, différentes configurations ont été utilisées pour la mise au point de l’ECM qui a ensuite été validée à partir d'objets tests et in vitro sur foies d’animaux. Même si la méthode de mesure présente une résolution relativement faible, les images obtenues démontrent le potentiel de l’imagerie du paramètre de non linéarité des tissus. / Harmonic imaging, based on the propagated medium nonlinearity, is a clinical imaging technique which increases the resolution of ultrasound images. The ultrasound measure of the local nonlinear parameter brings new perspectives in term tissues characterization. However, access to this information suffers from two strong points: from one hand, there is no current measurement method of this parameter in echo mode configuration and on the other hand, the simulation tools taking into account the nonlinearity are not many developed. An angular spectrum method has been proposed to compute the nonlinear pressure field with inhomogeneous nonlinear parameter. This pressure field is then used to generate ultrasound images containing the harmonic component. This spectral approach has been implemented on a GPU in order to accelerate the computation and package in a free software made available to the scientific community under the name CREANUIS. In a second time, a extension of a comparative method (ECM) has been proposed to take into account media with inhomogeneous nonlinearity, working an echo mode configuration. Thanks the developed simulation tools, different configurations have been used to parameterize and to evaluate the ECM which has then be validated on test objects and in vitro animal’s livers. Even if the measure presents a relatively weak resolution, the obtained images demonstrated a high potential in the nonlinear parameter imaging of tissues.

Les problèmes de santé liés à l’alimentation hyperlipidique chez l’humain sont en constante progression. Or, une perturbation de l’environnement fœtal induit chez la descendance une susceptibilité plus grande à développer des maladies à l’âge adulte (DOHad : Developmental Origins of Health and Disease). L’objectif de ce travail de Thèse est d’évaluer, chez le lapin, les conséquences d’une alimentation hypercholestérolémique et hyperlipidique sur le développement embryonnaire, fœtal, et la survenue de troubles métaboliques à long terme.Nous avons nourri des lapines ad libitum avec un régime hypercholéstérolémique (0,2%) et hyperlipidique (8%) (HH) ou un régime témoin (C) à partir de l'âge de 10 (expérience 1) ou de 18 semaines (age de la mise à la reproduction, expérience 2). A la naissance, les portées ont été équilibrées et des croisements effectués pour différencier l'effet de l'alimentation de la mère pendant la gestation et pendant la lactation. Ainsi des lapereaux nés de mères HH ont été allaités par des mères C (groupe HH-C) ou HH (groupe HH-HH) et des lapereaux nés de mère C ont été allaités par des mères C (groupe C-C) ou HH (groupe C-HH). Au cours de l’expérience 1, un retard de croissance intra utérin (RCIU) significatif a été mis en évidence dès 9 jours de gestation par échographie dans le groupe HH (P<0,05). A la naissance, les laperaux étaient significativement plus légers (P<0,05). En raison d’un rattrapage pondéral rapide, il n’existait plus de différence significative au sevrage. Tous les lapins ont alors reçu un aliment témoin distribué ad libitum. A J176, il n’y avait pas de différence de poids entre les groupes HH-HH et HH-C, mais les animaux de ces deux groupes étaient significativement plus lourds que les groupes C-C and C-HH (P<0.05). De plus, la tension artérielle était plus élevée dans le groupe HH-HH par rapport à tous les autres groupes (P<0.05). Au cours de l’expérience 2, de tels effets physiologiques n’ont pas été observés. Les effets physiologiques n'ayant été observés que lorsque le régime avait été commencé avant la gestation, nous avons émis l'hypothèse que l'environnement maternel précoce avait été modifié, entrainant une perturbation du développement embryonnaire à l'origine des conséquences à long terme. l’expression des gènes au moment de la mise en route du génome embryonnaire a été étudié à l’aide d’une puce dédiée. L’analyse transcriptomique a permis de suggérer que certains transcrits étaient présents en quantités différentes. Nous avons montré par qRT-PCR que le régime HH induit une augmentation transitoire de la quantité de transcrit de l’adipophiline (présente à J2 mais pas à J5,5). L’analyse immunohistochimique montre une quantité plus importante de gouttelettes lipidiques localisées près du noyau dans les embryons issus de mères nourries par le régime HH à J5,5 comparé aux témoins. Ces résultats illustrent l’importance de la nutrition avant et pendant la gestation pour la determination de la croissance in utero et postnatale, ainsi que pour le développement de maladies métaboliques à long terme. La nutrition maternelle avant la gestation peut engendrer des modifications d’expression de gènes au moment de la transmission materno embryonnaire. / The prevalence of human health problems associated with high-fat diets continues to rise, as does the number of such problems known to be associated with this diet. Disruption of the fetal environment induces in progeny a greater susceptibility to developing diseases in adulthood (DOHad: Developmental Origins of Health and Disease). The objective of the work for this thesis was to assess in rabbits the consequences of a high-cholesterol and high-fat diet on embryonic and fetal development and on the onset of metabolic disorders in the long term.We fed rabbits ad libitum with a high-cholesterol (0.2%) and high-fat (8%) (HH) diet or a control (C) diet, starting at the age of 10 (experiment 1) or 18 weeks (age at which reproduction began, experiment 2).The litters were balanced at birth, and crossings were performed to differentiate the effect of the mother's food during gestation and during lactation. Accordingly, rabbits born to HH mothers were nursed by C (HH-C group) or HH (HH-HH) mothers and those born to C mothers were nursed either by C (C-C) or HH (C-HH) mothers. During experiment 1, ultrasound clearly showed significant intrauterine growth restriction (IUGR) beginning at 9 days of gestation in the HH group (P<0.05). At birth, these rabbits weighed significantly less than their C counterparts (P<0.05). Because of their rapid weight catch-up, the significant difference had disappeared at weaning. All the rabbits thereafter received control food distributed ad libitum. At D176, there was no difference in weight between the HH-HH and HH-C groups but the animals in both these groups were significantly heavier than those in the C-C and C-HH groups (P<0.05). Moreover, blood pressure was higher in the HH-HH group than in any of the other groups (P<0.05). These physiological effects were not observed during experiment 2. Because the physiological effects were observed only when the diet began before gestation, we hypothesized that the early maternal environment been modified, a change that resulted in disruption of embryo development with long-term consequences. We then used a specially designed chip to study gene expression at the maternal to embryonic transition. Transcriptomic analysis suggested that some transcripts were present in different quantities. We showed with qRT-PCR that the HH diet induced a transient augmentation in the quantity of adipophilin transcripts (present at D2 but not at D5.5). The immunohistochemical analysis on D5.5 showed a higher quantity of lipid droplets localized near the nucleus of embryos from mothers fed with the HH diet than in embryos of control mothers. These results illustrate the importance of nutrition before and during pregnancy in the determination of in utero and postnatal growth as well as in the development of metabolic diseases over the long term. Maternal nutrition before conception can engender modifications in gene expression at the moment of the maternal to embryonic transition.

Les échographies de cerveau chez l'adulte sont aujourd'hui de pauvre qualité à cause de l'os du crâne qui absorbe et défocalise fortement les ultrasons. Il est possible de focaliser des ultrasons à travers le crâne en émettant un front d'onde déformé qui, après passage de l'os du crâne, reforme un front d'ondes focalisant. Le calcul des déformations à appliquer au front d'ondes émis se fait par retournement temporel ou par filtre inverse, deux techniques basées sur la mesure et le traitement de fonctions de Green entre les transducteurs de la barrette d'imagerie et les points focaux désirés. Il est nécessaire de disposer des transducteurs ultrasonores au cœur du milieu à imager pour mesurer ces fonctions de Green, ce qui interdit l'application directe de ces techniques pour l'imagerie médicale. Nous montrons ici comment modifier ces techniques de focalisation pour les rendre non intrusives : filtre inverse et retournement temporel non intrusifs améliorent la qualité d'échographies transcrâniennes. La problématique de la thèse : « comment focaliser de manière adaptative à travers un milieu aberrateur sans placer de transducteurs ultrasonores dans le milieu à imager ? », nous a conduit à nous demander « comment avoir accès aux déformations de l'onde transmise à partir de l'analyse de signaux réfléchis par l'aberrateur (mesurables de manière non intrusive)? » Nous avons mis en évidence le lien qui existe entre filtre inverse et cavité à retournement temporel, via les équations de Stokes. D'autre part, nous avons posé les bases d'une manière de rendre le filtre inverse minimalement intrusif, ouvrant des perspectives intéressantes dans le domaine des télécommunications.

Les problèmes de santé liés à l'alimentation hyperlipidique chez l'humain sont en constante progression. Or, une perturbation de l'environnement fœtal induit chez la descendance une susceptibilité plus grande à développer des maladies à l'âge adulte (DOHad : Developmental Origins of Health and Disease). L'objectif de ce travail de Thèse est d'évaluer, chez le lapin, les conséquences d'une alimentation hypercholestérolémique et hyperlipidique sur le développement embryonnaire, fœtal, et la survenue de troubles métaboliques à long terme.Nous avons nourri des lapines ad libitum avec un régime hypercholéstérolémique (0,2%) et hyperlipidique (8%) (HH) ou un régime témoin (C) à partir de l'âge de 10 (expérience 1) ou de 18 semaines (age de la mise à la reproduction, expérience 2). A la naissance, les portées ont été équilibrées et des croisements effectués pour différencier l'effet de l'alimentation de la mère pendant la gestation et pendant la lactation. Ainsi des lapereaux nés de mères HH ont été allaités par des mères C (groupe HH-C) ou HH (groupe HH-HH) et des lapereaux nés de mère C ont été allaités par des mères C (groupe C-C) ou HH (groupe C-HH). Au cours de l'expérience 1, un retard de croissance intra utérin (RCIU) significatif a été mis en évidence dès 9 jours de gestation par échographie dans le groupe HH (P<0,05). A la naissance, les laperaux étaient significativement plus légers (P<0,05). En raison d'un rattrapage pondéral rapide, il n'existait plus de différence significative au sevrage. Tous les lapins ont alors reçu un aliment témoin distribué ad libitum. A J176, il n'y avait pas de différence de poids entre les groupes HH-HH et HH-C, mais les animaux de ces deux groupes étaient significativement plus lourds que les groupes C-C and C-HH (P<0.05). De plus, la tension artérielle était plus élevée dans le groupe HH-HH par rapport à tous les autres groupes (P<0.05). Au cours de l'expérience 2, de tels effets physiologiques n'ont pas été observés. Les effets physiologiques n'ayant été observés que lorsque le régime avait été commencé avant la gestation, nous avons émis l'hypothèse que l'environnement maternel précoce avait été modifié, entrainant une perturbation du développement embryonnaire à l'origine des conséquences à long terme. l'expression des gènes au moment de la mise en route du génome embryonnaire a été étudié à l'aide d'une puce dédiée. L'analyse transcriptomique a permis de suggérer que certains transcrits étaient présents en quantités différentes. Nous avons montré par qRT-PCR que le régime HH induit une augmentation transitoire de la quantité de transcrit de l'adipophiline (présente à J2 mais pas à J5,5). L'analyse immunohistochimique montre une quantité plus importante de gouttelettes lipidiques localisées près du noyau dans les embryons issus de mères nourries par le régime HH à J5,5 comparé aux témoins. Ces résultats illustrent l'importance de la nutrition avant et pendant la gestation pour la determination de la croissance in utero et postnatale, ainsi que pour le développement de maladies métaboliques à long terme. La nutrition maternelle avant la gestation peut engendrer des modifications d'expression de gènes au moment de la transmission materno embryonnaire.