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Brain microstructure mapping using quantitative and diffsusion MRI / Cartographie de la microstructure du cerveau humain par IRM quantitative et IRM de diffusionLebois, Alice 23 July 2014 (has links)
Cette thèse est consacrée à la cartographie de la microstructure du cerveau humain par IRM quantitative et de diffusion. L'imagerie quantitative T1/T2 repose sur des séquences dédiées à la cartographie des temps de relaxation T1 et T2. Leurs variations au sein du tissu sont liées aux différents compartiments d'eau issus d'organisations spécifiques à l'échelle cellulaire. Mesurer ces paramètres quantitatifs permet donc de mieux caractériser la microstructure du tissu cérébral. L'IRMd étudie le mouvement brownien des molécules d'eau dans le tissu cérébral dans lequel leur mouvement est contraint par des barrières naturelles, telles que les membranes cellulaires. Ainsi, les informations sur leurs déplacements contenues dans le signal de diffusion permettent de révéler la cytoarchitecture sous-jacente. La combinaison de ces deux modalités donne donc une unique possibilité de mieux sonder la microstructure du tissu cérébral. Ce travail vise à mettre en place la méthodologie permettant d’étudier chez l'homme, in vivo, la microstructure de la matière blanche cérébrale. La première partie inclut l'acquisition d'une base IRM unique de 79 sujets sains (base Archi/CONNECT) incluant des données anatomiques à haute résolution spatiale, des données de relaxométrie, des données de diffusion à haute résolution angulaire, et fonctionnelles. Ces données ont permis dans un premier temps de construire le premier atlas de la connectivité anatomique du sujet sain grâce à la segmentation automatique des grands faisceaux de la substance blanche de tous les sujets. Cet atlas fournit un repère anatomique au sein de la substance blanche pour ensuite étudier pour chaque faisceau les paramètres quantitatifs caractérisant son organisation microstructurelle. L'accent a d’abord été mis sur la construction du premier atlas des profils des temps de relaxation T1/T2 le long des grandes voies de la matière blanche. Ces profils ont ensuite été corrélés avec les profils quantitatifs issus de l'imagerie de diffusion (fraction d'anisotropie, diffusivités radiales et longitudinales, coefficient de diffusion apparent) pour mieux comprendre leurs relations et d'expliquer la variabilité le long des faisceaux et les asymétries interhémisphériques. La deuxième partie de cette thèse fut centrée sur la modélisation du tissu cérébral à l'échelle cellulaire pour extraire des paramètres quantitatifs caractérisant la microstructure, tel que le diamètre et la densité des axones. Une séquence d’IRMd a été développée sur les imageurs 3T et 7T cliniques de NeuroSpin, permettant de jouer n'importe quelle forme de gradients et ainsi de s'inscrire dans une démarche où cette forme résulte d'une optimisation sous l'hypothèse d'un modèle géométrique du tissu et sous contraintes matérielles et temporelles liées aux applications cliniques. Cette séquence a été utilisée pour scanner 14 sujets sains afin de construire le premier atlas du diamètre et de la densité locale des axones. Nous avons également proposé un nouveau modèle géométrique de l'axone, divisant le compartiment axonal, habituellement modélisé par un simple cylindre en deux compartiments: le premier correspondant aux molécules d’eau à diffusivité lente, entourant la membrane de l'axone et le second correspondant aux molécules plus loin des membranes à plus forte diffusivité, moins restreinte. Nous avons mené une étude théorique montrant que sous des conditions cliniques, utiliser ce nouveau modèle pourrait aider à limiter la surestimation des petits axones que l’on observe dans les études actuelles. Pour aller plus loin dans la physiopathologie de l'autisme, nous avons rajouté au protocole d'imagerie à 3T déjà en place la séquence que nous avons développée afin de cartographier le diamètre et la densité des axones et ainsi mieux comprendre les atrophies au sein du corps calleux, initialement observées via des paramètres moins spécifiques tels que la fraction d'anisotropie. D'autres applications cliniques sont à venir. / This thesis is focused on the human brain microstructure mapping using quantitative and diffusion MRI. The T1/T2 quantitative imaging relies on sequences dedicated to the mapping of T1 and T2 relaxation times. Their variations within the tissue are linked to the presence of different water compartments defined by a specific organization of the tissue at the cell scale. Measuring these parameters can help, therefore, to better characterize the brain microstructure. The dMRI, on the other hand, explores the brownian motion of water molecules in the brain tissue, where the water molecules’ movement is constrained by natural barriers, such as cell membranes. Thus, the information on their displacement carried by the dMRI signal gives access to the underlying cytoarchitecture. Combination of these two modalities is, therefore, a promising way to probe the brain tissue microstructure. The main goal of the present thesis is to set up the methodology to study the microstructure of the white matter of the human brain in vivo. The first part includes the acquisition of a unique MRI database of 79 healthy subjects (the Archi/CONNECT), which includes anatomical high resolution data, relaxometry data, diffusion-weighted data at high spatio-angular resolution and functional data. This database has allowed us to build the first atlas of the anatomical connectivity of the healthy brain through the automatic segmentation of the major white matter bundles, providing an appropriate anatomical reference for the white matter to study individually the quantitative parameters along each fascicle, characterizing its microstructure organization. Emphasis was placed on the construction of the first atlas of the T1/T2 profiles along the major white matter pathways. The profiles of the T1 and T2 relaxation times were then correlated to the quantitative profiles computed from the diffusion MRI data (fractional anisotropy, radial and longitudinal diffusivities, apparent diffusion coefficient), in order to better understand their relations and to explain the observed variability along the fascicles and the interhemispheric asymmetries. The second part was focused on the brain tissue modeling at the cell scale to extract the quantitative parameters characterizing the geometry of the cellular membranes, such as the axonal diameter and the axonal density. A diffusion MRI sequence was developed on the 3 Teslas and 7 Teslas Siemens clinical systems of NeuroSpin which is able to apply any kind of gradient waveforms to fall within an approach where the gradient waveform results from an optimization under the hypothesis of a geometrical tissue model, hardware and time constraints induced by clinical applications. This sequence was applied in the study of fourteen healthy subjects in order to build the first quantitative atlas of the axonal diameter and the local axonal density at 7T. We also proposed a new geometrical model to model the axon, dividing the axonal compartment, usually modelled using a simple cylinder, into two compartments: one being near the membranes with low diffusivity and one farer from the membranes, less restricted and with higher diffusivity. We conducted a theoretical study showing that under clinical conditions, this new model allows, in part, to overcome the bias induced by the simple cylindrical model leading to a systematic overestimation of the smallest diameters. Finally, in the aim of going further in the physiopathology of the autism, we added to the current 3T imaging protocol the dMRI sequence developed in the framework of this thesis in order to map the axonal diameter and density. This study is ongoing and should validate shortly the contribution of these new quantitative measures of the microstructure in the comprehension of the atrophies of the corpus callosum, initially observed using less specific diffusion parameters such as the generalized fractional anisotropy. There will be other clinical applications in the future.
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Strategier för att hantera hinder vid utveckling av transnationella informationssystem / Strategies to handle obstacles in the development of transnational information systemsSangiri, Magomed January 2010 (has links)
Det här arbetet är en generell forskning om transnationella informationssystem. Det är viktigt att informationsflöden inom en organisation kan överföras utan något hinder. För att lyckas med det bör organisationer lägga en del av sina resurser på arbetet med IT lösningar. Informationsflöden som skrider över ett lands gränser bör särskilt beaktas. Multinationella företag bör tänka på att problematiken med byggandet av IS arkitekturen ökas kraftigt på en internationell nivå. Det finns ett antal olika informationssystemsstrategier som kan tillämpas vid byggandet av ett IS. De riktlinjer och regler som finns med i olika strategier kan delvis passa till TIS om det bara beaktas att TIS hanteras på en global nivå. Strategierna som beskrivs i detta arbete är följande: VBS, IRM, PAKS och SOA. Utifrån de olika strategier och empiriska undersökningen av dagens problematik med transnationella informationssystem bygger jag mina förslag på förbättring. Dessa förslag är mer generella och vidare forskning krävs. Problematiken bör studeras djupare för att varje år ökar antalet olika företag som kommer till globala marknaden och de behöver bättre förslag till hur deras TIS skall byggas.
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Etude du procédé de réalisation de micro-antennes souples implantables pour l’Imagerie médicale par Résonance Magnétique / Study on the fabrication process of soft implantable microcoils for medical Magnetic Resonance ImagingCouty, Magdalèna 07 December 2012 (has links)
L' Imagerie médicale par Résonance Magnétique (IRM) constitue un outil puissant pour le diagnostic et le suivi de pathologies dans le cadre des modèles développés sur petit animal en neurosciences. Cette application requiert une haute résolution spatiale et un Rapport Signal à Bruit(RSB) élevé, rendus possibles par l’utilisation d’un haut champ magnétique (7 T) et d’une antenne miniature à forte sensibilité, implantée à proximité de la zone d’intérêt. Le design monolithique de l’antenne, appelé Résonateur Multi-tours à Lignes de Transmission (RMLT), permet la miniaturisation en dessous du centimètre et sa réalisation par les technologies de microfabrication en salle blanche.Afin de réduire l’aspect invasif de l’implantation, l’antenne a été réalisée sur support souple :FEP Téflon® ou PDMS. Pour résoudre les problèmes d’adhérence liés à ces matériaux polymères, des traitements plasmas spécifiques ont été mis en œuvre pour le FEP Téflon® tandis qu’un procédé de transfert de motifs dédié au PDMS a été élaboré. Outre la fiabilité mécanique, l’épaisseur du revêtement PDMS assurant la bio compatibilité de l’antenne a été optimisée pour limiter le couplage diélectrique avec les tissus et ainsi conserver des caractéristiques électromagnétiques appropriées à l’IRM à 7 T lorsque l’antenne est implantée. L’ensemble de ces travaux a permis la réalisation des premières images du cerveau du rat acquises in vivo avec une micro-antenne souple implantée. Ces images ont démontré un RSB amélioré d’un facteur 5, comparées à celles acquises avec une antenne commerciale quadrature. D’autres applications et perspectives dans le domaine biomédical sont ouvertes par ces travaux comme des capteurs pour la détermination des propriétés diélectriques des tissus, et des microbobines et des capteurs de pression intégrés dans les canaux microfluidiques. / Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a powerful tool for the diagnosis and the monitoring of diseases in the frame of research models developed on small animal in neurosciences. This application requires a high spatial resolution and a high Signal to Noise Ratio (SNR) using a high magnetic field (7 T) and a highly sensitive miniaturized coil, implanted near the interest area. The coilmonolithic design, called Multi-turn Transmission Lines Resonator (MTLR), allows theminiaturization below the centimeter scale and the clean-room technology. To reduce the invasive aspect of implantation, the coil was fabricated on a flexible substrate: FEP Teflon® or PDMS. To overcome adhesion issues related to these polymers, specific plasma treatments were applied to FEPTeflon® while a transfer process dedicated to PDMS was developed. Besides mechanical reliability, the thickness of the PDMS coating ensuring the coil biocompatibility, was optimized to limit the dielectric coupling with tissues and thus to keep suitable electromagnetic characteristics for 7 T MRI when the coil is implanted. This work allowed the achievement of the first images of the rat brain acquired in vivo using an implanted soft coil. These images have shown a 5-fold enhanced SNRcompared with the ones acquired using a commercial quadrature coil. Other applications in the biomedical field are open by this work: sensors for the dielectric characterization of tissues, integrated microcoils and pressure sensors in microfluidic channels.
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Imagerie par résonance magnétique de l'ostéoarthrose métacarpo-phalangienne équine : évaluation des paramètres non-cartilagineuxOlive, Julien January 2008 (has links)
Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.
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Apports physiopathologiques de l’étude de la perfusion de la moëlle osseuse par IRM / Assessment of bone marrow perfusion with dynamic contrast enhancement MRIBudzik, Jean-François 06 May 2015 (has links)
Les propriétés microvasculaires de la moëlle osseuse (MO) sont mal connues chez l’être humain. L’IRM de perfusion en permet une évaluation quantitative non invasive. La hanche a été choisie, car elle est la cible de pathologies fréquentes et handicapantes, qu’il est nécessaire de diagnostiquer plus précocement telle la coxarthrose. Nous avons d’abord implémenté une séquence IRM volumique à voxels isotropiques, avec une couverture large et une résolution spatiale élevée. Celle-ci a ensuite permis l’étude d’une série de 60 patients âgés de 18 à 60 ans, sans antécédent de pathologie osseuse et présentant une MO d’aspect normal en IRM. Les paramètres de perfusion semi-quantitatifs et pharmacocinétiques ont été mesurés dans 15 régions d’intérêt chez chaque patient. Tous les paramètres de perfusion diffèrent entre les zones de MO rouge et de MO jaune. La perfusion est différente entre les MO acétabulaire (squelette axial) et fémorale intertrochantérienne (squelette appendiculaire). Plusieurs paramètres sont corrélés de manière négative à l’âge. Plusieurs paramètres sont différents entre les hommes et les femmes. La perfusion de la tête fémorale est hétérogène, probablement en raison de l’exposition aux contraintes mécaniques. Les paramètres Ktrans, Kep et TTP sont corrélés à l’indice de masse corporelle, ce qui suggère que l’obésité influence le métabolisme de la MO. Enfin, le tabagisme et l’hypercholestérolémie ont une incidence sur ces mêmes paramètres dans certaines zones. Ils pourraient donc être le reflet d’altérations de la microvascularisation osseuse. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives de recherche sur la physiologie et la pathologie de la MO. / Bone Marrow (BM) microvascular properties are insufficently known in humans. Dynamic-Contrast Enhanced (DCE) MRI allows its non-invasive quantitative assessment. We concentrated on the hip because this joint is frequently affected by debilitating pathologies such as osteoarthritis. Their early diagnosis is a current medical challenge. We implemented a 3D DCE-MRI sequence with isotropic voxels, high spatial resolution and a large coverage. It was used in a study of 60 patients aged 18 to 60, with no previous history of bone disease and with normal-appearing BM on MR images. Semi-quantitative and pharmacokinetic parameters were measured in 15 regions of interest in each patient. All the parameters were different between red and yellow BM. Perfusion was different between acetabular (axial skeleton) and femoral intertrochanteric (appendicular skeleton) BMs. Several parameters were negatively correlated with age. Perfusion was different in men and women. The femoral head perfusion was heterogeneous, likely because of mechanical load exposure. Ktrans, Kep and TTP were correlated with body mass index. This suggests that obesity influences BM metabolism. Smoking and hypercholesterolemia influenced these same parameters in several zones. We hypothesized that these parameters might reflect BM microvascular aletrations. Our results open new research perspectives both in the physiology and pathology of BM.
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Dictionary learning for pattern classification in medical imaging / Apprentissage de dictionnaires pour la reconnaissance de motifs en imagerie médicaleDeshpande, Hrishikesh 08 July 2016 (has links)
La plupart des signaux naturels peuvent être représentés par une combinaison linéaire de quelques atomes dans un dictionnaire. Ces représentations parcimonieuses et les méthodes d'apprentissage de dictionnaires (AD) ont suscité un vif intérêt au cours des dernières années. Bien que les méthodes d'AD classiques soient efficaces dans des applications telles que le débruitage d'images, plusieurs méthodes d'AD discriminatifs ont été proposées pour obtenir des dictionnaires mieux adaptés à la classification. Dans ce travail, nous avons montré que la taille des dictionnaires de chaque classe est un facteur crucial dans les applications de reconnaissance des formes lorsqu'il existe des différences de variabilité entre les classes, à la fois dans le cas des dictionnaires classiques et des dictionnaires discriminatifs. Nous avons validé la proposition d'utiliser différentes tailles de dictionnaires, dans une application de vision par ordinateur, la détection des lèvres dans des images de visages, ainsi que par une application médicale plus complexe, la classification des lésions de scléroses en plaques (SEP) dans des images IRM multimodales. Les dictionnaires spécifiques à chaque classe sont appris pour les lésions et les tissus cérébraux sains. La taille du dictionnaire pour chaque classe est adaptée en fonction de la complexité des données. L'algorithme est validé à l'aide de 52 séquences IRM multimodales de 13 patients atteints de SEP. / Most natural signals can be approximated by a linear combination of a few atoms in a dictionary. Such sparse representations of signals and dictionary learning (DL) methods have received a special attention over the past few years. While standard DL approaches are effective in applications such as image denoising or compression, several discriminative DL methods have been proposed to achieve better image classification. In this thesis, we have shown that the dictionary size for each class is an important factor in the pattern recognition applications where there exist variability difference between classes, in the case of both the standard and discriminative DL methods. We validated the proposition of using different dictionary size based on complexity of the class data in a computer vision application such as lips detection in face images, followed by more complex medical imaging application such as classification of multiple sclerosis (MS) lesions using MR images. The class specific dictionaries are learned for the lesions and individual healthy brain tissues, and the size of the dictionary for each class is adapted according to the complexity of the underlying data. The algorithm is validated using 52 multi-sequence MR images acquired from 13 MS patients.
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Modifications métaboliques lors de l'activation cérébrale : suivi par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du proton et du carbone 13 / Metabolic changes during brain activation : study by nuclear magnetic resonance spectroscopy of proton and carbon 13Blanc, Jordy 14 December 2018 (has links)
Le lactate est considéré comme un métabolite déchet depuis de très nombreuses années. Cependant, cette vision semble revisitée depuis quelques temps, avec l'apparition de la notion de glycolyse aérobie et de navettes lactate dans différents types cellulaires (muscle, cerveau et sperme). Concernant le cerveau, des études in vitro, ex vivo et in vivo réalisées ces 20 dernières années ont montré, d'une part, que les astrocytes produisent du lactate et d’autre part que le lactate pouvait être un substrat énergétique pour le système nerveux central (SNC), et plus particulièrement les neurones. Cette notion de navette lactate entre astrocyte et neurone a été proposée pour la première fois en 1994 par Pellerin et Magistretti (ANLS, pour astrocyte-neuron lactate shuttle). Malgré de nombreuses recherches depuis, l'existence d'un transfert net de lactate entre les astrocytes et les neurones n'a toujours pas pu être démontrée in vivo. Dans cet optique, la visualisation de la production de lactate in vivo dans le cerveau activé est essentielle. Le rôle des transporteurs au lactate, MCTs (Monocarboxylate Transporters), dans la détection de ce signal est également un point capital. L’objectif de cette thèse a été de développer la spectroscopie de RMN in vivo localisée dans le cortex somato-sensoriel du rat en condition d’activation cérébrale. Dans un premier temps, un travail de développement a été effectué afin de mettre au point le protocole de stimulation neuronale et d’obtenir un rapport signal sur bruit suffisant pour pouvoir quantifier de façon fiable le lactate. Une fois le protocole établi sur des rats contrôles, l’étude a été réalisée sur des rats modifiés génétiquement et réprimés pour le MCT, soit neuronal, soit astrocytaire. Le but était de déterminer si ce partenaire clef de l’ANLS avait une influence sur les fluctuations de lactate lors de l'activation cérébrale. En plus de la spectroscopie proton in vivo et de l’IRM fonctionnelle, des études de RMN du carbone-13 ont été réalisées ex vivo. Le résultat majeur de cette thèse montre qu’en l’absence du transporteur de lactate neuronal, non seulement on perd l’augmentation de lactate lors de la stimulation cérébrale mais on perd également le signal BOLD sur l’IRMf. Ce résultat suggère, et ce pour la première fois, que l’activité neuronale est fortement dépendante du transporteur au lactate. / Lactate has been considered as a waste metabolite for many years. However, this vision has been reconsidered recently, with the appearance of the notion of aerobic glycolysis and lactate shuttles in different cell types (muscle, brain, and sperm). Concerning the brain, in vitro, ex vivo and in vivo studies carried out over the last 20 years have shown, on the one hand, that astrocytes produce lactate and, on the other hand, that lactate can be an energetic substrate for the central nervous system (CNS), and more particularly neurons. This lactate shuttle between astrocyte and neuron was first proposed in 1994 by Pellerin and Magistretti (called ANLS, for astrocyte-neuron lactate shuttle). Despite many studies since then, the existence of a net transfer of lactate between astrocytes and neurons has still not been demonstrated in vivo. In this regard, visualization of lactate production in vivo in the activated brain is essential. The role of lactate transporters, MCTs (Monocarboxylate Transporters), in detecting this signal is also a key issue. The objective of this thesis was to develop in vivo NMR spectroscopy located in the somato-sensory cortex of rats under brain activation conditions. First, experiments were carried out to develop the neural stimulation protocol and to obtain a sufficient signal-to-noise ratio to be able to quantify lactate. Once the protocol was established on control rats, the study was performed on genetically modified rats and down-regulated for MCT, either neuronal or astrocytic. The aim was to determine whether this key partner of the ANLS has an influence on lactate fluctuations during brain activation. In addition to in vivo proton spectroscopy and functional MRI, carbon-13 NMR studies were performed ex vivo. The major result of this thesis shows that in the absence of the neuronal lactate transporter, not only is the increase in lactate lost during brain stimulation but the BOLD signal on the fMRI is also lost. This result suggests, for the first time, that neural activity is highly dependent on the lactate transporter.
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Etude de lésions du tronc cérébral à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique dans les syndromes parkinsoniens / Brain stem damage study in parkinsonian syndromes using magnetic resonance imagingPyatigorskaya, Nadya 08 December 2016 (has links)
Ces dernières années de nombreux marqueurs de l’atteinte nigrostriatale ont été élaborés et testés dans la maladie de Parkinson (MP). Ces marqueurs peuvent détecter et quantifier la neurodégénérescence dans la substance noire (SN) des patients ainsi que dans les formes précoces prémotrices de la maladie. Leur performance diagnostique reste mal connue de même que l’atteinte extra-nigrale.Dans ce travail nous avons étudié l’atteinte de la SN dans les formes précliniques et prémotrices de la MP. La charge en fer était augmentée chez des porteurs des mutations symptomatiques mais également chez des porteurs sains. De plus, nous avons observé une atteinte pré-motrice de la SN chez des sujets touchés par les troubles des comportements en sommeil paradoxal (TCSP) qui n’ont pas encore développé un syndrome parkinsonien. Chez ces sujets, l’atteinte de la SN a été le mieux mise en évidence par l’imagerie sensible à la neuromélanine et le tenseur de diffusion avec la fraction d’anisotropie, suggérant un intérêt dans la caractérisation prodromale de la MP. Ces mêmes marqueurs présentaient également la meilleure performance diagnostique dans la MP. Finalement, nous avons trouvé des anomalies bulbaires en tenseur de diffusion dans la MP, qui étaient corrélées aux symptômes dysautonomiques cardiaques et respiratoires, suggérant l’intérêt de ce marqueur pour étude de l’atteinte bulbaire. Ceci ouvre une possibilité d’étude bulbaire chez des sujets présymptomatiques car une atteinte bulbaire devrait apparaître avant les symptômes moteurs selon le modèle de Braak. Ces marqueurs sont peut-être la première étape vers un diagnostic présymptomatique de la MP dans la pratique clinique. / In recent years numerous biomarkers of nigro-striatal damage were proposed in Parkinson's disease (PD). These markers are able to detect and quantify neurodegenative changes in the substantia nigra (SN) of patients with PD as well as in subjects with premotor conditions. Their diagnostic performances to detect PD as well as the extent of extranigral pathology remain incompletely understood.In this work we observed the damage of the substantia nigra in preclinical and premotor forms of PD. Iron load was increased in both symptomatic and asymptomatic mutations carriers, suggesting the interest of the biomarker in PD related genetic mutations. In addition, we found a pre-clinical impairment of the SN in subjects affected by idiopathic sleep in REM behavioral disorders (iRBD) who have not yet converted to Parkinsonism. In these subjects, the SN damage was best demonstrated by neuromelanin-sensitive imaging and diffusion tensor imaging (DTI) with fractional anisotropy measure, suggesting an interest of these measures in the prodromal characterization of PD. These same markers had the best performance for PD diagnosis.Finally, we found medulla oblongata damage patients with PD using DTI. This damage was correlated with cardiac and respiratory autonomic symptoms, suggesting the importance of this biomarker in medulla oblongata damage exploration. It also opens a possibility of medulla oblongata study in presymptomatic subjects as medulla oblongata damage should appear before motor symptoms based on the Braak model.These biomarkers may be the first step towards a presymptomatic diagnosis of PD in clinical practice.
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Synthèses de cryptophanes hydrosolubles adaptés à l’encapsulation du xénon, et d’hémicryptophanes fonctionnalisés pour la complexation de lanthanides (III), en vue d’applications en imagerie médicale / Synthesis of hydrosoluble cryptophanes, designed to encapsulate xenon, and of hemicryptophanes functionnalized to complex lanthanide (III) ions, with the intention to apply them in medical imagingGodart, Estelle 21 July 2017 (has links)
Ce manuscrit détaille l’ensemble des travaux de recherches effectués au cours de mes trois années de thèse. Après un chapitre général portant sur les principes de la chimie supramoléculaire, et quelques unes de ces applications, nous nous sommes focalisés sur l’utilisation des propriétés de molécules cages (cryptophanes et hémicryptophanes) pour aller vers la conception de sondes en imagerie médicale. Nous évoquons successivement le cheminement vers la synthèse d’un hémicryptophane apte à complexer le Gadolinium(III), pour une utilisation en tant qu’agent de contraste en IRM du proton, puis à l’élaboration de cryptophanes hydrosolubles adaptés à la RMN et l’IRM du 129Xe. Cette thèse s’achève sur la synthèse d’un nouvel hémicryptophane fonctionnalisé pour former des complexes avec le Terbium(III) et l’Europium(III) dont les propriétés de fluorescence sont prometteuses. / This book details all the research work that has been done during three years of Ph-D. After a chapter dedicated to the general principles of supramolecular chemistry, and some of its applications, we focalise on the use of cage-shapes molecules (cryptophanes and hemicrypto-phanes) in order to build probes for biological imaging. We successively mention the way toward the synthesis of a hemicryptophane able to complex Gadolinium(III), to use it it as a proton-MRI contrast agent, then toward the elaboration of hydrosoluble cryptophanes adapted to 129Xe NMR and MRI. This PhD manuscript ends with the synthesis of a new hemicryptophane functionnalized to form complexes with Terbium(III) and Europium(III), whose fluorescence properties are promising.
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Les traumatismes infantiles dans la schizophrénie : apports de l'imagerie cérébrale / Brain impact of childhood trauma in schizophreniaCancel, Aïda 16 November 2018 (has links)
Les traumatismes infantiles (TI) sont un facteur de vulnérabilité majeur à la schizophrénie. Nous avons ici choisi d'étudier l’impact des TI sur le cerveau dans la schizophrénie.Dans notre première étude, en voxel-based morphometry (VBM) et portant sur 21 schizophrènes et 30 contrôles, la négligence émotionnelle était associée à une diminution du volume total de matière grise dans les deux groupes. Cette association était plus marquée chez les schizophrènes. Chez les patients, la négligence émotionnelle était prédictive de la densité de matière grise du cortex préfrontal dorso-latéral, elle-même prédictive de la sévérité de la désorganisation.Dans notre seconde étude, nous avons utilisé une tâche émotionnelle en IRMf pour explorer les liens entre TI et connectivité fonctionnelle PPI (psychophysiological interaction) de l’amygdale chez 21 schizophrènes et 25 contrôles. Au cours de la tâche, chez les patients, la sévérité des abus sexuels et négligences physiques été associée à une diminution de connectivité entre l’amygdale et la région du cortex cingulaire postérieur/précunéus.Enfin le résultat le plus répliqué de notre revue de la littérature (15 articles d'imagerie) est l’association forte entre TI et diminution du volume total de matière grise. Chez les schizophrènes les TI étaient associés à des diminutions de matière grise au niveau du cortex préfrontal, à des altérations de l’intégrité de la matière blanche et à des altérations de connectivité fonctionnelle.Ainsi nos résultats suggèrent que les TI, interagissant avec d'autres facteurs de vulnérabilité, pourraient modeler la psychopathologie schizophrénique via des effets cérébraux neurodéveloppementaux. / Childhood trauma (CT) is a major risk afctir for schizophrenia. The aim of this work was to question the possible impact of CT on the brain of schizophrenia patients.In our first study, using voxel-based morphometry (VBM) in 21 patients with schizophrenia and 30 controls, childhood emotional neglect was associated with decreased total grey matter volume in both groups, with a stronger association in the patients group. In schizophrenia, emotional neglect predicted grey matter decrease in dorsolateral prefrontal cortex, which in turn predicted the severity of disorganization.In our second study, we used an fMRI emotional task with PPI (psychophysiological interaction) in 21 schizophrenia patients and 25 controls. During the emotional task, in schizophrenia group, sexual abuse and physical neglect during childhood were associated with decreased connectivity between the amygdala and the precuneus/posterior cingulate region.Finaly, the most replicated result in our review is the strong association between CT and decreased total grey matter volume. In addition, CT in schizophrenia patients is related to decreased prefrontal cortex grey matter, widespread alterations of white matter integrity and alterations of functional connectivity in a network including the amygdala, the anterior cingular cortex, the precuneus/posterior cingulate region and the temporo-parietal junction.Our findings suggest that CT, in interaction with other factors, could shape the psychopathology of schizophrenia through developmental effects on the brain, with predominent alterations in the prefrontal cortex, or in stress-related circuits affecting self-consciousness and social cognition.
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