Parmi les récentes découvertes dans le monde des matériaux, les silices mésoporeuses ordonnées (SMO) ont suscité un intérêt considérable, notamment grâce à leurs perspectives d’application dans de nombreux domaines tels que le biomédical ou les technologies de séparation. Un tel engouement s’explique par la nature unique de leurs propriétés. En effet, les SMO possèdent en général de grandes surfaces spécifiques, de grands volumes poreux, des tailles de pores ajustables, des surfaces aisément modifiables, ainsi que des tailles et morphologies de particules adaptables. L’objectif principal de ce doctorat est donc d’utiliser au mieux ces propriétés pour synthétiser et caractériser de nouveaux systèmes ayant un potentiel d’application en imagerie par résonnance magnétique (IRM) et en relargage contrôlé de médicaments par voie orale. Les premières et secondes parties de ce travail (chapitres 4 et 5) portent sur l’étude des paramètres de synthèse des SMO de type SBA-15 et KIT-6 ainsi que sur leurs effets sur les propriétés poreuses obtenues après calcination. Les résultats présentés montrent toute l’importance de bien contrôler cette porosité afin de caractériser correctement les différentes structures et topologies poreuses accessibles. La troisième et la quatrième partie de cette thèse (chapitres 6 et 7) visent à concevoir et évaluer le potentiel de nouveaux agents de contraste (AC) positifs pour l’IRM basés sur des nanoparticules (Nps) de MCM-41 et MCM-48 fonctionnalisées avec des ions paramagnétiques tels que le gadolinium (Gd) ou le manganèse (Mn). Les résultats de ces études démontrent la supériorité des réseaux poreux 3-D comme supports pour l’insertion d’atomes paramagnétiques, utilisés pour bonifier le signal en IRM. Les Nps de MCM-48 dopées avec du Gd ou du Mn améliorent significativement la relaxivité des protons d’hydrogène dans l’eau tout en conservant un rapport r2/r1 proche de l’unité (1.5 – 2), confirmant leur performance en tant qu’AC positifs. Par ailleurs, l’utilisation de nombreuses techniques de caractérisation et de tests in vitro ont permis de délimiter clairement le potentiel effectif ainsi que les limitations de ces Nps pour des études de traçage cellulaire. La dernière partie de ce travail (chapitre 8) se concentre sur le greffage d’une protéine succinylée, la β-lactoglobuline, sur des Nps de MCM-48 fonctionnalisées afin de développer une nouvelle plateforme de relargage contrôlé de médicaments par voie orale. Les résultats obtenus avec ce système nano-conjugué et nutraceutique montrent un bon contrôle du relargage en fonction du pH ainsi qu’une bonne biocompatibilité et une excellente stabilité colloïdale dans un milieu physiologique. L’utilisation de cette protéine bon marché représente une alternative potentielle à l’utilisation des bio-polymères classiques. / Among recent discoveries in material science, ordered mesoporous silica (OMS) have been in the limelight and attracted considerable attention because of their prospects of application, especially in the biomedical field and separation technologies. Such growing interest is explained by their unique physico-chemical properties. Indeed, OMS usually exhibit high specific surface areas, high pore volumes, adjustable pore sizes, ease of surface functionalization and customizable particle size and shape. The main objective of this Ph.D. thesis is to use these properties in order to design and characterize novel systems with potential applications in magnetic resonance imaging (MRI) and/or oral drug delivery. The first and second parts of this project (chapters 4 and 5) deal with SBA-15 and KIT-6 materials and the effects of the different synthesis parameters on the porosity features of the structures, obtained after calcination. The results showed that it is of prime interest to thoroughly and accurately characterize the porosity of these silicas in order to correctly assess their porous topologies. Such knowledge could be of substantial importance for high-tech applications of OMS. The third and fourth part of this thesis (chapters 6 and 7) are aimed to design, characterize and evaluate the potential of novel positive contrast agents (CA) for MRI based on MCM-41 and MCM-48 nanoparticles (Nps) functionalized with paramagnetic ions such as gadolinium (Gd) or manganese (Mn). The results reported in these studies demonstrate the superiority of 3-D pore networks as a host for the insertion of paramagnetic atoms used to enhance the signal in MRI. Also Gd and Mn loaded MCM-48 Nps provide a significant increase in 1H proton longitudinal relaxivity while maintaining low r2/r1 ratio (1.5 – 2) in water. Furthermore, various modern techniques and in vitro tests were used to clearly delineate the true potential and limitations of these inorganic contrast agents for cellular and in vivo tracking studies. The last part of this work (chapter 8) is focused on the binding of a succinylated protein, the β-lactoglobulin, onto functionalized MCM-48 Nps for the development of a new oral drug delivery platform. This nutraceutical nano-conjugate system reveals promising features such as high biocompatibility, efficient pH-responsive properties for both hydrophilic and hydrophobic drugs/dyes and excellent colloidal stability. The use of this low-cost protein could represent an alternative over classical biopolymers.

Introduction Le trouble lié aux substances est une condition neuropsychiatrique complexe particulièrement difficile à traiter avec les méthodes thérapeutiques actuelles et les rechutes sont fréquentes. Le craving, cette envie de consommer la substance, est un facteur critique dans la rechute. Les techniques de stimulation cérébrale non-invasive telles que la stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) et la stimulation magnétique transcrânienne répétée (rTMS) ont démontré des résultats intéressants dans plusieurs conditions psychiatriques, dont dans la réduction du craving chez les patients souffrant de troubles liés aux substances. Cela dit, les mécanismes d’action de ces techniques demeurent mal définis. Objectifs L’objectif de cette thèse est de déterminer les mécanismes d’action de la tDCS et rTMS, et de les mettre en perspective dans le trouble lié aux substances. Méthodes Nous avons effectué 3 études combinant la tDCS ou rTMS avec l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Nous avons combiné la stimulation cérébrale avec la spectroscopie par résonance magnétique (MRS), qui permet de quantifier la concentration de métabolites cérébraux, et l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui permet de mesurer la connectivité fonctionnelle entre structures cérébrales. Résultats La première étude a combiné l’administration de la tDCS au cortex préfrontal et la MRS. Les résultats démontrent que la tDCS permet l’élévation de n-acétylaspartate (NAA) et glutamine+glutamate (Glx) dans le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) et le striatum. Ceci suggère que la tDCS a un effet excitateur rapide sur le DLPFC et facilite la transmission corticostriatale. La deuxième étude a combiné la tDCS avec l’IRMf, dans un devis expérimental calqué sur celui de l’étude 1. Les résultats indiquent que la tDCS administrée au DLPFC augmente la connectivité fonctionnelle entre le DLPFC et le striatum, ce qui suggère une augmentation de l’activité des voies corticostriatales. La troisième étude est une étude de cas clinique où nous avons administré la rTMS à un patient du trouble lié aux substances et obtenu des mesures en MRS avant puis après la rTMS. Les résultats cliniques démontrent une diminution du craving et des symptômes anxieux chez le patient. Les résultats neurophysiologiques démontrent que la rTMS a permis l’élévation de NAA et Glx dans le DLPFC, striatum et le cortex cingulaire. Ces résultats suggèrent que la rTMS a un effet excitateur sur le DLPFC et ses structures sous-jacentes, ce qui pourrait expliquer la diminution de symptômes. Conclusion Les résultats démontrent que la tDCS et la rTMS administrés au DLPFC ont des effets excitateurs locaux, sur le DLPFC, et distaux, suivant les voies corticostriatales. Ces résultats suggèrent que ces techniques peuvent moduler l’activité des voies glutamatergiques préfrontales. Ceci pourrait participer à diminuer le craving chez les patients de dépendances aux substances et suggère que la stimulation cérébrale non-invasive est une technique alternative à explorer dans cette perspective. / Introduction Substance use disorders (SUD) is a complex neuropsychiatric disorder that is particularly difficult to treat with conventional treatment methods and relapse is frequent. Cravings are a critical factor in relapse and constitute an important target for abstinence. Noninvasive brain stimulation techniques such as transcranial direct current stimulation (tDCS) and repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) have demonstrated interesting clinical potential in a wide range of neuropsychiatric disorders, including the decrease of craving in patients of SUD, when administrated to the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). However, neurophysiological mechanisms of action of tDCS and rTMS remain largely unknown. Objectives The objective of the thesis is to characterize some of these mechanisms of action and put them in perspective of its potential therapeutic effect in SUD. Methods To investigate this, we conducted 3 studies combining tDCS or rTMS and magnetic resonance imaging (MRI) techniques in healthy individuals and SUD patients. We combined brain stimulation with agnetic resonance spectroscopy (MRS), which allows to measure levels of brain metabolites within a voxel of interest, and functional MRI (fMRI), which allows to measure functional connectivity levels between cerebral structures. Results The first study combined prefrontal tDCS and MRS in healthy subjects. Results show that tDCS elevated brain metabolites n-acetylaspartate (NAA) and glutamine+glutamate (Glx) in the DLPFC and striatum. This suggests that tDCS has fast excitatory effects over the DLPFC and facilitates corticostriatal transmission. The second study replicated the same design as the first one, with tDCS combined with fMRI. Results show that tDCS elevated functional connectivity of the DLPFC with the striatal region, suggesting a fast excitatory effect of the corticostriatal pathways. The final study is a case report in which we administrated rTMS to the prefrontal cortex of a SUD patient. We gathered MRS measurements before and after the rTMS regimen. Clinical results show that rTMS decreased cravings for substances and anxiety symptoms. Neurophysiological results show that rTMS elevated levels of NAA and Glx in the DLPFC, striatum and cingulate cortex. These results suggest that rTMS has an excitatory effect over the DLPFC and its downstream targets, which may explain reduction of symptoms of SUD and anxiety. Conclusion Taken together, these findings suggest that tDCS and rTMS of the DLPFC have excitatory effects on the stimulation target and downstream structures. This suggests that tDCS and rTMS can modulate activity within prefrontal glutamatergic pathways. Such effects may explain reduction of craving in patients of SUD and support the idea that noninvasive brain stimulation has therapeutic potential in this condition.

Les recherches sur le cerveau portent fréquemment sur ses réseaux fonctionnels internes. Cela implique l'évaluation de la connectivité fonctionnelle (CF), qui est la corrélation statistique entre les activités neuronales dans diverses régions cérébrales. L'une des techniques les plus utilisées pour mesurer la connectivité fonctionnelle est l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Cette technique repose sur le principe qu'une activité neuronale accrue dans une région cérébrale spécifique entraîne généralement une augmentation du flux sanguin cérébral dans la même région. Cette augmentation du flux sanguin cause l'élévation des niveaux d'oxygène relatifs du cerveau, ce sont ces changements qui sont mesurés par l'IRMf. Cependant, il est connu que la relation entre l'activité neuronale locale et les changements subséquents dans le flux sanguin cérébral est complexe. Une meilleure compréhension de cette relation pourrait influencer l'interprétation des données de connectivité fonctionnelle issues de l'IRMf. Dans ce travail, la relation entre la connectivité fonctionnelle mesurée par IRMf de repos et la variabilité dans la structure vasculaire régionale du cerveau est étudiée. Cela est effectué en utilisant des données publiques disponibles sur la structure vasculaire entière du cerveau de la souris. La variabilité de la structure vasculaire cérébrale est évaluée à l'aide d'une métrique appelée similarité vasculaire. Ensuite, la relation entre la variabilité de la structure vasculaire et la CF est quantifiée en utilisant des modèles de régression linéaire multiple de la connectivité fonctionnelle. Ces modèles incorporent la similarité vasculaire aux côtés de prédicteurs de la CF couramment utilisés issus de la connectivité structurelle et de la topologie spatiale. Ces modèles révèlent que la variabilité de la microstructure vasculaire explique une quantité significative de la variance de la CF mesurée par IRMf de repos, et ce, autant dans des ensembles de données de connectivité fonctionnelle femelle que mâle. / The study of the brain frequently focuses on its intrinsic functional networks. This involves evaluating the functional connectivity (FC), which is the statistical correlation between neuronal activities in various brain regions. One of the most widely used techniques to measure functional connectivity is functional magnetic resonance imaging (fMRI). This technique relies on the principle that increased neuronal activity in a specific brain region typically leads to a rise in cerebral blood flow in the same region. Subsequently, this increased blood flow elevates the relative oxygen levels in the brain's blood, which is detected by the fMRI. However, it is known that the relationship between the local neuronal activity and subsequent changes in cerebral blood flow is complex. A better comprehension of this relationship could influence the interpretation of functional connectivity data arising from fMRI. In this study, the relation of resting-state fMRI functional connectivity and the variability in regional brain vasculature is investigated. This is done by using publicly available whole-brain vasculature data of the mouse brain. The variability of the brain vasculature is assessed using a metric called vascular similarity. Then the relationship between the variability of the brain vasculature and the FC is quantified using multiple linear regression models of functional connectivity. These models incorporate vascular similarity alongside commonly used metrics of FC derived from structural connectivity and spatial topology. These models reveal that microvascular structure variability explains a significant amount of variance in the FC measured by resting-state fMRI in both female and male FC datasets.

L'IRM joue un rôle important dans l'évaluation de l'AVC ischémique et la détermination des stratégies de traitement. L'IRM de diffusion et l’IRM de perfusion sont deux séquences essentielles dans l'évaluation de l'AVC ischémique. L'objectif principal de ce travail était d'explorer le rôle prédictif de l'IRM dans l'AVC ischémique, y compris le rôle des paramètres dérivés de l'IRM dans la prédiction de la viabilité des tissus ; la relation entre le volume lésionnel ischémique pré-traitement et le résultat fonctionnel ainsi que l'efficacité de la thrombectomie mécanique ; l'impact de la localisation ischémique pré-traitement sur le résultat fonctionnel après une thrombectomie mécanique. Nos résultats ont montré que le coefficient de diffusion apparent et le débit sanguin cérébral relatif étaient des candidats potentiels pour prédire la viabilité des tissus ; le volume lésionnel de prétraitement était un prédicteur indépendant pour le résultat fonctionnel ; le bénéfice clinique de l'adjonction de la thrombectomie mécanique à la thrombolyse diminuait avec l'augmentation du volume lésionnel; les patients ayant un gros volume lésionnel peuvent encore bénéficier du traitement ; la localisation ischémique a fourni également des informations pronostics importantes pour le résultat fonctionnel. Les résultats globaux de la thèse ont permis de mieux comprendre le rôle de l'IRM dans l'évaluation de l'AVC ischémique aigu, en particulier chez les patients traités par thrombectomie mécanique. Notre travail a fourni une nouvelle perspective dans l'application clinique de l'IRM et a permis de suggérer de futures recherches sur l'imagerie cérébrale ischémique / MRI plays an important role in evaluating ischemic stroke and determining the treatment strategies. Diffusion weighted imaging and perfusion weighted imaging are two essential sequences in ischemic stroke assessment. The principal objective of this work was to study the predictive role of MRI in ischemic stroke, including the role of MRI-derived parameters in tissue viability prediction; the relationship of the ischemic lesional volume and the functional outcome and mechanical thrombectomy efficacy; and the impact of the pretreatment ischemic location on functional outcome after mechanical thrombectomy. Our results suggested that apparent diffusion coefficient and relative cerebral blood flow were potential candidates to predict tissue viability; pretreatment lesional volume was an independent predictor for functional outcome; the clinical benefit of adding mechanical thrombectomy to thrombolysis decreased with the increase of lesional volume; however, patients with large lesional volume could still benefit from reperfusion treatment; the pretreatment ischemic location provided important prognostic information for functional outcome. The overall results of the thesis provided a better understanding of the role of MRI in acute ischemic stroke assessment, especially in patients treated with mechanical thrombectomy. Our work provided new perspective in clinical application of MRI and suggested future research of ischemic stroke imaging

Le début des années 2000 a vu la cartographie du génome humain se réaliser après 13 ans de recherche. Le défi du prochain siècle réside dans la construction du connectome humain, qui consiste à cartographier les connexions du cerveau en utilisant l’imagerie par résonance magnétique (IRM) de diffusion. Cette technique permet en effet d’étudier la matière blanche du cerveau de façon complètement non invasive. Bien que le défi soit monumental, la résolution d’une image d’IRM se situe à l’échelle macroscopique et est environ 1000 fois inférieure à la taille des axones qu’il faut cartographier. Pour aider à pallier à ce problème, ce mémoire propose une nouvelle technique de débruitage spécialement conçue pour l’imagerie de diffusion. L’algorithme Non Local Spatial and Angular Matching (NLSAM) se base sur les principes du block matching et du dictionary learning pour exploiter la redondance des données d’IRM de diffusion. Un seuillage sur les voisins angulaire est aussi réalisé à l’aide du sparse coding, où l’erreur de reconstruction en norme l2 est bornée par la variance locale du bruit. L’algorithme est aussi conçu pour gérer le biais du bruit Ricien et Chi non centré puisque les images d’IRM contiennent du bruit non Gaussien. Ceci permet ainsi d’acquérir des données d’IRM de diffusion à une plus grande résolution spatiale que présentement disponible en milieu clinique. Ce travail ouvre donc la voie à un meilleur type d’acquisition, ce qui pourrait contribuer à révéler de nouveaux détails anatomiques non discernables à la résolution spatiale présentement utilisée par la communauté d’IRM de diffusion. Ceci pourrait aussi éventuellement contribuer à identifier de nouveaux biomarqueurs permettant de comprendre les maladies dégénératives telles que la sclérose en plaques, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.

Une personne sur trois sera diagnostiquée d'un cancer au cours de sa vie. Malgré les progrès importants dans le développement de traitements anti-cancéreux, de nombreux défis restent à relever pour les scientifiques. Certains des cancers les plus fréquents (sein, prostate, poumon) produisent souvent des métastases osseuses lorsqu'ils atteignent un stade avancé. En plus d'être associées à un pronostic pauvre, ces métastases provoquent chez les patients des douleurs qui figurent parmi les plus difficiles à traiter. Notre étude visait à développer un modèle animal qui serait le plus représentatif possible de la réalité clinique et ce, afin d'évaluer le potentiel de nouveaux traitements anti-douleurs. Nous avons donc mis au point un modèle d'injection de cellules mammaires syngéniques dans le fémur du rat. La tumeur s’est développée sur une période de 3 semaines et sa progression a été suivie à l'aide d’une évaluation comportementale et de différentes techniques d’imagerie (pCT, IRM et TEP). Nous avons pu détecter l'apparition de douleur à l'aide de plusieurs tests comportementaux à partir du jour 14 après l'implantation des cellules tumorales. L'imagerie par résonance magnétique nous a cependant permis de détecter l'apparition d'une tumeur dans la moelle osseuse à partir du jour 8 et la tomodensitométrie a permis de suivre la progression de la dégradation osseuse à partir de ce stade précoce. L’utilisation de divers traceurs de l'activité métabolique tumorale et osseuse en TEP a également permis d'analyser les effets du développement de la tumeur sur l’environnement osseux. Le volume de la tumeur et l'état de dégradation de l'os extraits de la prise d'image ont été corrélés aux niveaux de douleur mesurés chez les animaux. La mise en place de ces outils ouvre la voie à une évaluation améliorée du potentiel de traitements analgésiques ou anticancéreux dans ce modèle. Nous avons donc amorcé une étude portant sur la neurotensine et ses récepteurs NTS1 et NTS2. Nous avons pu observer que l’injection intrathécale de plusieurs analogues de la neurotensine a un bon potentiel analgésique dans notre modèle. Ces analogues et d'autres qui seront testés dans l'avenir pourraient représenter une avenue intéressante pouvant servir de complément aux thérapies actuelles. [symboles non conformes]

Ce mémoire est divisé en quatre chapitres. D’abord, une introduction initie le lecteur au domaine des neurosciences. Ensuite, le chapitre 1 décrit les étapes de la dissection virtuelle par tractographie, à partir du phénomène physique de la diffusion jusqu’aux mesures statistiques des structures de la matière blanche. Le chapitre 2 présentera une nouvelle méthode d’assurance qualité, basée sur l’analyse volumique des faisceaux de la matière blanche, la contribution principale de ce mémoire. Finalement, la conclusion contient une discussion des problématiques non résolues ainsi que des perspectives d’avenir pour la tractographie.

Les hypersignaux de la substance blanche (HSB), visualisables par IRM, ont été identifiés comme des facteurs intermédiaires potentiels entre le risque vasculaire et la survenue de troubles cognitifs. Cependant, la relation entre les HSB et la cognition n'est pas encore clairement comprise. L'objectif de ce travail était d'identifier des facteurs susceptibles de moduler les effets des HSB sur la cognition afin de comprendre pourquoi, pour une charge identique en hypersignaux, certains sujets développent des troubles cognitifs quand d'autres ne manifestent aucun symptôme. Six cent soixante sujets sains issus de la population générale et âgés de 65 à 80 ans (Etude ESPRIT) ont été suivis sur une période de 10 ans après avoir passé une IRM cérébrale à l'inclusion. Dans cet échantillon, nous avons montré que l'association entre HSB et troubles cognitifs s'amenuisait avec l'âge, s'observait seulement chez les individus peu éduqués, et chez les sujets avec un profil spécifique de distribution spatiale des HSB, défini par un volume total élevé et une concentration des HSB dans le lobe temporal. Ces résultats suggèrent qu'il existe une population particulière (plus jeune, moins éduquée et avec une répartition des HSB spécifique) chez qui les effets des HSB sur la cognition semblent plus marqués et / ou sont plus facilement détectables. Dans les futures études utilisant les HSB comme marqueur du risque vasculaire dans la cognition, il pourrait être pertinent de cibler plus spécifiquement ce type de population. / Cerebral white matter hyperintensities (WMH), detected in vivo with MRI, are commonly used to assess cerebrovascular burden in cognitive impairment. However, the association between WMH and cognition is not consistent the across literature. In our longitudinal population-based study of 660 subjects aged 65 years and over with a brain MRI at baseline (ESPRIT Study), we aimed to identify factors that may modulate the effects of WMH on cognition. During the 10-year follow-up period, we observed that the association between WMH and cognitive impairment became weaker with advancing age, was only observed when the relationship was examined in low-educated individuals, and in patients with a specific spatial distribution of WMH, defined by a severe total WMH load with a high proportion of hyperintensities in the temporal lobe. These results suggest that there is a particular population (younger, less educated and with a specific distribution of WMH) in which the effects of WMH are more severe and/ or more easily detectable. In future studies using WMH as a marker of vascular burden in cognition, this particular population should be specifically considered.

Le ventricule droit (VD) fut longtemps oublié par les cardiologues mais l'expérience a montré qu'il conditionne le pronostic des patients dans de nombreuses situations cliniques et que l'évaluation de sa fonction est un élément diagnostique majeur lorsqu'une pathologie du VD est suspectée. Après une revue des différentes méthodes d'évaluation de la fonction ventriculaire droite, cette thèse explore tout d'abord les limites des deux méthodes d'évaluation du VD les plus répandues (IRM et échographie) : Premièrement, les indices de contraction longitudinale en échographie ne permettent pas de dépister correctement les altérations de la fraction d'éjection dans la situation d'une surcharge volumétrique notamment. Deuxièmement, l'IRM en coupes petit-axe présente des difficultés importantes de délinéation de l'endocarde. Les principaux écarts de contours entre deux observateurs concernent l'infundibulum pour 40% et la valve tricuspide pour 40% également. Dans une troisième partie, nous proposons un indice géométrique simple à calculer lors d'un examen IRM et permettant de pré-sélectionner les patients nécessitant une étude précise du VD. Cet indice validé sur 340 patients réduit le temps opérateur de 35% sans entrainer d'erreur diagnostique. La dernière partie de cette thèse s'intéresse à la mesure de la vitesse tissulaire du myocarde et aux indices fonctionnels qui en dérivent. Cette mesure nécessite une haute résolution temporelle qui peut être atteinte en IRM en respiration libre au prix d'une augmentation de la durée d'acquisition / The right ventricle (RV) has been neglected for a long time by cardiologists. Only recently, it has been pointed out as yielding pronostic or diagnostic value in numerous clinical situations. This thesis, after a review of the different methods used to assess the right ventricular function, stresses the limitations of the two most used methods to assess RV function: 1) Long-axis contraction indices fail to predict ejection fraction in a volumetric overload situation. 2) Short-axis MRI relies upon a rather difficult manual contouring of the endocardium. The main variation in this contouring occurs in the infundibulum (40%) and in the basal part around the tricuspid valve (40%). Then, we propose a novel geometric indice, easy to compute during a MRI examination and aimed to select the patients needing an accurate RV study. This index was validated within 340 patients and reduced the operator time of 35% without inducing any diagnostic error. The last part of this thesis concerns tissue phase-mapping. High temporal resolution is the key point for the accuracy of myocardial velocities and can be achieved by a simple averaging during free-breathing at the expense of longer acquisitions

L’utilisation d’antennes miniatures à haute sensibilité basées sur le principe des lignes de transmission a permis, lors de l’étude de pathologies chez l’Homme ou le petit animal , une amélioration significative de la qualité des images obtenues en micro Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Les performances élevées de ces antennes et leurs dimensions réduites entrainent cependant des difficultés critiques pour traiter et conditionner le signal de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) détecté. Plus particulièrement, le réajustement de la fréquence de résonance de l’antenne de détection, au cours d’une expérience d’IRM, ne peut être réalisé à l’aide de composants rapportés, comme c’est le cas avec les antennes d’IRM conventionnelles, ceci afin de ne pas dégrader leurs performances.Notre étude a consisté à développer deux techniques d’accord originales et dédiées aux antennes miniatures à lignes de transmission. Ces techniques sont basées sur le déplacement micrométrique d’un élément d’accord à proximité de l’antenne entrainant une variation de l’environnement électromagnétique de celle-ci, et donc de la fréquence de résonance, par couplage (diélectrique ou inductif). L’ensemble des résultats obtenus (par des caractérisations expérimentales, des simulations numériques et des modélisations analytiques) a servi de base à la conception et la réalisation d’un dispositif de micro-déplacement chargé d’assurer le réglage fin de la fréquence de résonance à travers le déplacement de l’élément d’accord.La mise en œuvre d’une antenne accordée à l’aide du dispositif a été réalisée au sein d’un imageur à 4,7 T. Des images de démonstration sur fantôme ont été obtenues et validées, montrant ainsi la pertinence d’un tel dispositif et la faisabilité de systèmes résonants auto-accordés dédiés à l’IRM haute sensibilité. / The use of miniature transmission lines coils, in the study of diseases in humans or small animals, has allowed for significant improvements in Micro Magnetic Resonance Imaging (MRI). The high sensitivity of such coils combined with their small size, however, leads to critical problems in treating and conditioning the detected Nuclear Magnetic Resonance (NMR) signal. In particular, the adjustment of the resonant frequency of these detection coils, during a MRI experiment, cannot be achieved using reported components, as is the case of conventional MRI coils, in order not to degrade their performances.We have developed two original tuning techniques for such coils. These techniques are based on the micrometric displacement of a tuning element near the coil surface, which modifies the electromagnetic environment of the coil by coupling, resulting in a change of the resonant frequency. The obtained results have enabled the design and construction of a micro-displacement device responsible for the fine tuning of the coil, through the displacement of a tuning element.The tuned coil and micro-device have been implemented in a 4.7 T MRI. Sample images were obtained and validated, showing the relevance and feasibility of using an auto-tuning resonant system, dedicated to high sensitivity MRI.