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 'a 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.

L'aorte conduit le sang oxygéné aux organes et amortit l'onde pulsatile cardiaque. Au cours du vieillissement, elle est exposée à des altérations hémodynamiques et à une rigidité augmentée, elle-même associée à la mortalité.L'objectif de ma thèse est de proposer, à partir de l'IRM et des simulations, des indices non-invasifs de l'hémodynamique aortique locale, qui soient simples, rapides et complémentaires aux indices IRM de géométrie et de fonction aortiques établis.Un premier volet est consacré au développement et la personnalisation d'un modèle 1D de l'aorte descendante, validé qualitativement et quantitativement avec des données IRM sur 7 sujets, afin d'extraire des paramètres de pression, vitesse et surface.Un second volet, dédié aux données IRM, est centré sur :la comparaison de 7 méthodes d'évaluation de la pulsatilité aortique et leur validation avec la référence sur 70 sujets sainsla quantification du flux réverse aortique et l'étude de sa variation avec l'âge, ainsi que l'identification de ses déterminants sur 96 sujets sainsl'estimation automatique d'indices hémodynamiques de la sténose valvulaire aortique (SVA) et leur comparaison à l'échocardiographie Doppler sur 53 patients avec une SVA et 21 contrôles.Ainsi, le modèle aortique pourrait aider à identifier les déterminants des altérations aortiques et à consolider les observations in vivo. Par ailleurs, les outils mis au point pour l'analyse reproductible des données d'IRM fournissent des indices caractéristiques du vieillissement, qui pourraient être étudiés vis-à-vis des organes cibles (coeur, cerveau, rein, etc.) dans les pathologies cardiovasculaires (hypertension artérielle, drépanocytose).

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le neurofeedback (NF) est une technique consistant à renvoyer à un individu des informations sur son activité cérébrale en temps réel, lui permettant ainsi d'apprendre à mieux en contrôler certains aspects pour la réorganiser de manière durable. Des effets spécifiques sur les fonctions émotionnelles, cognitives ou comportementales du sujet sont supposés accompagner l'entraînement par NF, ce qui fait du NF une technique prometteuse pour la rééducation du cerveau de patients souffrant de troubles neurologiques ou psychiatriques et pour l'optimisation de la performance chez les sujets sains. Le NF a été étudié comme outil de rééducation cérébrale dans un grand nombre de troubles neurologiques et psychiatriques. Pourtant, son déploiement au sein de l'arsenal thérapeutique est restreint par le manque de preuves concluantes sur sa réelle efficacité. Les limitations inhérentes aux modalités de mesures de l'activité cérébrale pourraient être une des raisons à l'origine de cette efficacité débattue. En effet, la plupart des approches de NF reposent sur l'exploitation d'un seul type de modalité, l'EEG et l'IRMf étant les plus répandues. Alors que l'EEG est peu coûteux et bénéficie d'une haute résolution temporelle (milliseconde), sa résolution spatiale (quelques centimètres) est limitée par la conduction volumique de la tête et le nombre d'électrodes employées. De plus, la localisation de sources à partir de l'EEG est imprécise du fait qu'elle constitue un problème inverse mal posé. De manière complémentaire, l'IRMf rend possible l'auto-régulation de régions cérébrales spécifiques avec une haute résolution spatiale (millimètres) mais pâtit d'une faible résolution temporelle (seconde). La combinaison de l'EEG et de l'IRMf s'est révélée fructueuse dans l'étude des fonctions cérébrales chez l'homme, pourtant elle a rarement été exploitée pour des applications de NF. Dans le cadre du NF, elle permet d'évaluer et de valider différents paradigmes de manière transmodale. Mais surtout, elle ouvre un champ de possibilités pour le développement de nouvelles approches de NF qui mélangeraient les deux modalités, soit à l'étape de calibration soit pour produire un signal de NF bimodal. La combinaison de l'EEG et de l'IRMf pose de nombreux défis relatifs à la physiologie, au design expérimental, à la qualité des données, ainsi qu'à leur analyse/intégration et leur interprétation. Ces défis sont d'autant plus grands si l'EEG et l'IRMf sont destinés à être utilisés simultanément pour le calcul du signal de NF, du fait de la contrainte de temps-réel et de la difficulté de définir des tâches expérimentales compatibles avec les natures divergentes de l'EEG et de l'IRMf. La partie théorique de cette thèse vise à identifier les aspects méthodologiques qui diffèrent entre le NF-EEG et le NF-IRMf ainsi qu'à examiner les motivations et les stratégies pour combiner l'EEG et l'IRMf dans le cadre du NF. Parmi ces différentes stratégies de combinaison, nous avons choisi de nous focaliser sur le NF-EEG-IRMf bimodal car il apparaît comme une approche prometteuse et n'a quasiment pas été étudié. La faisabilité de cette approche a récemment été démontrée, faisant ainsi place à un tout nouveau champ d'investigation. Cette thèse vise à répondre aux questions suivantes : quelle est la valeur ajoutée du NF bimodal par rapport au NF unimodal ; existe-t-il des mécanismes spécifiques engagés lorsqu'un individu apprend à contrôler deux signaux de NF ; comment intégrer l'EEG et l'IRMf pour produire un seul feedback ? La partie expérimentale de cette thèse se focalise donc sur le développement et l'évaluation de méthodes de NF-EEG-IRMf. Afin de conduire des expériences de NF bimodal, nous commençons par mettre en place une plateforme EEG-IRMf temps-réel. Ensuite, dans une première étude, nous comparons les effets du NF-EEG-IRMF, du NF-EEG et du NF-IRMf. Enfin, dans une seconde étude nous proposons et évaluons deux types de feedbacks intégrés pour le NF-EEG-IRMf. / NF is the process of feeding back real-time information to an individual about his/her ongoing brain activity, so that he/she can train to self-regulate neural substrates of specific behavioral functions. NF has been extensively studied for brain rehabilitation of patients with psychiatric and neurological disorders. However its effective deployment in the clinical armamentarium is being held back by the lack of evidence about its efficacy. One of the possible reason for the debated efficacy of current approaches could be the inherent limitations of single imaging modalities. Indeed, most NF approaches rely on the use of a single modality, EEG and fMRI being the two most widely used. While EEG is inexpensive and benefits from a high temporal resolution (millisecond), its spatial resolution (centimeters) is limited by volume conduction of the head and the number of electrodes. Also source localization from EEG is inaccurate because of the ill-posed inverse problem. In a complementary way, fMRI gives access to the self-regulation of specific brain regions at high spatial resolution (millimeter) but has low temporal resolution (second). Combined EEG-fMRI has proven much valuable for the study of human brain function, however it has rarely been exploited for NF purpose. In the context of NF, combining EEG and fMRI enables cross-modal paradigm evaluation and validation. But more interestingly it opens up avenues for the development of new NF approaches that would mix both modalities, either at the calibration phase or to provide a bimodal NF signal. Combined EEG-fMRI poses numerous challenges with regard to basic physiology, study design, data quality, analysis/integration and interpretation. These challenges are even greater if EEG and fMRI are both to be used simultaneously for online NF computation, because of the real-time constraint and the difficulty to find a task design compatible with EEG and fMRI' diverging natures. The theoretical part of this PhD dissertation aims at identifying methodological aspects that differ between EEG-NF and fMRI-NF and at examining the motivations and strategies for combining EEG and fMRI for NF purpose. Among these combination strategies, we choose to focus on bimodal EEG-fMRI-NF as it seems to be one of the most promising approach and is mostly unexplored. The feasibility of this approach was recently demonstrated and opened an entire new field of investigation. First and foremost, we would like to address the following questions: what is the added value of bimodal NF over unimodal NF; are there any specific mechanisms involved when learning to control two NF signals simultaneously; how to integrate EEG and fMRI to derive a single feedback ? The experimental part of this PhD dissertation therefore focuses on the development and evaluation of methods for bimodal EEG-fMRI-NF. In order to conduct bimodal NF experiments, we start by building up a real-time EEG-fMRI platform. Then in a first study, we compare for the first time bimodal EEG-fMRI-NF with unimodal EEG-NF and fMRI-NF. Eventually, in a second study, we introduce and evaluate two integrated feedback strategies for EEG-fMRI-NF.

Comment le cerveau humain parvient-il à conceptualiser des idées abstraites ? Quelle est en particulier l’origine de l’activité mathématique lorsqu'elle est associée à un haut niveau d’abstraction ? La question de savoir si la pensée mathématique peut exister sans langage intéresse depuis longtemps les philosophes, les mathématiciens et les enseignants. Elle commence aujourd’hui à être abordée par les neurosciences cognitives. Alors que les études précédentes se sont principalement focalisées sur l’arithmétique élémentaire, mon travail de thèse privilégie l’étude de la manipulation d’idées mathématiques plus avancées et des processus cérébraux impliqués dans leur apprentissage. Les travaux présentés dans cette thèse révèlent que : (1) la réflexion sur des concepts mathématiques de haut niveau appris depuis de nombreuses années n’implique pas les aires du langage ; (2) l’activité mathématique, quels qu’en soient la difficulté et le domaine, implique systématiquement des régions classiquement associées à la manipulation des nombres et de l’espace, y compris chez des personnes non-voyantes; (3) l’apprentissage non-verbal de règles géométriques repose sur un langage de la pensée indépendant du langage parlé naturel. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles questions en neurosciences. Par exemple, l’apprentissage de concepts mathématiques enseignés à l’école par le truchement des mots se passe-t-il également du langage ? Ou enfin, que signifie réellement "faire des mathématiques" pour le cerveau humain ? / How does the human brain conceptualize abstract ideas? In particular, what is the origin of mathematical activity, especially when it is associated with high-level of abstraction? Is mathematical thought independent of language? Cognitive science has now started to investigate this question that has been of great interest to philosophers, mathematicians and educators for a long time. While studies have so far focused on basic arithmetic processing, my PhD thesis aims at further investigating the cerebral processes involved in the manipulation and learning of more advanced mathematical ideas. I have shown that (1) advanced mathematical reflection on concepts mastered for many years does not recruit the brain circuits for language; (2) mathematical activity systematically involves number- and space-related brain regions, regardless of mathematical domain, problem difficulty, and participants' visual experience; (3) non-verbal acquisition of geometrical rules relies on a language of thought that is independent of natural spoken language. Finally, altogether these results raise new questions and pave the way to further investigations in neuroscience: - is the human ability for language also irrelevant to advanced mathematical acquisition in schools where knowledge is taught verbally? - What is the operational definition of the fields of “mathematics” and “language” at the brain level?

Les ablations thermiques percutanées guidées par IRM sont actuellement contrôlées en temps réel grâce à la thermométrie IRM. Cependant, aucune information directement associée aux changement de propriétés intrinsèques du tissu n’est disponible pendant la procédure. Ces travaux offrent la possibilité d’un monitorage plus complet des ablations thermiques grâce à l’Elastographie par Résonance Magnétique (ERM) combinée à la thermométrie IRM. Le système proposé est composé d’un excitateur à aiguille, d’une séquence d’encodage du mouvement synchronisée sur la respiration et d’une méthode de reconstruction en temps réel de carte d’élasticité et de température. Les changements d’élasticité et de température se produisant lors d’ablations thermiques par laser ont été mesurés in vivo en temps réel avec succès grâce à ce système. Une nouvelle méthode de traitement des données ERM sans reconstruction d’images de phase est aussi proposée afin de s'affranchir d'étapes conventionnelles fastidieuses. / MR-guided percutaneous thermal ablations are currently monitored by MR thermometry. However, no information related to intrinsic property changes of the tissue is available during the procedure. The feasibility of monitoring in vivo thermal ablations by simultaneous Magnetic Resonance Elastography (MRE) and MR-thermometry is demonstrated in this work. The interventional MRE system includes a needle MRE driver, a respiratory triggered gradient-echo sequence with motion encoding, and an online reconstruction method that provides elasticity and temperature measurements in real-time. Changes in elasticity and temperature occurring during laser thermal ablations were successfully measured in vivo thanks to this interventional MRE system. An innovative method for MRE data processing without phase image reconstruction is also proposed in order to avoid challenging steps of the conventional process.

Des troubles cognitifs sévères peuvent apparaître de façon précoce au cours de la sclérose en plaques(SEP). Nous avons analysé les modifications de connectivité fonctionnelle de repos au sein des réseauxcérébraux et les modifications structurelles cérébrales qui les sous-tendent.Nous avons inclus des patients atteints de SEP dont la durée de la maladie est comprise entre 3 et 5ans, sans trouble cognitif (n=20) et avec un trouble cognitif (n=15) ainsi que des sujets contrôles(n=20). Après une évaluation neuropsychologique approfondie, les patients et contrôles ont eu uneIRM multimodalité à 3T comportant des séquences anatomiques T1 et T2, une séquence en tenseur dediffusion pour l’évaluation de la connectivité anatomique, et une IRM fonctionnelle de repos pourl’évaluation de la connectivité fonctionnelle.Les patients avec atteinte cognitive ont des performances diminuées pour l’ensemble des domainesneuropsychologiques testés en dehors du stockage mnésique. La connectivité fonctionnelle est altéréechez les patients avec atteinte cognitive au sein des réseaux impliqués dans les processus cognitifscomme le réseau du mode par défaut et les réseaux attentionnels. Ces modifications fonctionnelles nereflètent pas de façon stricte la connectivité anatomique évaluée par l’IRM de diffusion. En revanche,les patients avec atteinte cognitive ont une atrophie marquée de la SG dans des régions connectées auréseau du mode par défaut.La diminution de connectivité fonctionnelle au sein des réseaux impliqués dans la cognition pourraitlimiter les mécanismes de compensation fonctionnelle en réponse à l’atteinte structurelle cérébrale. / Severe cognitive impairment involving multiple cognitive domains can occur early during the course of multiple sclerosis (MS). We investigated resting state functional connectivity changes in large-scale brain networks and related structural damage underlying cognitive dysfunction in patients with early MS.We included MS patients with 3 to 5 years of disease duration, either without cognitive impairment (n=20), or with cognitive impairment (n=15), and 20 controls. After a standardized neuropsychological evaluation, all subjects underwent a multimodal 3T MRI including anatomical T1 and T2 images, diffusion imaging to assess anatomical connectivity and resting state functional MRI to assess functional connectivity.Patients with cognitive dysfunction were impaired in all cognitive domains tested except for mnesic storage. Functional connectivity was altered in patients with cognitive impairment only, within associative networks relevant for cognition, especially the default mode and the attentional networks. This functional disconnection did not parallel diffusion abnormalities in white matter tracts. In patients with cognitive impairment, atrophy was localized in cortical regions connecting the default mode network. Disconnection in these networks may deprive the brain of compensatory mechanisms required to face widespread structural damage.

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est l'une des modalités d'imagerie les plus puissantes et les plus sures pour examiner le corps humain. L'IRM de haute résolution devrait aider à la compréhension et le diagnostic de nombreuses pathologies impliquant des lésions submillimétriques ou des maladies telles que la maladie d'Alzheimer et la sclérose en plaque. Bien que les systèmes à haut champ magnétique soient capables de fournir un rapport signal-sur-bruit permettant d'augmenter la résolution spatiale, le long temps d'acquisition et la sensibilité au mouvement continuent d'entraver l'utilisation de l'IRM de haute résolution. Malgré le développement de méthodes de correction du mouvement et du bruit physiologique, le long temps d'acquisition reste un obstacle majeur à l'IRM de haute résolution, en particulier dans les applications cliniques.Au cours de la dernière décennie, la nouvelle théorie du compressed sensing (CS) a proposé une solution prometteuse pour réduire le temps d'examen en IRM. Après avoir expliqué la théorie du compressed sensing, ce projet de thèse propose une étude empirique et quantitative du facteur de sous-échantillonnage maximum réalisable grâce au CS pour l'imagerie pondérée en T ₂ *.En outre, l'application de CS en IRM repose généralement sur l'utilisation de courbes d'échantillonnage simples telles que les lignes droites, spirales ou des légères variations de ces formes élémentaires qui ne tirent pas pleinement parti des degrés de liberté offerts par le hardware et ne peuvent être facilement adaptées à une distribution d'échantillonnage arbitraire. Dans cette thèse, j'ai introduit une méthode appelée SPARKLING, qui permet de surmonter ces limitations en adoptant une approche radicalement nouvelle de la conception de l'échantillonnage de l'espace-k. L'acronyme SPARKLING signifie Spreading Projection Algorithm for Rapid K-space sampLING. C'est une méthode flexible inspirée des techniques de stippling qui génère automatiquement, grâce à un algorithme d'optimisation, des courbes d'échantillonnage non-cartésiennes optimisées et compatibles avec les contraintes hardware de l'IRM en termes d'amplitude de gradient maximale et d'accélération maximale. Ces courbes d'échantillonnage sont conçues pour répondre à des critères clés pour un échantillonnage optimal : une distribution contrôlée des échantillons et une couverture de l'espace-k localement uniforme. Avant de s'engager dans des acquisitions, nous avons vérifié que notre système de gradient était bien capable d'exécuter ces trajectoires complexes. Nous avons implémenté une méthode de mesure de phase et avons observé une très bonne adéquation entre trajectoires prescrites et mesurées.Enfin, en alliant une efficacité d'échantillonnage avec le compressed sensing et l'imagerie parallèle, les trajectoires SPARKLING ont permis de réduire jusqu'à 20 fois le temps d'acquisition d'un examen IRM T ₂ * par rapport aux acquisitions cartésiennes de référence, sans détérioration de la qualité d'image. Ces résultats expérimentaux ont été obtenus à 7 Tesla pour de l'imagerie cérébrale in vivo. Par rapport aux stratégies d'échantillonnage non-cartésiennes usuelles (spirale et radiale), la technique proposée a également permis d'obtenir une qualité d'image supérieure. Enfin, l'approche proposée a été étendue à l'imagerie 3D et appliquée à 3 Tesla pour laquelle des résultats préliminaires ex vivo à une résolution isotrope de 0.6 mm suggèrent la possibilité d'atteindre des facteurs d'accélération très élevés jusqu'à 60 pour la pondération T ₂ * et l'imagerie pondérée en susceptibilité. / Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most powerful and safest imaging modalities for examining the human body. High-resolution MRI is expected to aid in the understanding and diagnosis of many neurodegenerative pathologies involving submillimetric lesions or morphological alterations, such as Alzheimer’s disease and multiple sclerosis. Although high-magnetic-field systems can deliver a sufficient signal-to-noise ratio (SNR) to increase spatial resolution, long scan times and motion sensitivity continue hindering the utilization of high resolution MRI. Despite the development of corrections for bulk and physiological motion, lengthy acquisition times remain a major obstacle to high-resolution acquisition, especially in clinical applications.In the last decade, the newly developed theory of compressed sensing (CS) offered a promising solution for reducing the MRI scan time. After having explained the theory of compressed sensing, this PhD project proposes an empirical and quantitative analysis of the maximum undersampling factor achievable with CS for T ₂ *-weighted imaging.Furthermore, the application of CS to MRI commonly relies on simple sampling patterns such as straight lines, spirals or slight variations of these elementary shapes, which do not take full advantage of the degrees of freedom offered by the hardware and cannot be easily adapted to fit an arbitrary sampling distribution. In this PhD thesis, I have introduced a method called SPARKLING, that may overcome these limitations by taking a radically new approach to the design of k-space sampling. The acronym SPARKLING stands for Spreading Projection Algorithm for Rapid K-space sampLING. It is a versatile method inspired from stippling techniques that automatically generates optimized non-Cartesian sampling patterns compatible with MR hardware constraints on maximum gradient amplitude and slew rate. These sampling curves are designed to comply with key criteria for optimal sampling: a controlled distribution of samples and a locally uniform k-space coverage. Before engaging into experiments, we verified that our gradient system was capable of executing the complex gradient waveforms. We implemented a local phase measurement method and we observed a very good adequacy between prescribed and measured k-space trajectories.Finally, combining sampling efficiency with compressed sensing and parallel imaging, the SPARKLING sampling patterns allowed up to 20-fold reductions in MR scan time, compared to fully-sampled Cartesian acquisitions, for T ₂ *-weighted imaging without deterioration of image quality, as demonstrated by our experimental results at 7 Tesla on in vivo human brains. In comparison to existing non-Cartesian sampling strategies (spiral and radial), the proposed technique also yielded superior image quality. Finally, the proposed approach was also extended to 3D imaging and applied at 3 Tesla for which preliminary results on ex vivo phantoms at 0.8 mm isotropic resolution suggest the possibility to reach very high acceleration factors up to 60 for T ₂ *-weighting and susceptibility-weighted imaging.

L’objectif de cette thèse était d’étudier l’impact du traumatisme psychique sur la mémoire de façon transdisciplinaire pour mieux appréhender les liens qui associent mémoire, émotion et perception de soi. Premièrement, l’analyse textométrique des témoignages recueillis entre 1 semaine et 10 ans après les attentats du 11 septembre 2001 aux États-Unis, nous a permis de préciser les modifications du contenu des souvenirs émotionnels dans le temps. De plus, nos résultats suggèrent que le contenu des souvenirs et leur évolution temporelle sont modulés par l’intensité du ressenti émotionnel au moment de l’événement. Deuxièmement, nous avons développé et utilisé un nouvel outil de méta-analyse semi-automatique, LinkDisorder, associant analyse lexicale et neuroimagerie pour explorer les corrélats neuropsychologiques du trouble de stress post-traumatique (TSPT) chez l’adulte. Les résultats révèlent que, bien que les altérations du cortex préfrontal, de l’amygdale et de l’hippocampe, qui sous-tendent les déficits mnésiques et émotionnels soient au centre de la pathologie, les altérations du processus de récompense et du striatum pourraient expliquer l’anhédonie des patients. Troisièmement, l’approche en neuropsychologie et neuroimagerie de la perception de soi dans le TSPT pédiatrique nous a permis d’explorer les modifications cérébrales fonctionnelles associées à un stress traumatique survenant à une période essentielle au développement identitaire, l’adolescence. Notre étude suggère que le TSPT pédiatrique serait associé à des anomalies fonctionnelles précoces dans les régions impliquées dans la régulation émotionnelle et la mémoire lors du processus de référence à soi. / The main aim of this thesis was to study the impact of trauma on memory in a transdisciplinary way to better understand the relationships between memory, emotion and Self. Firstly, we used textometry to explore memories from 1 week to 10 years after the 9/11 attacks, and showed the progressive changes of the content of emotional memories over time. In addition, our results revealed that the intensity of the emotional response at the time of the event could modulate the content of memories and their change over time. Secondly, we developed and used a new method of automated meta-analysis, LinkDisorder, which combines lexical analyses and neuroimaging to explore neurocognitive correlates of adult posttraumatic stress disorder (PTSD). Our meta-analysis highlights that while PTSD is characterized by functional alterations in prefrontal, amygdala and hippocampal regions underlying memory and emotional deficits, dysfunction in reward processing and of the striatum may subtend anhedonia in patients. Thirdly, using neuropsychology and neuroimaging examinations of self-perception in pediatric PTSD, we explored brain changes occurring after a traumatic stress in adolescence, a core period of life for the development of identity. Our study suggests that pediatric PTSD is associated with early functional abnormalities in the regions involved in emotion regulation and memory during self-reference processing.

L'arterial spin labelling (ASL) est une technique d'imagerie par résonance magnétique de la perfusion cérébrale. Les travaux présentés dans cette thèse ont d'abord consisté à standardiser les acquisitions ASL dans le contexte d'études de neuro-imagerie multicentriques. Un processus de contrôle de la qualité des images a par la suite été proposé. Les travaux se sont ensuite orientés vers le post-traitement de données ASL, en évaluant la capacité d'algorithmes existants à y corriger les distorsions. Des méthodes de super-résolution adaptées aux acquisitions ASL mono et multi-TI ont finalement été proposées et validées sur des données simulées, de sujets sains, ou de patients imagés pour suspicion de tumeurs cérébrales. / Arterial spin labelling (ASL) is a brain perfusion magnetic resonance imaging technique. The objective of this thesis was first to standardize ASL acquisitions in the context of multicenter neuroimaging studies. A quality control procedure has then been proposed. The capacity of existing algorithms to correct for distortions in ASL images has then been evaluated. Super-resolution methods, developed and adapted to single and multi-TI ASL data in the context of this thesis, are then described, and validated on simulated data, images acquired on healthy subjects, and on patients imaged for brain tumors.