En oncologie du thorax, les modalités d'imagerie de tomodensitométrie (TDM) et d'imagerie d'émission de positons (TEP) sont souvent utilisées conjointement, pour le diagnostic ou pour l'élaboration de plans de traitement. En effet, le développement d'appareils d'acquisition combinant ces deux modalités permet leur utilisation conjointe possible en routine clinique sans une difficulté préalable de recalage. Le premier objectif est de proposer des méthodes de segmentation automatiques de tumeurs ou ganglions à l'aide des deux modalités. La modalité TDM étant anatomiquement plus précise les segmentation sont réalisées dans cette modalité en utilisant l'imagerie TEP comme guide pour la localisation de la tumeur. Les organes à risque, devant être protégés des irradiations, nécessitent aussi d'être contourés. Un autre objectif est de proposer des algorithmes permettant leur segmentation. Ils s'appuient sur une connaissance a priori forte des distributions d'intensités des différents organes dans les images TDM et de connaissances a priori de formes des organes à segmenter. Un dernier objectif est de proposer une méthodologie pour la segmentation de tumeurs dans le cadre du suivi longitudinal des patients dans des images préalablement recalées. L'ensemble des méthodes de segmentation a été testé sur différents jeux de données, et lorsque des segmentations manuelles expertes sont disponibles, des résultats quantitatifs sont présentés, montrant l'intérêt des approches proposées et la précision des résultats obtenus.

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 4 Antonio Carlos GIANOTO1.pdf: 620239 bytes, checksum: aa779772dff23531ab717870d36823d3 (MD5) Antonio Carlos GIANOTO2.pdf: 1522259 bytes, checksum: 928d1a566cc9977b69a13b358fe13a50 (MD5) Antonio Carlos GIANOTO3.pdf: 2036577 bytes, checksum: 4ef7b886a0d20792d494deb085435041 (MD5) Antonio Carlos GIANOTO4.pdf: 1519186 bytes, checksum: cce13633bbc1cf7d5714a8dd727dd008 (MD5) Previous issue date: 2006-06-29 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The aim of this elaboration is to present a study of the migration process involved transforming the digital PBX (Private Branch Exchange), TDM (Time Division Multiplex), SPC (Stored Program Control) based platforms of corporate communications on technology to converged IP (Internet Protocol) systems supported by the TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protocol. This proposal analyzes the necessary interventions in order to preserve the investments made in these platforms, integrating them to existent data networks. Beside other benefits presented in this work, one key advantage is the possibility to transport voice over an existing data infrastructure, optimizing usage of carrier connections. / O objetivo desta dissertação é o de apresentar um estudo do processo de migração de plataformas de voz PABX (Private Automatic Branch Exchange) TDM (Time Division Multiplex) de comunicações corporativas baseadas na tecnologia CPA-T (Controle por Programa Armazenado estágio de comutação temporal digital), para sistemas convergentes suportados pelo protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). São analisadas as intervenções necessárias para esta migração, preservando ao máximo os investimentos efetuados nestas plataformas, integrando-as as redes de dados existentes. Dentre outras vantagens apresentadas no texto, destaca-se a otimização dos acessos fornecidos pelas operadoras de telecomunicações pelo compartilhamento da infra-estrutura da rede de dados para o tráfego de sinais de voz.

La tomodensitométrie (TDM) est une modalité d'imagerie médicale anatomique extrêmement utile en imagerie moléculaire. Elle permet de localiser de façon précise les sources d'émissions détectées en tomographie d'émission par positrons (TEP) relativement à des repères anatomiques facilement identifiables dans les images à haute résolution de la TDM. La localisation s'effectue par superposition des images issues de la TDM et de la TEP, cette dernière étant susceptible de ne contenir que peu de repères anatomiques selon le radiotraceur utilisé. Classiquement, la TDM et la TEP se jumellent en juxtaposant axialement un scanner de chaque modalité de sorte que le sujet traverse successivement chaque appareil pour effectuer les deux acquisitions indépendamment. Cette translation diminue la qualité de la fusion des images, puisque les organes du sujet peuvent se déplacer légèrement, ce qui rend l'alignement difficile après la reconstruction. De plus, dans un grand nombre d'études en imagerie moléculaire, il s'est avéré que la dose de radiations X transmise au sujet lors de l'acquisition TDM peut influencer les résultats quantitatifs obtenus en TEP, ce qui rend ces études difficilement répétables. Les tomodensitomètres actuels mesurent exclusivement le flux de radiation traversant le sujet en intégrant la charge créée par les photons X lors de leur interaction photoélectrique dans un dispositif de conversion de lumière en électrons. Ce mode d'acquisition dit"d'intégration" filtre bien le bruit à haute fréquence mais accumule toutefois le courant de fuite du photodétecteur. Pour obtenir un rapport signal à bruit (S/B) adéquat en TDM, il est nécessaire d'augmenter la dose de radiations transmise de façon significative. Cette technique ne se prête pas bien à l'imagerie moléculaire où la dose injectée joue un rôle limitatif sur le diagnostic et d'autres solutions doivent être apportées. Un mode de mesure du flux de radiation novateur, qui compte individuellement chacun des photons à l'aide d'une électronique de traitement rapide, constitue une alternative au problème d'intégration et permet d'éliminer partiellement le bruit électronique. La bande passante du préamplificateur doit cependant être élevée pour permettre la détection de plusieurs millions de photons par secondes par canal d'acquisition, afin de réduire le temps total d'acquisition nécessaire. Une telle électronique a été développée à Sherbrooke et jumelée à de puissants processeurs de traitement numériques [i.e. numérique]. Cette chaîne d'acquisition double modalité (TEP/TDM), la chaîne LabPETTM, sert déjà à la mesure de TEP dans un scanner commercial pour petits animaux. Le développement d'algorithmes de traitement numériques adaptés au comptage de photons en tomodensitométrie permettrait à cette chaîne d'effectuer une mesure moins bruitée et nécessitant donc une dose substantiellement réduite. De plus, la technologie LabPETTM pourra, à partir d'un même anneau de détection, effectuer une acquisition bimodale TEP/TDM qui s'avérera moins coûteuse, occupera moins d'espace et facilitera la fusion des images TEP/TDM. Les travaux de ce mémoire ont permis d'obtenir une méthode de traitement numérique capable de supporter le comptage des photons à un débit de plusieurs millions d'événements par secondes par détecteur avec une chaîne LabPETTM. La méthode fonctionne par prédiction du signal et se base sur la réponse impulsionnelle de la chaîne placée en mode de préamplification TDM. Cette méthode ouvre la porte au développement du LabPET/TDM, un appareil bimodal intégré de faible dose.

Développé par le Centre d'imagerie moléculaire de Sherbrooke (CIMS) et le Groupe de recherche en appareillage médical de Sherbrooke (GRAMS), le LabPET[indice supérieur TM] est un scanner TEP numérique dédié à des applications précliniques sur les petits animaux. C'est le premier scanner TEP commercial à utiliser des photodiodes à avalanche dans son module de détection. Aujourd'hui plusieurs travaux de recherche sont menés afin de réaliser la prochaine génération de ce scanner qui permettra de fusionner efficacement les deux modalités TEP et TDM dans une même chaîne matérielle électronique et aussi d'offrir une résolution spatiale submillimétrique en mode TEP. Pour ce faire, un nouveau module de détection, le module LabPET[indice supérieur TM] II, a été développé en partenariat avec PerkinElmer inc. afin d'atteindre ces performances. Il est constitué d'une matrice de 64 pixels de photodiodes à avalanche de 1,2 x 1,2 mm[indice supérieur 2] ayant une surface active de 1,1 x 1,1 mm[indice supérieur 2]. Les travaux de ce mémoire s'insèrent dans cet objectif ambitieux et s'attardent plus spécifiquement au nouveau préamplificateur de charge conçu pour optimiser le rapport signal sur bruit de la chaîne électronique, en accord avec les caractéristiques du nouveau module de détection LabPET[indice supérieur TM] II. L'optimisation du premier étage de la chaîne électronique de détection est directement liée aux caractéristiques du détecteur et également à la capacité équivalente rapportée à l'entrée. Le dimensionnement et les simulations du préamplificateur à l'aide des outils Cadence et Mathcad envisagent un gain de 1,73 mV/fC, un temps de montée intrinsèque de 6,5 ns et une charge équivalente de bruit en entrée de 370 é-rms + 25 é-rms/pF pour un filtre semi-Gaussien d'ordre 3 avec un temps de mise en forme optimal de 50 ns. Le temps de mise en forme se définit ici comme le temps que met le signal pour atteindre sa valeur maximale. Le circuit conçu a été fabriqué avec la technologie CMOSP18 de la compagnie Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) puis testé pour valider les performances simulées. Le préamplificateur de charge bien que fonctionnel présente quelques déviations par rapport aux résultats simulés, notamment au niveau des figures de bruit et du minimum de bruit ENC qui s'élève à 494 é-rms + 32 é-rms/pF. Malgré tout, ces résultats préliminaires laissent entrevoir de belles perspectives pour la prochaine chaîne électronique frontale de ce qui sera demain, le premier scanner à bimodalité TEP/TDM totalement intégrée dans une même chaîne électronique.

L'atténuation des photons est un phénomène qui affecte directement et de façon profonde la qualité et l'information quantitative obtenue d'une image en Tomographie d'Emission par Positrons (TEP). De sévères artefacts compliquant l'interprétation visuelle ainsi que de profondes erreurs d'exactitudes sont présents lors de l'évaluation quantitative des images TEP, biaisant la vérification de la corrélation entre les concentrations réelles et mesurées.L' atténuation est due aux effets photoélectrique et Compton pour l'image de transmission (30 keV - 140 keV), et majoritairement à l'effet Compton pour l'image d'émission (511 keV). La communauté en médecine nucléaire adhère largement au fait que la correction d'atténuation constitue une étape cruciale pour l'obtention d'images sans artefacts et quantitativement exactes. Pour corriger les images d'émission TEP pour l'atténué, l'approche proposée consiste concrètement à segmenter une image de transmission à l'aide d'algorithmes de segmentation: K-means (KM), Fuzzy C-means (FCM), Espérance-Maximisation (EM), et EM après une transformation en ondelettes (OEM). KM est un algorithme non supervisé qui partitionne les pixels de l'image en agrégats tels que chaque agrégat de la partition soit défini par ses objets et son centroïde. FCM est un algorithme de classification non-supervisée qui introduit la notion d'ensemble flou dans la définition des agrégats, et chaque pixel de l'image appartient à chaque agrégat avec un certain degré, et tous les agrégats sont caractérisés par leur centre de gravité.L'algorithme EM est une méthode d'estimation permettant de déterminer les paramètres du maximum de vraisemblance d'un mélange de distributions avec comme paramètres du modèle à estimer la moyenne, la covariance et le poids du mélange correspondant à chaque agrégat. Les ondelettes forment un outil pour la décomposition du signal en une suite de signaux dits d'approximation de résolution décroissante suivi d'une suite de rectifications appelées détails.L' image à laquelle a été appliquée les ondelettes est segmentée par EM. La correction d'atténuation nécessite la conversion des intensités des images de transmission segmentées en coefficients d'atténuation à 511 keV. Des facteurs de correction d' atténuation (FCA) pour chaque ligne de réponse sont alors obtenus, lesquels représentent le rapport entre les photons émis et transmis. Ensuite il s'agit de multiplier le sinogramme, formé par l'ensemble des lignes de réponses, des FCA par le sinogramme de l'image d'émission pour avoir le sinogramme corrigé pour l'atténuation, qui est par la suite reconstruit pour générer l'image d'émission TEP corrigée. Nous avons démontré l'utilité de nos méthodes proposées dans la segmentation d'images médicales en les appliquant à la segmentation des images du cerveau, du thorax et de l'abdomen humains. Des quatre processus de segmentation, la décomposition par les ondelettes de Haar suivie de l'Espérance-Maximisation (OEM) semble donner un meilleur résultat en termes de contraste et de résolution. Les segmentations nous ont permis une réduction claire de la propagation du bruit des images de transmission dans les images d'émission, permettant une amélioration de la détection des lésions, et améliorant les diagnostics en médecine nucléaire.

International Telemetering Conference Proceedings / October 28-31, 1996 / Town and Country Hotel and Convention Center, San Diego, California / Satellite Control Systems require a front-end component which performs real-time telemetry acquisition and command output. This paper will describe a fully networked, PC-based telemetry and command front-end which supports multiple streams and is based on Commercial Off The Shelf (COTS) technology. The front-end system is a gateway that accepts multiple telemetry streams and outputs time-tagged frame or packet data over a network to workstations in a distributed satellite control and analysis system. The system also includes a command gateway that accepts input from a command processor and outputs serial commands to the uplink. The front-end can be controlled locally or remotely via the network using Simple Network Management Protocol. Key elements of the front-end system are the Avtec MONARCH-E™ PCI-based CCSDS/TDM Telemetry Processor/Simulator board, a network-based, distributed computing architecture, and the Windows NT operating system. The PC-based telemetry and command gateway is useful throughout the lifecycle of a satellite system. During development, integration, and test, the front-end system can be used as a test tool in a distributed test environment. During operations, the system is installed at remote ground stations, with network links back to operations center(s) for telemetry and command processing and analysis.

International Telemetering Conference Proceedings / October 23-26, 2000 / Town & Country Hotel and Conference Center, San Diego, California / An advanced electro-optic hybrid rotary joint (EOHRJ) has been developed in Phase II of an AF SBIR effort with Physical Optics Corporation (POC) to replace cable wrap structure for multi-channel rotation-to-fixed (RTF) signal transmission. The EOHRJ meets AFFTC and other range special needs with a generic, high performance, rotary joint solution. At the moment, we have successfully installed and tested the EOHRJ on our KTM tracker system with the following capabilities: 1) able to accommodate hundreds of transmission channels, including electrical power, control, feedback, and low-speed signals; 2) able to accommodate multiple channel, high data rate (over gigabits per second), and bi-directional signal transmission; 3) able to be reliable for harsh environmental operation, adaptive to stringent sized requirement, and accommodating existing electrical and mechanical interfaces. The completed EOHRJ contains three uniquely integrated functional rings. The first and the outmost one is power ring, which provides RTF transmission channels for over 50 high voltage and high current channels. The second and the middle one is low speed electrical signal ring, which provides RTF transmission for over hundred control, feedback, and low speed data signals. The third and the inmost one is optical fiber slip ring, which, incorporating with current advanced signal multiplexing technologies (either time division or wavelength division multiplexing ) is able to provide multiple channel, high data rate, and bi-directional signal transmission. At the moment, the prototype module of the tree-layer EOHRJ has been successfully assembled in Air Force’s tracker system, and is providing a satisfactory performance. This paper presents our joint work on this project.

Neste trabalho analisamos e propomos a utilização de TDM (Time Division Multiplexing) nativo canalizado/estruturado em redes PON (Passive Optical Network) com padrão GPON (Gigabit Passive Optical Network), com ênfase na estrutura de transmissão do legado das redes de telefonia. O objetivo principal é obter um aumento na eficiência de banda transmitida através da fragmentação de sinais E1 sem que seja necessário o uso de técnicas de emulação de circuito (que reduzem a eficiência de banda devido à adição de cabeçalhos). Inicialmente, é descrito o transporte TDM em redes GPON, como efetuado pelos equipamentos comerciais atuais através de duas técnicas: CES - Circuit Emulation Service e TDM nativo não estruturado. Em seguida, é introduzido o conceito de comutação digital visando sua aplicação no transporte TDM nativo estruturado em redes GPON. Nesta etapa, é proposta uma solução para este transporte, é descrito o protocolo utilizado bem como seu funcionamento. Por fim, como prova de conceito, é apresentada uma implementação em HDL (Hardware Description Language) para FPGA (Field Programmable Gate Array). / In this work we analyze and propose the use of native channeled /structured TDM (Time Division Multiplexing) in GPON (Gigabit Passive Optical Network), with emphasis on the structure for transmission of the telephone network legacy. The main target is to achieve an increase in transmitted bandwidth efficiency by fragmenting E1 signals, thus avoiding the use of circuit emulation techniques (which reduce the bandwidth efficiency due to overhead addition). Initially, it is described in TDM transport in GPON networks, as it is performed in present commercial equipment by two techniques: CES - Circuit Emulation Service and Native TDM - unstructured. Next, we introduce the concepts of digital switching aiming its application on the transport of native and structured TDM in GPON. At this stage, we propose a transport solution, describe its protocol and functionalities. Finally, for concept proof, we present an implementation in HDL (Hardware Description Language) meant to FPGA (Field Programmable Gate Array) application.

L’imagerie est un outil pour réaliser le diagnostic, le bilan d’extension et le suivi thérapeutique de la grande majorité des tumeurs. La tomodensitométrie (TDM) est la méthode la plus utilisée et les images obtenues fournissent une cartographie tumorale fondée sur la densité des tissus. L’analyse plus approfondie de ces images acquises en routine clinique a permis d’extraire des informations supplémentaires quant à la survie du patient ou à la réponse au(x) traitement(s). Toutes ces nouvelles données permettent de décrire le phénotype d’une lésion de façon non invasive et sont regroupées sous le terme de radiomique. La plupart des études de radiomique se sont focalisées sur les paramètres de texture et ont évalué les données acquises à l’aide de TDM avec injection de produit de contraste (phase portale). Pour ces travaux de thèse, nous avons réalisé une analyse des paramètres de radiomique extraits à la fois des images TDM contrastées et non contrastées des tumeurs colorectales. La construction d’un modèle pronostique à l’aide de ces paramètres a permis d’étudier la complémentarité des informations fournies par les deux modalités. Dans un second temps, l’analyse des modifications transcriptomiques des cellules souches et cellules cancéreuses dans le cancer colorectal a permis de valider l’hypothèse que la quantification de modifications transcriptomiques peut également avoir une valeur pronostique. Finalement, l’étude des corrélations entre les données d’expression génétique et la radiomique en TDM a montré que la quantification de l’hétérogénéité tumorale en TDM reflète en partie les modifications transcriptomiques. / Imaging is the principal tool for diagnosis, extension assessment and therapeutic follow-up of the vast majority of tumors. Computed tomography (CT) is the most used method and provides an assessment of tumor tissue density. In-depth analysis of those images acquired in clinical routine has suppl ied additional data regarding patient survival or treatment response. All those new data allow to describe the tumor phenotype and are generally grouped under the generic term radiomics. Most of previous studies focused on texture analysis using contrast enhanced CT (portal phase). In the first part of this thesis, we carried out a radiomics analysis of both contrast-enhanced and nonenhanced CT images of the colorectal tumors.Imaging is the principal tool for diagnosis, extension assessment and therapeutic followup of the vast majority of tumors. Computed tomography (CT) is the most used method and provides an assessment of tumor tissue density. In-depth analysis of those images acquired in clinical routine has supplied additional data regarding patient survival or treatment response. All those new data allow to describe the tumor phenotype and are generally grouped under the generic term radiomics. Most of previous studies focused on texture analysis using contrast enhanced CT (portal phase). In the first part of this thesis, we carried out a radiomics analysis of both contrast-enhanced and non-enhanced CT images of the colorectal tumors.

La tomoscintigraphie myocardique (TMS) et la coronarographie par tomodensitométrie àmultidétecteurs (coro-TDM) sont deux techniques d’imagerie utilisées pour l'évaluation noninvasive de la maladie coronarienne. La TMS fournit une représentation 3D de la perfusionmyocardique. Le coro-TDM apporte des informations anatomiques liées à l’arbre artériel etpermet de détecter la présence de sténoses coronaires. La combinaison des informationscomplémentaires fournies par ces deux modalités permet aux médecins nucléaires debénéficier de repères anatomiques et d'isoler la sténose responsable de la souffrance et del'insuffisance coronaire du patient.La segmentation des artères coronaires est une étape préliminaire importante pour lavisualisation de l'anatomie des vaisseaux avec la perfusion myocardique. Nous proposons uneméthode de segmentation des vaisseaux sans détection de la ligne médiane fondée sur lamorphologie mathématique et la croissance de région. Cette méthode s'avère être un boncompromis entre temps de calcul et précision.La seconde partie de ces travaux concerne le recalage des images TSM et coro-TDM. Cetteétape nécessite la mise en place de méthodes adaptées aux modalités anatomiques etfonctionnelles mises en jeu. Notre méthode repose sur un formalisme d'information mutuelleexploitant un modèle non paramétrique de densité par noyaux de Parzen, rendu robuste grâceà l'estimation des matrices de largeurs de bande de rang plein, et sur un schéma d'optimisationstochastique fondé sur le filtrage particulaire.La TSM et les artères coronaires sont projetées et fusionnées sur un bull's eye pour permettreune analyse conjointe de la localisation des sténoses et des anomalies de la perfusionmyocardique. La nouvelle quantification proposée intègre la fusion des informationsanatomiques et fonctionnelles : chacun des 17 segments du ventricule gauche est affecté demanière spécifique à l'artère coronaire dont la distance géodésique à la surface du myocardeest la plus faible.L'application proposée est adaptée pour une utilisation en routine clinique en cardiologienucléaire. L'absence de gold standard pour l'évaluation du recalage en imagerie cardiaquenous a conduit à utiliser une base de données d'IRM de cerveau. Puis, l'approche a été testéesur un fantôme cardiaque et des données cliniques. Les artères coronaires peuvent êtresegmentées jusqu'à 1 mm de diamètre. La précision de la méthode de recalage est de l'ordrede la résolution de la TSM. L'étude de faisabilité de la quantification spécifique patient de laperfusion myocardique a montré une meilleure discrimination entre les territoires coronaires. / No abstract available