Le rachis est constitué d'un ensemble de vertèbres entourées de tissus mous. Celui-ci est flexible, mais il est aussi rigide par morceau. Un modèle articulé permet de prendre en compte la nature particulière des déformations acceptables du rachis en vue de la création d'un modèle statistique. Cependant, les modèles articulés appartiennent naturellement à une variété Riemannienne et non à un espace vectoriel ce qui nous a amené à utiliser la moyenne de Fréchet et une mesure généralisée de la covariance lors de la création des modèles statistiques. Ceux-ci peuvent être visualisés de façon intuitive et comparés à l'aide de tests d'hypothèses. L'analyse d'un grand groupe de patients scoliotiques a révélé que la variabilité de la forme du rachis est inhomogène et anisotrope et qu'il est aussi possible de localiser les niveaux vertébraux significativement affectés par un traitement orthopédique. L'analyse par composantes principales dans le plan tangent de la moyenne de Fréchet permet quant à elle d'extraire des modes de déformations typiques qui facilitent l'analyse de grandes bases de données. Ces déformations typiques révélèrent des groupements cliniquement intéressants chez les patients scoliotiques. Finalement, une procédure d'estimation d'un maximum a posteriori permet la reconstruction 3D de modèles complets à partir de modèles 3D incomplets ou à partir de repères 2D identifiés sur des radiographies. Les résultats obtenus indiquent que notre méhode de reconstruction à partir de repères 2D est plus performante que la méthode la plus utilisée actuellement. De plus, une erreur inférieure à 2 mm a été obtenue lorsqu'au moins 25 % des vertèbres étaient disponibles pour la reconstruction d'un modèle complet du rachis. Les résultats obtenus indiquent donc qu'un modèle statistique de la géométrie du rachis complet basé sur une modélisation articulée mène à des statistiques descriptives interprétables cliniquement et à des algorithmes qui permettent d'obtenir des modèles 3D du rachis dans des circonstances où cela aurait été impossible par le passé.

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Univ., Diss.--Kassel, 2004.

Thesis--University of Groningen, 1991. / Includes bibliographical references (p. 106-113).

La fracture ostéoporotique du col fémoral et la coxarthrose constituent aujourd'hui deux enjeux majeurs de santé publique chez les sujets âgés. L'ostéoporose est définie par une diminution de la masse osseuse et une altération de la structure osseuse. La coxarthrose d'autre part associe la perte progressive du cartilage d'encroûtement articulaire, une sclérose osseuse sous-chondrale, des géodes sous-chondrales, et des ostéophytes marginaux. Bien qu'une masse osseuse élevée semble prédisposer à l'arthrose, les relations métaboliques et biomécaniques entre ostéoporose et coxarthrose sont complexes. L'évaluation de l'architecture osseuse de l'extrémité proximale du fémur est un des enjeux majeurs de recherche actuels visant à la caractérisation des modifications du tissu osseux liées au vieillissement. Notre travail de thèse s'est inscrit dans un projet pluridisciplinaire de recherche sur les altérations de la structure osseuse de l'extrémité proximale du fémur, reposant sur une analyse en imagerie médicale et une étude biomécanique de cette région anatomique fondamentale. / Fracture of the proximal femur and hip osteoarthritis are nowadays a major public health problem in elderly persons. The current definition of osteoporosis is a low bone mass associated with microarchitecture deterioration. On the other hand, osteoarthritis corresponds to progressive articular cartilage loss, subchondral bone sclerosis, subchondral bone cysts, and marginal osteophytes. Although a higher bone mass may increase the risk of osteoarthritis, osteoporosis and hip osteoarthritis present a complex metabolic and biomechanical relationship. The proximal femur architectural evaluation and characterization of age-related osseous alterations are currently one of the main challenges in bone and mineral research. Our work was based on a multidisciplinary project which aimed at evaluating the age-related structural deterioration of the proximal femur using medical imaging and biomechanical testing in this crucial anatomical region.

This diploma thesis evaluates the knowledge of plants' anatomy and morphology at primary schools. There is very important the type of textbooks used in biology education. The present work is divided into 2 parts: theoretical and practical. The theoretical part describes methods of evaluation of textbooks and educational results and also formation of didactic test, statistical methods and inquiry-based education. Because we wanted to know frequency of use of this approach in biology lessons. The practical part contains research results.

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Les muscles infraépineux et petit rond sont cruciaux sur le plan fonctionnel et sont altérés dans le cadre des pathologies de la coiffe des rotateurs. La proportion de tissu graisseux dans l’infraépineux est actuellement un critère pronostic du résultat fonctionnel des réparations des lésions tendineuses de la coiffe des rotateurs. Les buts de ce travail sont de caractériser ces muscles sur le plan anatomique, de proposer une meilleure exploration de leur morphologie par IRM, d’utiliser l’analyse de texture informatique pour objectiver leur composition et enfin, d’utiliser l’élastographie ultrasonore pour analyser leur comportement viscoélastique en contrainte. L’infraépineux et le petit rond sont respectivement de conformation tripennée et parallèle. Les critères d’acquisition IRM de routine peuvent être aisément optimisés pour analyser plus précisément les muscles rotateurs externes. L’analyse de texture semble prometteuse pour évaluer la proportion de tissu graisseux dans le muscle squelettique. L’élastographie ultrasonore permet d’appréhender le degré d’anisotropie musculaire, et donc l’état d’organisation du muscle infraépineux. / Infraspinatus and teres minor muscles are crucial functionally and are regularly impaired in the context of of the rotator cuff pathology. The proportion of fatty tissue in the infraspinatus is currently a strong prognosis criterion of functional outcomes of rotator cuff tendon repair. The goals of this work are to characterize these muscles anatomically, to provide a better exploration of their morphology by MRI, to use computer texture analysis to objectify their composition and finally to use the ultrasound elastography for analysing their viscoelastic behaviour under stress. Infraspinatus and teres minor muscles have a tripennate and parallel organization, respectively. Routine MRI acquisition criteria can be easily optimized to analyse more precisely the external rotator muscles. Texture analysis seems promising to assess the proportion of fatty tissue in the skeletal muscle. The ultrasound elastography allows us to estimate the degree of muscle anisotropy, and therefore the state of organization of the infraspinatus muscle.

Plusieurs études ont montré que la productivité des forêts et des cultures décroît sur l’ensemble de la planète en réponse au changement climatique, et que les risques de mortalité liée à la sécheresse s’accroissent. Ces mortalités massives ont été observées dans tous les écosystèmes forestiers et seraient dues à un dysfonctionnement hydraulique des plantes, causé par de l’embolie xylémiène. Le spectre interspécifique de résistance à l'embolie a été largement étudiée, mais peu d'attention a été accordée à la variabilité intra-spécifique de ce trait. C’est pourquoi, l’objectif de ce travail de thèse était d’améliorer notre compréhension de la variabilité intra-spécifique de la résistance à l’embolie chez une espèce cultivée(Helianthus annuus L.) et chez un conifère (Pinus pinaster). Nous avons déterminé la vulnérabilité à l’embolie de quatre variétés de tournesol, présentant des différences significatives de P50 (pression induisant 50% de perte de conductivité hydraulique), allant de -2.67 à -3.22 MPa. Un compromis entre sécurité hydraulique et croissance a été observé mais pas entre la sécurité hydraulique et la capacité de transport de l'eau du xylème. Seuls quelques caractères anatomiques, tels que la densité des vaisseaux et la surface du lumen, présentent une corrélation avec la résistance à l’embolie. Dans un second temps, nous avons phénotypé pour la résistance à l’embolie et la densité du bois 477 génotypes de P. pinaster, issus d’une F2 de pleins-frères correspondant à la 3ème génération consanguine obtenue par auto-fécondation d’un hybride inter-provenance “Corse × Landes. La variabilité de la P50 au sein de l’espèce était extrêmement faible (CVP=5.6%). D’autre part, nous avons mis en évidence l’absence de compromis entre sécurité hydraulique et densité du bois. La part de variance du caractère P50 expliquée par QTLs (PEV)correspondait à 23.6% de la variance phénotypique totale mais aucun QTL commun n’a pu être détecté entre P50 et densité du bois, suggérant qu’au sein de cette famille, la plus forte résistance à l’embolie de certains génotypes n’est pas liée à un bois plus dense. Une analyse multi-caractère du fonctionnement de la feuille et du xylème a été réalisée via l’étude de la dynamique saisonnière de la fluorescence du photosystème II et des traits hydrauliques de la tige, sur une famille de pleins-frères d’un hybride interprovenance “Maroc × Landes” de P. pinaster ; en réponse à une diminution du potentiel hydrique,l’efficience du photosystème II et la conductance stomatique ont tous deux diminué, induisant une décroissance rapide du taux d’assimilation. La résistance à l’embolie du xylème n’a pas montré de relation significative avec les traits foliaires. L’absence de compromis entre ces caractères permet donc d’envisager la sélection génétique de génotypes à la fois efficients et résistants. / As a consequence of current global climate change, forest and crop ecosystems are decreasing inproductivity worldwide and are under increased threat of widespread drought-induced mortality due tohydraulic failure caused by xylem embolism. The range of embolism resistance across species has been intensively studied but little attention has been paid to intraspecific variability. This thesis aimed thereforeat improving our understanding of the intraspecific variation in embolism resistance in one crop species(Helianthus annuus L.) and one conifer species (Pinus pinaster). In the first place, vulnerability to embolism was determined across four sunflower accessions with significant variations in P50 (pressure inducing 50% loss of hydraulic conductivity) ranging between -2.67 and -3.22 MPa. A trade-off between hydraulic safety and growth was observed but not between hydraulic safety and efficiency. Only few anatomical traits, such as vessel density and vessel lumen area, were found related to embolism resistance.Secondly, we phenotyped 477 P. pinaster full-sib F2 genotypes corresponding to a three-generation inbred pedigree obtained by the self-pollination of an inter “Corsica × Landes” provenance hybrid, for embolismresistance and wood density. The variability for P50 within species was remarkably low (CVP=5.6%). Wealso found a lack of trade-off between hydraulic safety and wood density. The phenotypic variance explained by QTLs (PEV) detected for P50 accounted for 23.6% of the phenotypic variation but no QTL collocated between P50 and wood density, suggesting that embolism resistant genotypes in this family are not dependent on denser wood. A multi-trait analysis of leaf and xylem functioning was performed through seasonal measurements of photosystem II fluorescence and stem hydraulic traits on a full-sib family of aninter “Morocco × Landes” provenance hybrid of P. pinaster; it revealed that with decreasing water potential, the efficiency of both photosystem II and stomatal conductance decreased which resulted in rapid decrease in assimilation rate. Xylem resistance to embolism was found having no relationship with leaf functioning traits. The absence of trade-off between these traits makes it possible to consider selection for both efficient and resistant genotypes.

Les rongeurs caviomorphes constituent l’un des groupes de mammifères placentaires les plus diversifiés d’Amérique du Sud. Malgré la grande diversité actuelle et néogène du groupe, les premières phases de l’histoire évolutive des caviomorphes n’étaient documentées que par quelques localités à l’échelle de tout le continent sud-américain. Les recherches paléontologiques récentes menées en Amazonie péruvienne ont permis la découverte de 18 localités éocènes et oligocènes, livrant de nombreux restes dentaires de caviomorphes inédits. L’étude de ces fossiles a conduit à la description et à la comparaison de 52 taxons distincts, dont 11 nouveaux genres et 17 nouvelles espèces. Ce travail révèle une riche diversité alpha-taxonomique des caviomorphes en Amazonie péruvienne à la fin de l’Éocène moyen, mais surtout à l’Oligocène inférieur et à l’Oligocène supérieur, trois fenêtres temporelles jusqu’alors très peu documentées dans les régions de basses latitudes du continent sud-américain. Les localités étudiées de la fin de l’Éocène moyen livrent les plus anciens caviomorphes connus à ce jour. Dans ces localités, la faible diversité taxinomique, associée à une faible disparité morphologique, incluant des taxons caractérisés par des traits dentaires plésiomorphes, rappelant les formes hystricognathes sub-contemporaines de l’Ancien Monde. Cela suggère un intervalle de temps court entre l’arrivée en Amérique du Sud des hystricognathes pionniers et l’émergence des espèces étudiées. Les assemblages de caviomorphes des localités plus récentes montrent une disparité plus importante et livrent des représentants des éréthizontoïdes, octodontoïdes et chinchilloïdes. L’analyse approfondie du matériel d’étude et sa comparaison avec des spécimens provenant d’autres gisements sud-américains ont permis une meilleure compréhension de l’homologie et de l’évolution des structures dentaires chez les caviomorphes. Une analyse cladistique de grande ampleur, incluant un grand nombre de familles des quatre super-familles (i.e., Cavioidea, Erethizontoidea, Chinchilloidea et Octodontoidea) a été réalisée. Elle a permis pour la première fois la reconnaissance de groupes basaux des caviomorphes. Les régions de basses latitudes du continent sud-américain paraissent être le centre d’origine des caviomorphes et le lieu d’une première diversification basale du groupe à la fin de l’Éocène moyen. Les quatre super-familles émergeraient au cours de l’Éocène supérieur–Oligocène inférieur, illustrant ainsi une deuxième radiation majeure du groupe au cours du Paléogène. Durant cette période, les caviomorphes se seraient dispersés aux moyennes et hautes latitudes. L’origine géographique des super-familles reste quelque peu ambiguë, excepté pour les chinchilloïdes qui émergeraient dans les régions de basses latitudes. Nos résultats mettent également en évidence l’existence d’une troisième radiation autour de la limite Oligocène–Miocène. Cette troisième phase correspondrait à la diversification des chinchilloïdes, octodontoïdes, et éréthizontinés basaux et à l’émergence du groupe couronne des caviidés, des octodontoïdes et très probablement des chinchilloïdes. Ces trois événements de diversifications majeures au cours du Paléogène sont concomitants avec des évènements climatiques globaux et des périodes intenses de surrection andine. / Caviomorph rodents represent one of the most successful groups of placental mammals from South America. Despite their high modern and Neogene diversity, their early evolutionary history has long remained obscure. Recent paleontological investigations in Peruvian Amazonia allowed for the discovery of 18 Eocene and Oligocene localities yielding many new fossils of caviomorphs (mainly isolated teeth). Fifty-two taxa, including 11 new genera and 17 new species, are described here. This study reveals a rich alpha-taxonomic diversity of caviomorphs in Peruvian Amazonia during the late Middle Eocene, Early Oligocene and Late Oligocene. These three periods were until now poorly documented in the low-latitudes of South America. The late Middle Eocene localities yield the earliest representatives of the group. In these localities, the low taxonomical diversity, associated with a low morphological disparity including taxa that harbor very primitive dental features, reminiscent to those observed in coeval Old World hystricognaths, suggest that a short time range of caviomorph evolutionary history had undergone in South America prior the emergence of these rodents. The most recent caviomorph assemblages show a higher disparity and yield representatives of erethizontoids, octodontoids and chinchilloids. The exhaustive analysis of the material and its comparison with specimens from other South American localities further our understanding regarding the homology and the evolution of dentary structures in caviomorphs. A cladistic assessment with a comprehensive taxonomic sampling including most families of the four superfamilies (i.e., Cavioidea, Erethizontoidea, Chinchilloidea, and Octodontoidea) was undertaken. For the first time, several stem Caviomorpha were recognized. Low latitudes of South America are thus viewed as the cradle and the first diversity hotspot of early caviomorphs. A second radiation would have occurred during the Late Eocene–Early Oligocene and would correspond to the emergence of the four superfamilies. At this time, caviomorphs would disperse towards the middle and high latitudes. The geographic origin of modern superfamilies remains somewhat ambiguous, except for chinchilloids which would emerge in low-latitude regions. A third radiation would have also occurred, around the Oligocene–Miocene transition, corresponding to the more recent diversification of stem Chinchilloidea, Octodontoidea, Erethizontoidea and the emergence of crown Erethizontinae, Caviidae, Octodontoidea, and probably Chinchilloidea. It is noteworthy that these three Paleogene diversification phases were contemporaneous with global climatic events and intense Andean uplift events.