Les travaux de cette thèse sont consacrés à la détection et le diagnostic des lésions vasculaires, particulièrement dans le cas la maladie coronaire. La maladie coronaire continue à être la première cause de mortalité dans les pays industrialisés. En général, l'identification des lésions vasculaires est abordée en essayant de modéliser les anormalités (lésions). Le principal inconvénient de cette approche est que les lésions sont très hétérogènes, ce qui rend difficile la détection de nouvelles lésions qui n'ont pas été prises en compte par le modèle. Dans cette thèse, nous proposons de ne pas modéliser directement les lésions, mais de supposer que les lésions sont des événements anormaux qui se manifestent comme points avec une faible densité de probabilité. Nous proposons l'utilisation de deux méthodes de classification basées sur les Machines à Vecteurs de Support (SVM) pour résoudre le problème de détection du niveau de densité. Le principal avantage de ces deux méthodes est que la phase d'apprentissage ne requiert pas de données étiquetées représentant les lésions. La première méthode est complètement non supervisée, alors que la seconde exige des étiquettes seulement pour les cas qu'on appelle sains ou normaux. L'utilisation des algorithmes de classification sélectionnés nécessite des descripteurs tels que les anomalies soient représentées comme des points avec une densité de probabilité faible. A cette fin, nous avons développé une métrique basée sur l'intensité de l'image, que nous avons appelée concentric rings. Cette métrique est sensible à la quasi-symétrie des profils d'intensité des vaisseaux sains, mais aussi aux écarts par rapport à cette symétrie, observés dans des cas pathologiques. De plus, nous avons sélectionné plusieurs autres descripteurs candidats à utiliser comme entrée pour les classifieurs. Des expériences sur des données synthétiques et des données de CT cardiaques démontrent que notre métrique a une bonne performance dans la détection d'anomalies, lorsqu'elle est utilisée avec les classifeurs retenus. Une combinaison de plusieurs descripteurs candidats avec la métrique concentric rings peut améliorer la performance de la détection. Nous avons défini un schéma non supervisé de sélection de descripteurs qui permet de déterminer un sous-ensemble optimal de descripteurs. Nous avons confronté les résultats de détection réalisée en utilisant le sous-ensemble de descripteurs sélectionné par notre méthode avec les performances obtenues avec des sous-ensembles sélectionnés par des méthodes supervisées existantes. Ces expériences montrent qu'une combinaison de descripteurs bien choisis améliore effectivement les performances des classifieurs et que les meilleurs résultats s'obtiennent avec le sous-ensemble sélectionné par notre méthode, en association avec les algorithmes de détection retenus. Finalement, nous proposons de réaliser un recalage local entre deux images représentant différentes phases du cycle cardiaque, afin de confronter les résultats de détection dans ces images (phases). L'objectif ici est non seulement d'attirer l'attention du praticien sur les anomalies détectées comme lésions potentielles, mais aussi de l'aider à conforter son diagnostic en visualisant automatiquement la même région reconstruite à différents instants du cycle cardiaque.

L'accident vasculaire cérébral, est une pathologie aigüe et grave, qui peut conduire au décès rapide du patient ou à un handicap neurologique sévère, moteur et/ou cognitif. Dans les situations les plus sévères, l'action médicale amène à envisager des limitations ou arrêt de certains traitements si le pronostic s'avère " catastrophique ", signifiant le plus souvent le risque d'un handicap " inacceptable ".L'action médicale dans ces situations est particulièrement complexe. Elle pose la question de la finalité de l'acte médical au regard de la qualité de vie future du patient, qui suppose l'estimation délicate de la valeur de la vie, prédiction par essence incertaine. Mais si le pronostic tient une place centrale dans cette action, d'autres facteurs jouent également un rôle déterminant, comme celui du contexte. Ce travail de thèse propose une exploration des notions de pronostic et de " proportionnalité des soins " et une approche éthique reposant sur la prise en compte de la complexité et la délibération aristotélicienne.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Abstract : Many individuals that had a stroke have motor impairments such as timing deficits that hinder their ability to complete daily activities like getting dressed. Robotic rehabilitation is an increasingly popular therapeutic avenue in order to improve motor recovery among this population. Yet, most studies have focused on improving the spatial aspect of movement (e.g. reaching), and not the temporal one (e.g. timing). Hence, the main aim of this study was to compare two types of robotic rehabilitation on the immediate improvement of timing accuracy: haptic guidance (HG), which consists of guiding the person to make the correct movement, and thus decreasing his or her movement errors, and error amplification (EA), which consists of increasing the person’s movement errors. The secondary objective consisted of exploring whether the side of the stroke lesion had an effect on timing accuracy following HG and EA training. Thirty-four persons that had a stroke (average age 67 ± 7 years) participated in a single training session of a timing-based task (simulated pinball-like task), where they had to activate a robot at the correct moment to successfully hit targets that were presented a random on a computer screen. Participants were randomly divided into two groups, receiving either HG or EA. During the same session, a baseline phase and a retention phase were given before and after each training, and these phases were compared in order to evaluate and compare the immediate impact of HG and EA on movement timing accuracy. The results showed that HG helped improve the immediate timing accuracy (p=0.03), but not EA (p=0.45). After comparing both trainings, HG was revealed to be superior to EA at improving timing (p=0.04). Furthermore, a significant correlation was found between the side of stroke lesion and the change in timing accuracy following EA (r[subscript pb]=0.7, p=0.001), but not HG (r[subscript pb]=0.18, p=0.24). In other words, a deterioration in timing accuracy was found for participants with a lesion in the left hemisphere that had trained with EA. On the other hand, for the participants having a right-sided stroke lesion, an improvement in timing accuracy was noted following EA. In sum, it seems that HG helps improve the immediate timing accuracy for individuals that had a stroke. Still, the side of the stroke lesion seems to play a part in the participants’ response to training. This remains to be further explored, in addition to the impact of providing more training sessions in order to assess any long-term benefits of HG or EA. / Résumé : À la suite d’un accident vasculaire cérébral (AVC), plusieurs atteintes, comme un déficit de timing, sont notées, et ce, même à la phase chronique d’un AVC, ce qui nuit à l’accomplissement de tâches quotidiennes comme se vêtir. L’entrainement robotisé est un entrainement qui est de plus en plus préconisé dans le but d’améliorer la récupération motrice à la suite d’un AVC. Par contre, la plupart des études ont étudié les effets de l’entrainement robotisé sur l’amélioration de l’aspect spatial du mouvement (ex : la direction du mouvement), et non l’aspect temporel (ex : timing). L’objectif principal de ce projet était donc d’évaluer et de comparer l’impact de deux entrainements robotisés sur l’amélioration immédiate du timing soit : la réduction de l’erreur (RE), qui consiste à guider la personne à faire le mouvement désiré, et l’augmentation de l’erreur (AE), qui nuit au mouvement de la personne. L’objectif secondaire consistait à explorer s’il y avait une relation entre le côté de la lésion cérébrale et le changement dans les erreurs de timing suivant l’entrainement par RE et AE. Trente-quatre personnes atteintes d’un AVC au stade chronique (âge moyen de 67 ± 7 années) ont participé à cette étude, où ils devaient jouer à un jeu simulé de machine à boules. Les participants devaient activer une main robotisée au bon moment pour atteindre des cibles présentées aléatoirement sur un écran d’ordinateur. Les participants recevaient soit RE ou AE. Une ligne de base et une phase de rétention étaient données avant et après chaque entrainement, et elles étaient utilisées pour évaluer et comparer l’effet immédiat de RE et AE sur le timing. Les résultats ont démontré que RE permet d’améliorer les erreurs de timing (p=0,03), mais pas AE (p=0,45). De plus, la comparaison entre les deux entrainements a démontré que RE était supérieur à AE pour améliorer le timing (p=0,04). Par ailleurs, une corrélation significative a été notée entre le côté de la lésion cérébrale et le changement des erreurs de timing suivant AE (r[indice inférieur pb]=0,70; p=0,001), mais pas RE (r[indice inférieur pb]=0,18; p=0,24). En d’autres mots, une détérioration de l’exécution de la tâche de timing a été notée pour les participants ayant leur lésion cérébrale à gauche. Par contre, ceux ayant leur lésion à droite ont bénéficié de l’entrainement par AE. Bref, l’entrainement par RE peut améliorer les erreurs de timing pour les survivants d’AVC au stade chronique. Toutefois, le côté de la lésion cérébrale semble jouer un rôle important dans la réponse à l’entrainement par AE. Ceci demeure à être exploré, ainsi que l’impact d’un entrainement par RE et AE de plus longue durée pour en déterminer leurs effets à long terme.

La voie de signalisation des phosphoinositides joue un rôle clé dans la régulation du tonus vasculaire. Plusieurs études rapportent une production endogène de l’angiotensin II (Ang II) et de l’endothéline-1 (ET-1) par les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) de rats spontanément hypertendus (spontaneously hypertensive rats : SHR). De plus, l’Ang II exogène induit son effet prohypertrophique sur les CMLVs selon un mécanisme dépendant de la protéine Gqα et de la PKCẟ. Cependant, le rôle de l’axe Gqα/PLCβ/PKCẟ dans l’hypertrophie des CMLVs provenant d’un modèle animal de l’hypertension artérielle n’est pas encore étudié. L’objectif principal de cette thèse est d’examiner le rôle de l’axe Gqα/PLCβ1 dans les mécanismes moléculaires de l’hypertrophie des CMLVs provenant d’un modèle animal d’hypertension artérielle essentielle (spontaneously hypertensive rats : SHR). Nos premiers résultats indiquent que contrairement aux CMLVs de SHR âgés de 12 semaines (absence d’hypertrophie cardiaque), les CMLVs de SHR âgés de 16 semaines (présence d’hypertrophie cardiaque) présentent une surexpression protéique endogène de Gqα et de PLCβ1 par rapport aux CMLVs de rats WKY appariés pour l’âge. L’inhibition du taux d’expression protéique de Gqα et de PLCβ1 par des siRNAs spécifiques diminue significativement le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR. De plus, la surexpression endogène des Gqα et PLCβ1, l’hyperphosphorylation de la molécule ERK1/2 et le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR de 16 semaines ont été atténués significativement par des antagonistes des récepteurs AT1 (losartan) et ETA (BQ123), mais pas par l’antagoniste du récepteur ETB (BQ788). L’inhibition pharmacologique des MAPKs par PD98059 diminue significativement la surexpression endogène de Gqα/PLCβ1 et le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR. D’un côté, l’inhibition du stress oxydatif (par DPI, inhibiteur de la NAD(P)H oxidase, et NAC , molécule anti-oxydante), de la molécule c-Src (PP2) et des récepteurs de facteurs de croissance (AG1024 (inhibiteur de l’IGF1-R), AG1478 (inhibiteur de l’EGFR) et AG1295 (inhibiteur du PDGFR)) a permis d’atténuer significativement la surexpression endogène élevée de Gqα/PLCβ1 et l’hypertrophie des CMLVs de SHR. D’un autre côté, DPI, NAC et PP2 atténuent significativement l’hyperphosphorylation de la molécule c-Src, des RTKs (récepteurs à activité tyrosine kinase) et de la molécule ERK1/2. Dans une autre étude, nous avons aussi démontré que la PKCẟ montre une hyperphosphorylation en Tyr311 dans les CMLVs de SHR comparées aux CMLVs de WKY. La rottlerin, utilisée comme inhibiteur spécifique de la PKCẟ, inhibe significativement cette hyperphosphorylation en Tyr311 dépendamment de la concentration. L’inhibition de l’activité de la PKCẟ par la rottlerin a été aussi associée à une atténuation significative de la surexpression protéique endogène de Gqα/PLCβ1 et l’hypertrophie des CMLVs de SHR. De plus, l’inhibition pharmacologique de l’activité de la PKCẟ, en amont du stress oxydatif, a permis d’inhiber significativement l’activité de la NADPH, le taux de production élevée de l’ion superoxyde ainsi que l’hyperphosphorylation de la molécule ERK1/2, de la molécule c-Src et des RTKs. À notre surprise, nous avons aussi remarqué une surexpression protéique de l’EGFR et de l’IGF-1R dans les CMLVs de SHR à l’âge de 16 semaines. L’inhibition pharmacologique de l’activité de la PKCẟ, de la molécule c-Src et du stress oxydatif a permis d’inhiber significativement la surexpression protéique endogène de ces RTKs. De plus, l’inhibition de l’expression protéique de l’EGFR et de la molécule c-Src par des siRNA spécifiques atténue significativement le taux d’expression protéique élevé de Gqα et de PLCβ1 ainsi que le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR. Des siRNAs spécifiques à la PKCẟ ont permis d’atténuer significativement le taux de synthèse protéique élevé dans les CMLVs de SHR et confirment le rôle important de la PKCẟ dans les mécanismes moléculaires de l’hypertrophie des CMLVs selon une voie dépendante du stress oxydatif. En conclusion, ces résultats suggèrent un rôle important de l’activation endogène de l’axe Gqα-PLCβ-PKCẟ dans le processus d’hypertrophie vasculaire selon un mécanisme impliquant une activation endogène des récepteurs AT1/ETa, de la molécule c-Src, du stress oxidatif, des RTKs et des MAPKs. / Vascular Gqα signaling has been shown to regulate cardiovascular contractility and growth. Vascular smooth muscle cells (VSMC) from SHR have been shown to exhibit enhanced endogenous production of angiotensin II (Ang II) and endothéline-1 (ET-1). In addition, exogenous Ang II was shown to induce VSMC hypertrophy through Gqα and PKCẟ signaling. However, studies on the role of Gqα/PLCβ1 proteins and PKCẟ signaling in VSMC hypertrophy in animal model of essential hypertension are lacking. The objective of the present thesis is to examine the role of Gqα/PLCβ1 proteins and the associated signaling pathways in VSMC hypertrophy using spontaneously hypertensive rats (SHR). VSMC from 16 week-old SHR (presence of cardiac hypertrophy) and not from 12 week-old SHR (absence of cardiac hypertrophy) exhibited enhanced levels of Gqα/PLCβ1 proteins as compared to age-matched Wistar-Kyoto (WKY) rats. The knockdown of Gqα and PLCβ1 in VSMC from 16 week-old SHR by antisense oligodeoxynucleotides and/or siRNA resulted in attenuation of protein synthesis. In addition, the enhanced expression of Gqα/PLCβ1 proteins, enhanced phosphorylation of ERK1/2 and enhanced protein synthesis in VSMC from SHR were attenuated by Ang II AT1 and ET-1 ETA receptor antagonists losartan and BQ123, respectively, but not by ETB receptor antagonist BQ788. In addition, PD98059 decreased the enhanced expression of Gqα/PLCβ1 and protein synthesis in VSMC from SHR. Since oxidative stress has been shown to be increased in hypertension, we tested the role of oxidative stress in enhanced expression of Gqα and PLCβ1 proteins and VSMC hypertrophy in SHR and further explore the underlying mechanisms responsible for this response. The increased expression of Gqα and PLCβ1 proteins as well as increased protein synthesis exhibited by VSMC from SHR were significantly attenuated by antioxidants: N-acetylcysteine (NAC), a scavenger of superoxide anion, DPI, an inhibitor of NAD(P)H oxidase, PP2 (c-Src inhibitor), AG1024 (IGFR inhibitor), AG1478 (EGFR inhibitor) and AG1295 (PDGFR inhibitor). In addition, the levels of IGF-1R and EGFR proteins and not of PDGFR were also enhanced in VSMC from 16 week-old SHR which were attenuated significantly by NAC, DPI and PP2. Furthermore, the inhibition of oxidative stress and c-Src molecule also attenuated the enhanced phosphorylation of IGF-1R, PDGFR, EGFR and EKR1/2 in VSMC from SHR. To further confirm our results, the knockdown of EGFR and c-Src with specific siRNA was also associated with a significant decrease in the enhanced expression of Gqα and PLCβ1 proteins and enhanced protein synthesis in VSMC from SHR. In another study we showed also that VSMC from 16 week-old SHR exhibit enhanced phosphorylation of PKCδ at Tyrosine 311 (Tyr311) as compared to VSMCs from WKY rats which was attenuated by rottlerin (PKCδ inhibitor) in a concentration dependant-manner. Furthermore, rottlerin also attenuated the increased production of superoxide anion, NAD(P)H oxidase activity, c-Src phosphorylation and ERK1/2 phosphorylation in VSMC from SHR. In addition, rottlerin and PKCδ-siRNA also attenuated the enhanced protein synthesis in VSMCs from SHR. The increased expression of Gqα, PLCβ1, IGF-1R and EGFR exhibited by VSMC from SHR were also attenuated by rottlerin in a concentration dependant manner. Rottlerin also inhibited significantly the enhanced phosphorylation of IGF-1R, PDGFR and EGFR in VSMCs from SHR and WKY. These results suggest that the enhanced levels of endogenous Ang II and ET-1 enhanced the expression of Gqα/PLCβ1 proteins in VSMC from 16 week-old SHR and result in VSMC hypertrophy. On the other hand, the enhanced oxidative stress, c-Src and PKCẟ activation, through the transactivation of growth factor receptors and MAPK signaling contribute to enhanced expression of Gqα and PLCβ1 proteins and resultant enhanced protein synthesis.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Histoire et suivi d'une cohorte multicentrique de 100 nouveau-nés à terme ayant eu un infarctus cérébral artériel (cohorte AVCnn). L’homogénéité de la population, le nombre d’inclus, la somme des données collectées et leur comparaison à des groupes témoins puis désormais la durée du suivi font de la cohorte AVCnn un outil de travail unique dans la littérature. Les premiers résultats ont permis de définir un profil obstétrico-néonatal clinique et biologique à risque (objectif principal de l'étude). Inversement d'autres facteurs de risque suspectés (comme les dysgravidies ou les mutations des facteurs II et V de la coagulation) n'ont pu être confirmés, probablement du fait de la sélectivité des critères d'inclusion; les études antérieures ayant en effet inclus des enfants avec divers types d'AVC périnatals. La cause de l'accident n'a été établie (objectif secondaire) que pour une minorité d'enfants. Il semble exister plusieurs mécanismes pathologiques, dont le poids de naissance et le sexe seraient des biomarqueurs. Des facteurs pronostiques (objectif secondaire) de l'évolution motrice, accessibles dès les premiers jours de vie à l'lRM, ont également été déterminés alors que les symptômes n'apparaîtront que plusieurs mois après. Ceci permet d'envisager qu'une prise en charge précoce et ciblée sur ces nouveau-nés serait d'autant plus efficace que l'enfant n'a pas encore de symptômes. L'évaluation de la qualité de vie et de l'autonomie à l'âge de 3,5 ans est terminée. L'évaluation développementale (profil moteur, neuropsychologique, langagier, comportemental, épileptique et réussite scolaire) et de la réorganisation fonctionnelle cérébrale par IRM à 7 ans viennent de débuter / The AVCnn study is a French multicentre cohort of 100 term newborns with symptomatic arterial ischemic stroke. The homogeneity of the population, the number of patients included, the amount of collected data and their comparison with control groups and duration of follow-up allow to make the cohort AVCnn unique in the literature. Initial data confirm that many obstetrical and perinatal factors are risk determinants (principal objective of the study). Conversely, other suspected risk factors (such as dysgravidia or mutations of coagulation factors II and V) were not confirmed, probably due to the selectivity of the inclusion criteria: previous studies have in fact included children with various types of perinatal stroke. The cause of the accident has been formally established (secondary objective) in only two cases. Nevertheless, birth weight and gender may be biomarkers of two populations of neonates with different pathological mechanisms. Prediction of motor outcomes (secondary objective) can be obtained from early imaging data (<28 days of live), while the symptoms will only appear several months later. This is of paramount importance to families and clinicians, because early intervention may help alleviate the resulting disabilities. The evaluation of quality of life and Functional Independence Measure at age 3.5 years is now complete. The developmental assessment (neuropsychological, language, and behavioural profiles, epilepsy and academic achievement) and the functional reorganization of brain MRI at 7 years have just begun