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THÈSE - Tractographie par IRM de diffusion : algorithmes, validation, reproductibilité et applications

Tractographie par IRM
Tensaouti, Fatima
Sous la direction du : Berry, Isabelle
Ecole doctorale: Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche : Laboratoire d'Etudes et de Recherches en Imagerie Spatiale et Médicale (LERISM), Service de Biophysique, Département de Médecine Nucléaire
Mots-clés libres : IRM de diffusion - Tractographie - Déterministe - Probabiliste - Logiciel de neuroimagerie - Reproductibilité - Asymétrie
Sujets : Electricite, électronique, automatique

Table des matières


Liste des figures
Liste des tableaux
Abréviations dans le texte
Introduction
Contexte
Organisation et contributions de cette thèse 

Chapitre 1 Anatomie cérébrale et substance blanche  

1.1 Introduction 

1.2 Le système nerveux central à l’échelle macroscopique 

1.2.1 L’encéphale
1.2.2 Les hémisphères cérébraux  

1.3 Le système nerveux central à l’échelle microscopique 

1.3.1 Les neurones
1.3.2 Les cellules gliales
1.3.3 La répartition de la substance grise et blanche au sein du système nerveux central
1.3.4 Les faisceaux de la substance blanche
1.4 Le faisceau corticospinal
1.5 Conclusion  

Chapitre 2 Diffusion et Imagerie de Tenseur de Diffusion 

2.1 Introduction 

2.2 Concept de la diffusion moléculaire 

2.2.1 Le mouvement brownien
2.2.2 Diffusion : milieu homogène ou non ?
2.2.3 Notion de Propagateur de diffusion 

2.3 Diffusion dans le cerveau humain 

2.4 Mesure de la diffusion par l’IRM 

2.5 Imagerie de Tenseur de Diffusion (DTI) 

2.6 Traitement et extraction des caractéristiques de la diffusion 

2.6.1 Visualisation du tenseur de diffusion
2.6.2 Caractéristiques scalaires
2.6.3 Caractéristiques vectorielles 

2.7 Applications cliniques 

 2.8 Conclusion  

Chapitre 3 Modèles et méthodes avancés pour l’IRM de diffusion 

3.1 Introduction 

3.2 Imagerie de diffusion à haute résolution angulaire 

3.2.1 Echantillonnage de la totalité d’une grille cartésienne 3D
3.2.2 Echantillonnage d’une seule coquille (échantillonnage sphérique) 

3.3 Méthodes de reconstruction des fibres multiples 

3.3.1 Méthodes de reconstruction HARDI non paramétriques
3.3.1.1 Modélisation du coefficient apparent de diffusion (ADC à haute résolution angulaire)
3.3.2 Méthodes de reconstruction HARDI paramétriques (dépendantes d’un modèle) 

3.4 Mesures d’anisotropie HARDI 

3.5 Conclusion 

Chapitre 4 Tractographie 

4.1 Introduction 4.2 Algorithmes de tractographie 4.2.1 Algorithmes déterministes 4.2.2 Algorithmes probabilistes 4.3 Initialisation 4.4 Critères d’arrê 4.5 Limitations des algorithmes de tractographie 4.6 Applications cliniques 4.7 Validation 
4.8 Conclusion 

Chapitre 5 Algorithmes et implémentation Introduction 

5.2 Présentation du logiciel Sisyphe 

5.3 Algorithmes Déterministes
5.3.1 Algorithme Streamline (STT)
5.3.3 Algorithme Tensor Deflection (TD)
5.3.2 Algorithme TensorLine (TL) 

5.4 Algorithme probabiliste (SA) 

5.5 Conclusion 

Chapitre 6 Validation des algorithmes sur fantôme  

 6.1 Introduction 

6.2 Conception du fantôme 

6.2.1 Croquis de la configuration des fibres
6.2.2 Conception mécanique et fabrication 

6.3 Acquisition des IRM pondérées en diffusion 

6.4 Estimation des données réalité terrain
6.5 Règlement de l’étude
6.5.1 Format du fichier
6.5.2 Système de coordonnées
6.5.3 Pré-traitement
6.6 Méthodologie d’évaluation
6.6.1 Scores génériques d’appariement de fibres
6.6.2 Les métriques 

6.7 Paramètres des algorithmes et données utilisées 

6.8 Résultats
6.8.1 Evaluation qualitative
6.8.2 Analyse quantitative
6.9 Discussion
6.10 Conclusion 

Chapitre 7 Reproductibilité inter-examen des algorithmes de tractographie 

7.1 Introduction
7.2 Matériels et méthodes
7.2.1 Post-traitement des données
7.2.2 Tractographie
7.2.3 Reconstruction su faisceau corticospinal
7.2.4 Evaluation de la reproductibilité
7.2.5 Analyse statistique
7.3 Résultats
7.3.1 Pourcentage de recouvrement
7.3.2 Volume Moyen
7.3.3 Variation de Volume
7.3.4 Comparaison entre les algorithmes
7.4 Discussion
7.5 Conclusion 

Chapitre 8 Asymétrie du faisceau corticospinal et sa relation avec la latéralité 

8.1 Introduction
8.2 Matériels et Méthodes
8.2.1 Données IRM
 8.2.2 Evaluation de la dominance
8.2.3 Reconstruction du faisceau corticospinal (CST
8.2.4 Analyse statistiques
8.3 Résultats
8.3.1 Asymétrie de la fraction d’anisotropie
8.3.2 Asymétrie de la diffusion moyenne
8.3.3 Asymétrie du volume
8.3.4 Asymétrie de la diffusion parallèle
8.3.5 Asymétrie de la diffusion perpendiculaire
8.3.6 Asymétrie du coefficient de linéarité
8.3.7 Asymétrie de l’indice planaire
8.3.8 Asymétrie du coefficient de sphéricité
8.4 Discussion
8.5 Conclusion
Conclusion générale et perspectives
Bibliographie
Publications de l’auteur 



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Ditulis oleh: younes younes - vendredi 2 novembre 2012

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