Utilisation des ontologies dans le contexte de l'Imagerie par Résonance Magnétique

L imagerie médicale et en particulier l Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) occupe une place de choix dans les décisions médicales. Malgré des techniques et des pratiques d examens comparables les industriels du secteur utilisent un vocabulaire différent pour décrire les événements de l expérience IRM. Les ontologies permettent de résoudre cette problématique. En les intégrant dans un système informatique nous avons choisi de proposer des solutions innovantes pour trois situations quotidiennes: l annotation d examen, la reconnaissance et la correction d artéfact et l aide à la prescription d examen. Les connaissances du domaine IRM sont issues de la littérature et de la pratique quotidienne. DICOM, élément incontournable à l échange de données en imagerie médicale, a été le point de départ de l élaboration de l ontologie. Les connaissances sur les artéfacts en IRM sont en partie issues d une collaboration avec l université de Texas A&M Temple. Pour l aide à la prescription d examen nous avons choisi une situation clinique représentative la demande d IRM dans le cadre des traumatismes du genou. Les statistiques proviennent d une étude réalisée dans le service de médecine du sport du CHU de Rennes. Les systèmes élaborés permettent aux utilisateurs d utiliser les ontologies sans y être confronté et permettent l analyse de l entête DICOM d une image, l annotation de l image, la comparaison d une image IRM pour la correction d artéfact et l aide à la prescription d IRM est sous la forme d un serveur web permettant à l utilisateur de connaître en fonction des signes cliniques présents, la probabilité d avoir une lésion lors de la réalisation de l IRM. Nous avons démontré la possibilité d utilisation des ontologies pour améliorer l exercice quotidien des praticiens. Les techniques utilisées montre la possibilité d utiliser les ontologies en les associant aux images et aux probabilités. Le système choisi, interface permettra l évolution vers une technologie de type webservice.Magnetic resonance imaging (MRI) is a key examination in medical decision making. Despite MRI technics are slightly similar, each industrial has developed his own vocabulary to describe the MRI experience. Ontologies have been developed to help in such situations. We have decided to create IT solutions using ontology for three daily radiological situations: exams annotation, MRI artifacts recognition and correction and exam appropriateness. The domain knowledge is extracted from literature and everyday practice. DICOM, as key element for data exchange in radiology, has been used to create the ontology. Concerning MRI artifacts, a part of the knowledge comes from a collaborative work with the university of Texas A&M Temple. Concerning exam appropriateness, we have chosen a representative clinical situation: interest of knee MRI in case of knee trauma. The statistical data are coming from a clinical study done in the CHU of Rennes. Our systems allow users to take benefits of ontology without facing it. They give a DICOM header analysis, proposed an image annotation, compare image to correct MRI artifacts and help physicians to judge MRI appropriateness in case of knee trauma. We have demonstrated that ontologies could be used to improve daily practice in radiology and that ontologies could be associated to image and statistical data. Future of this work could be a system transformation into a web service.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF

Systèmes cognitifs artificiels : du concept au développement de comportements intelligents en robotique autonome

Les travaux présentés dans le cadre de cette habilitation à diriger des recherches s’appuient sur le principe de la robotique développementale et plus particulièrement sur le paradigme de l’énaction. L’idée n’est donc pas de développer un robot intelligent, mais plutôt de concevoir un robot qui soit capable de le devenir. L’originalité du travail présenté dans ce mémoire repose sur le fait que le système cognitif artificiel est décomposé en deux parties distinctes : la première regroupe des processus cognitifs « inconscients » et la deuxième concerne les processus cognitifs « conscients ». Les processus cognitifs inconscients correspondent aux aptitudes (pré-programmées ou apprises) fonctionnant de manière quasi-automatique, alors que les processus cognitifs conscients contribuent au développement et à l’apprentissage de nouvelles aptitudes. La cognition associée au robot est donc le résultat d’un processus de développement par lequel le robot devient progressivement plus habile et acquiert les connaissances lui permettant d’interpréter le monde qui l’entoure.Ce mémoire se décompose en trois grandes parties. La première partie correspond à un curriculum vitae détaillé présentant l’ensemble de mon parcours professionnel. La deuxième partie est consacrée à la présentation plus approfondie de mes activités de recherches qui se sont focalisées sur le développement de systèmes cognitifs artificiels appliqués à la robotique avec des applications dans les domaines de la locomotion bipède, la perception et l’acquisition autonome de connaissances ainsi que les systèmes multi-robots et l’intelligence distribuée. Enfin, la troisième partie est une compilation de quatre articles de revue représentatives de l’ensemble de mes travaux de recherches

Definitions in ontologies

Definitions vary according to context of use and target audience. They must be made relevant for each context to fulfill their cognitive and linguistic goals. This involves adapting their logical structure, type of content, and form to each context of use. We examine from these perspectives the case of definitions in ontologies

Mise au point d’un système de fermentation pour la production d’un microbiote intestinal porcin

La prise en compte du microbiote intestinal porcin est une approche de plus en plus considérée dans la qualification des mesures de contrôle des pathogènes alimentaires issus de cette filière de production. Toutefois, ces études, en conditions protégées, sont généralement réalisées in vivo, nécessitent des installations spécialisées, coûteuses en fonctionnement. Une alternative possible à l’utilisation des animaux serait la disponibilité d’un système in vitro mimant le microbiote intestinal cultivé en bioréacteur. Ce projet de recherche vise la mise au point d’un système de culture en bioréacteur pour la production d’un microbiote dérivé du microbiote intestinal porcin, puis la mesure de l’effet de deux huiles essentielles sur le microbiote. Un système, original par son alimentation continue par un digestat d’aliment conventionnel porcin, a été utilisé dans le cadre de ce projet. En effet, ce système est composé de huit réacteurs, dont un réacteur mère permettant la croissance du microbiote qui a été distribué dans les sept réacteurs fils afin de disposer de conditions reproductibles. Les résultats obtenus par séquençage métagénomique 16S par Illumina MiSeq des échantillons démontrent une grande évolution de la composition des échantillons à 48 h par rapport au contenu intestinal utilisé pour l’inoculation. Toutefois, cette variation a diminué considérablement entre 48h et 72h, pour offrir une fenêtre d’analyse de microbiotes complexes d’origine intestinale porcine pour l’évaluation d’additifs alimentaires. Dans le cadre de cette étude, l’introduction de deux huiles essentielles, le Thymol et le Carvacrol, a été testée dans le système à 48h, pour deux concentrations (200 ou 1000 ppm). Les résultats de PCR quantitative ont démontré une augmentation significative des populations de Lactobacilles dans les réacteurs contenant du Thymol à 1000 ppm en 24h (entre l’ajout à 48h et la fin de l’expérience, à 72 h) ou par comparaison avec le réacteur contrôle sans huile à la fin de l’essai, mais aucune différence significative n’a été observée pour le Carvacrol. Toutefois, aucune différence significative n’a été observée au niveau de la composition du microbiote entre les réacteurs comportant des additifs différents. Cette étude a permis le développement d’un système de bioréacteur permettant de maintenir un microbiote dérivé du microbiote intestinal porcin sur 72h, ainsi que sa mise en oeuvre pour mesurer l’effet de l’addition d’une huile essentielle dans un réacteur.Pig intestinal microbiota is an approach more considered in the foodborne pathogen control qualification in the pig production. However, these studies are commonly conducted in vivo needing specific installation and significant costs. A possible alternative to the use of animals would be the used of an in vitro system to mimic the intestinal microbiota, in a bioreactor. This research project aims to setup a bioreactor system to produce a microbiota derived from the pig intestinal microbiota, and to assess the effect of two essentials oils on this microbiota. The system used in this project is unique by its design, continuously supplied using digested piglet feed as a culture media. This system is composed of eight reactors, including a mother reactor for the growth of the microbiota that was divided between seven daughter reactors to obtain reproducible conditions. Results obtained by 16S metagenomic sequencing using Illumina MiSeq of the samples showed an evolution of the sample composition at 48h compared to intestinal content used for inoculation. However, this variation decreases between 48h and 72h, offering a window for the analysis of food additives effect on the microbiota from piglet origin. In this study, two essentials’ oils, Thymol and Carvacrol, were added to the system at 48h, at a concentration of 200 and 1000 ppm, respectively. Quantitative PCR showed a significant increase of Lactobacilli in reactors containing Thymol at 1000 ppm in 24h (between the addition at 48h and the end of the experiment at 72h) or when comparing with the control reactor without oils at the end of the experiment, but no significative difference was observed for the Carvacrol. However, no significative difference was observed in microbiota composition between the reactors containing the different additives. This study enabled the development of a bioreactor system to maintain a microbiota derived from the pig intestinal microbiota over 72h, and the possibility to assess the effect of essential oils addition in a reactor