Micro-CT imaging reveals<i> Mekk3 </i>heterozygosity prevents cerebral cavernous malformations in <i>Ccm2</i>-deficient mice

Mutations in CCM1 (aka KRIT1), CCM2, or CCM3 (aka PDCD10) gene cause cerebral cavernous malformation in humans. Mouse models of CCM disease have been established by deleting Ccm genes in postnatal animals. These mouse models provide invaluable tools to investigate molecular mechanism and therapeutic approaches for CCM disease. However, the full value of these animal models is limited by the lack of an accurate and quantitative method to assess lesion burden and progression. In the present study we have established a refined and detailed contrast enhanced X-ray micro-CT method to measure CCM lesion burden in mouse brains. As this study utilized a voxel dimension of 9.5μm (leading to a minimum feature size of approximately 25μm), it is therefore sufficient to measure CCM lesion volume and number globally and accurately, and provide high-resolution 3-D mapping of CCM lesions in mouse brains. Using this method, we found loss of Ccm1 or Ccm2 in neonatal endothelium confers CCM lesions in the mouse hindbrain with similar total volume and number. This quantitative approach also demonstrated a rescue of CCM lesions with simultaneous deletion of one allele of Mekk3. This method would enhance the value of the established mouse models to study the molecular basis and potential therapies for CCM and other cerebrovascular diseases

Study of ultrasonic signatures of bone for post-mortem dating

Dans le contexte de l’anthropologie judiciaire, ce travail de recherche présente une étude des signatures ultrasonores des os en vue d’une datation post mortem. Le premier chapitre présente l’état de l’art sur la connaissance de la structure de l’os, de la datation osseuse ainsi que les études mécaniques classiquement réalisées sur l’os pour d’autre domaines d’applications. Les deux chapitres suivants présentent deux approches de caractérisation ultrasonore : la première, par une mesure locale et la seconde par une mesure globale. Dans les deux cas, quatre groupes d’échantillons osseux de délais post mortem différents sont étudiés et des études annexes permettent d’assurer la comparabilité des échantillons entre eux.Le première approche propose une mesure ultrasonore locale sur l’os, en contact ou en immersion, des coefficients diagonaux de la matrice de rigidité de l’os. Elle permet une mesure précise de nombreux paramètres de l’os et permet de juger de son anisotropie. La seconde approche propose le suivi par vibrométrie 3D d’ondes guidées dans a corticale osseuse. Cette méthode permet, à partir d’une mesure unique, de caractériser l’os par plusieurs paramètres.Les résultats de ce travail montrent une évolution non négligeable des coefficients de rigidité de l’os entre 13 à 50 ans de délai post mortem. Avant 13 ans et après 50 ans, les propriétés de l’os semblent peu évoluer. Cette évolution est conjointement révélée par les mesures locales et globales de l’os.Ce travail confirme l’usage du modèle isotrope transverse pour la caractérisation de l’os post mortem. Il suggère la capacité des mesures vibrométriques rendre compte du modèle choisi par une mesure unique et à participer à une estimation du délai post mortem sans conditionnement préalable de l’os par la mise en place d’une émission ultrasonore non destructive.In the context of forensic anthropology, this research presents a study of ultrasound signatures of bones for post-mortem dating. The first chapter presents the state of the art on knowledge of bone structure, bone dating as well as mechanical studies conventionally performed on bone for other fields of application. The next two chapters present two approaches to ultrasonic characterization: the first, by a local measurement and the second by a global measurement. In both cases, four groups of bone samples of different post-mortem age are studied, and additional studies make it possible to ensure the comparability of the samples between them.The first approach proposes a local ultrasonic measurement on bone, in contact or in immersion, of the diagonal coefficients of the bone stiffness matrix. It allows a precise measurement of many parameters of the bone and makes it possible to judge its anisotropy. The second approach proposes monitoring by 3D vibrometry of guided waves in the bone cortex. This method allows, from a single measurement, to characterize the bone by several parameters.The results of this work show a significant change in the coefficients of bone stiffness from 13 to 50 years after the death of the individual. Before 13 years and after 50 years, the properties of bone do not seem to change much. This development is jointly revealed by local and global measurements of the bone.This work confirms the use of the transverse isotropic model for the characterization of post-mortem bone. It suggests the capacity of vibrometric measurements to account for the model chosen by a single measurement and to participate in an estimation of the post-mortem time without prior conditioning of the bone by the establishment of a non-destructive ultrasonic emission

Influence of the mechanical conditions applied to ultrasonic coupling agents on the acoustic transmission for high frequency imaging

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Caractérisation Ultrasonore du Délai Post-Mortem d’Os Humains

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Caractérisation Ultrasonore du Délai Post-Mortem d'Os Humains

International audienceAfin d’améliorer l’évaluation du délai post-mortem (DPM) de l’os humain, les experts en anthropologie judiciaire de la gendarmerie nationale s’intéressent à de nouvelles méthodes et notamment au contrôle non destructif (CND). Si les méthodes de colorimétrie par Bleu du Nil permettent actuellement une datation jusqu’à cent ans, ces techniques altèrent l’os qui est une pièce à conviction dans une enquête criminelle. Afin d’éviter cette dégradation, le travail présenté ici propose une méthode de caractérisation du DPM par des méthodes ultrasonores ayant fait leur preuve pour le CND de matériaux complexes, y compris des os dans les applications médicales. L’objectif est d’identifier les paramètres ultrasonores pertinents représentatifs de l’âge post-mortem. Les vitesses de propagation des ondes de compression et de cisaillement sont mesurées à travers des échantillons parallélépipédiques d’os cortical prélevés sur des fémurs humains en respectant l’orientation anatomique de l’os. Ces mesures effectuées dans les 3 directions de l’espace permettent de calculer les coefficients diagonaux de la matrice de rigidité. Les mesures de vitesse de propagation des ondes de compression sont effectuées en transmission, à l’aide de PinducersTM émetteur / récepteur en immersion dans l’eau. La mesure des vitesses des ondes de cisaillement est faite via un second dispositif non immergé utilisant des transducteurs de contact. Les résultats présentés sont issus des signatures ultrasonores mesurées sur des os, provenant d’individus aux paramètres pré-mortem similaires, dont le DPM varie entre 1 et 50 ans. Les six coefficients diagonaux de la matrice de rigidité sont représentés et discutés en fonction du DPM. Une première classification des os est possible selon leur âge post-mortem. Afin de faciliter la lecture et l’interprétation des résultats, un paramètre unique est proposé, la trace de matrice de rigidité, confirmant la contribution possible de la technique ultrasonore employée pour la datation des os humains

Etude de signatures acoustiques d’os en vue de l’estimation du délai Post-Mortem

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Etude de signatures acoustiques d’os en vue de l’estimation du délai Post-Mortem

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Experimental analysis of transient US waves inside plates from 3D vibration measurements along the surface: comparison between bone plate and aluminium plate

International audienceThe diagnoses of the experts in forensic anthropology of the French Gendarmerie Nationale to estimate post-mortem interval (PMI) are usually carried out by physico-chemical methods that are sensitive to bone composition. Non-destructive methods are needed for expanding the PMI estimation and improve its accuracy. The present work proposes an experimental investigation of ultrasonic wave propagation on ex vivo bones and their potential use for the evaluation of the bone mechanical and geometrical properties as function of bone degradation. In this work, mechanical properties of bone are studied by ultrasonic guided propagation. The bone samples are extracted from bovine femur as plate samples of cortical bone (5x40x80mm). The preliminary ultrasonic experiments are performed on theses samples using a 1D laser vibrometry to monitor the wave propagation along the main axis of the bone. In order to determine the nature (i.e. wave type and polarization) of the observed normal vibrations and to separate the aspects that could be linked to the bone anisotropy from pure geometrical aspects, the same propagation aspects are studied on an isotropic aluminum plate. Using a 3D laser vibrometer (Polytec PSV 3D 500), both the aluminum plate and the bone plate are scanned, providing the measurement of the vibrations along the 3 directions and for each point of the scanned surface. The signal differences between the two plates are analyzed pointing out a possible gradient of material properties along its thickness. A geometrical model is proposed to link the space-time signals to their Fourier domain wavenumber-frequency and Lamb modes dispersion curves. A future ellipsometry study will be done on human bones for several PMI to follow the evolution of mechanical properties of the bone according to the time after the death