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

Creating a magnetic resonance imaging ontology.

International audienceThe goal of this work is to build an ontology of Magnetic Resonance Imaging. The MRI domain has been analysed regarding MRI simulators and the DICOM standard. Tow MRI simulators have been analysed: JEMRIS, which is developed in XML and C++, has a hierarchical organisation and SIMRI, which is developed in C, has a good representation of MRI physical processes. To build the ontology we have used Protégé 4, owl2 that allows quantitative representations. The ontology has been validated by a reasoner (Fact++) and by a good representation of DICOM headers and of MRI processes. The MRI ontology would improved MRI simulators and eased semantic interoperability

Suivi IRM des destructions tissulaires par thermocoagulation in vivo à bas champ (imagerie de la température et prédiction de la taille des lésions)

COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

Scattering coefficient determination in turbid media with backscattered polarized light

articl

Caractérisation optique des milieux diffusants (simulation Monte Carlo et mesures en rétrodiffusion polarisée)

Le problème de la caractérisation optique des milieux turbides en régime statique est ici abordé dans le cas où la nature vectorielle de la lumière est considérée. Une mesure du coefficient de diffusion réduit et celui d'absorption est accessible à l'aide de l'analyse de la réflectance en lumière non polarisée. Mais cette réflectance est insensible au coefficient de diffusion qui est porteur d'informations structurelles microscopiques. Une question se pose : "la polarisation apporte-t-elle une information sur le coefficient d'anisotropie g du milieu sondé ?". Un code suivant une méthode Monte Carlo a donc été écrit de façon à pouvoir retracer les interactions d'une onde lumineuse polarisée avec un milieu stratifié contenant des diffuseurs de Mie. Un outil expérimental a aussi été développé afin de réaliser une comparaison avec ces simulations. On s'est ici intéressé aux modifications géométriques et d'intensité induites dans le cas de deux composantes du vecteur de Stokes rétrodiffusé.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

MRI Principles, Hardware Components and Quantification

International audienceThis chapter describes magnetic resonance imaging (MRI) principles and the main components of an MRI scanner, in particular those responsible for the generation of magnetic fields and signal acquisition. The static magnetic field is employed both for polarizing the sample and imposing the frequency of excitation and signal acquisition. These two aspects determine the specifications and constraints of the magnet. The chapter explains how the magnetization relaxation to equilibrium can be modulated to obtain information on spatial localization or tissue composition. It discusses the principles of encoding an nuclear magnetic resonance (NMR) image performed using gradients of magnetic fields in a rather succinct way. In order to perform the spatial encoding of information, additional magnetic fields have to be superposed to the main static magnetic field. The NMR signal measured by a magnetic flux detector is obtained after the steps of amplification, demodulation, sampling and digitization via analog or digital converters

Spectroscopie et imagerie de faibles volumes par RMN (conception et optimisation de capteurs radiofréquence implantables et endoluminaux)

L'extraction de spectres de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) d'échantillons de toujours plus faible volume est un véritable défi scientifique. Que cette réduction de volume soit dictée par des difficultés de production du réactif en quantités importantes ou par un souci de miniaturisation du système d'analyse, elle conduit à remettre en cause la conception des bobines radiofréquence assurant la réception du signal de RMN. Une problématique similaire se pose pour l'imagerie in vivo par RMN du système digestif : les résolutions spatiales nécessaires imposent le développement de capteurs endoluminaux intégrés sur des cathéters. Ainsi après avoir étudié les sources de signal et de bruit de ces capteurs, nous avons mis en oeuvre des outils de simulation électromagnétique pour optimiser les performances des bobines radiofréquence. Ces simulations ont conduit à la réalisation de microbobines solénoïdales, planaires ainsi que de capteurs endoluminaux qui ont été validés en spectroscopie et imagerie par RMN.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Small-animal MRI: signal-to-noise ratio comparison at 7 and 1.5 T with multiple-animal acquisition strategies

articl

Développements de méthodes d'acquisition et de traitement du signal robustes aux défauts du champ magnétique pour la spectroscopie localisée par RMN

La spectroscopie localisée par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) a de nombreuses applications in vivo, car cette technique permet l'étude des métabolites endogènes. Cette thèse explore dans ce contexte diverses voies d'amélioration des données de spectroscopie. La première méthode présentée, est une méthode de correction de spectre mono-voxel. Une méthode de reconstruction pour l'imagerie spectroscopique s'appuyant sur la résolution d'un système d'équations linéaires au lieu de la transformation inverse de Fourier utilisée habituellement est ensuite proposée. Cette modification permet notamment la prise en compte des défauts du champ magnétique local. Enfin, une dernière méthode qui trouve son utilité lorsque le signal est trop faible pour permettre la quantification des signaux des métabolites ou lorsque les défauts du champ magnétique sont trop importants est développée puis validée par simulation et expérimentalement.The selection a small region within the body is a critical requirement for in vivo NMR spectroscopy. This thesis presents different methods to optimize this selection and avoid contamination with extraneous signals even in presence of static magnetic field inhomogeneities and radiofrequency pulses imperfections.The first method presented allows for correcting single-voxel spectrum.The second reconstruction method for spectroscopic imaging is based on solving a system of linear equations instead of the inverse Fourier transform usually used.This particular modification allows taking into account defects in the local magnetic field.The last method developedallows metabolites quantificationeven when the signal is weak or when themagnetic field defects are large.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF