Réalisation d'un système d'émission-réception 4 canaux dédié au cerveau de rat pour un système RM à 7T

International audienceUn système ainsi qu'une bobine d'émission-réception ont été réalisés pour un système RM à 7 T. Ce système d'émission-réception 4 canaux permet de créer un champ magnétique RF B1+ polarisé circulairement. La combinaison constructive des phases des 4 canaux a été démontrée par des images RM

Biomechanical Liver characterization through Magnetic Resonance Elastography

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Biomechanical Liver characterization through Magnetic Resonance Elastography

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Solitons à gestion de dispersion et solitons de cut-off dans les lignes électriques non linéaires

La première partie de cette thèse est consacrée à une étude numérique de la technique de la gestion de dispersion sur un système de lignes électriques discrètes et non linéaires. L'utilisation des lignes passe-bas et passe-bande induit une respiration impulsionnelle caractéristique des solitons à gestion de dispersion. Cependant ces systèmes de lignes électriques se révèlent être particulièrement sensibles aux effets de la dispersion d'ordre 3 et d'adaptation d'impédance. La deuxième partie de cette thèse concerne la supra-transmission et la bistabilite non linéaire au-delà de la fréquence de coupure d'une ligne électrique passe-bas non linéaire. Nous développons une théorie qui permet de prédire les amplitudes seuils déclenchant la supra-transmission et la génération de solitons de cut-off dans le cas d'une ligne longue, et la bistabilité avec hystérésis pour une ligne courte. Les résultats de cette théorie sont confirmés numériquement et expérimentalement sur des lignes longues de 200 et 18 cellules.The first part of this thesis is devoted to a numerical study of dispersion management in a discrete nonlinear electrical transmission line. A system composed of a low-pass and band pass line induces a pulse breathing typical of dispersion managed solitons. However this system is shown to be particularly prone to third order dispersion and impedance mismatch. The second part of this thesis concerns supra-transmission and nonlinear bistability above the cut-off frequency of a nonlinear low-pass electrical line. We develop a theory which predicts the amplitude thresholds triggering supra-transmission and cut-off soliton generation in the case of a long line, and Bistability with hysteresis in a short line. The results of this theory are confirmed numerically and experimentally on lines consisting of 200 and 18 cells.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

AUGMENTATION DU SIGNAL IRM DANS LES TISSUS DENSES EN MACROMOLECULES : LIEN AVEC L’ELASTICITE

International audienceA l’heure de la radiomique, le champ d’application de l’IRM est de plus en plus étendu. Cette technique permet d’accéder facilement à de multiples types d’informations morphologiques, physiologiques et fonctionnelles. Notre étude porte sur l’analyse des propriétés d’une séquence IRM (appelée T2ρ), qui permet d’augmenter, dans certains tissus, l’intensité du signal de l’eau. Cette séquence, basée sur la théorie de Redfield [1], a donné des résultats remarquables sur certains tissus en montrant un rehaussement de signal important dans les régions riches en macromolécules [2]. Le degré de liaisons entre ces dernières et l’eau peut refléter les propriétés viscoélastiques des tissus de l’organisme. Nous voulons corréler le rehaussement de signal obtenu par T2ρ à la viscoélasticité du milieu, sur des fantômes calibrés.1. A.G.Redfield, Phys. Rev.,DOI: 10.1103/PhysRev.98.17872. D. Grenier et al., DOI: 10.1006/jmre.2000.218

Comparaison des propriétés viscoélastiques de fantômes de plastisol obtenues avec les techniques d'élastographie par résonance magnétique et de rhéologie à haute fréquence

National audienceL'étude présentée ici a pour objectif d'évaluer la pertinence des propriétés viscoélastiques estimées en élastographie par résonance magnétique (ERM), en les comparant aux résultats obtenus en rhéologie à haute fréquence (RHF), dans une gamme de fréquence commune. Cette comparaison a déjà fait l'objet d'un certain nombre études. Cependant, dans la plupart des travaux présentés, elle se trouvait limitée par des résultats expérimentaux obtenus dans des gammes de fréquences différentes, nécessitant donc une extrapolation des résultats pour comparer les deux techniques.Trois fantômes de plastisol (dispersion de particules de chlorure de polyvinyle dans un plastifiant liquide) ont tout d'abord été réalisés en variant la concentration en assouplissant (de 0 à 50%) afin d'obtenir trois fantômes ayant des propriétés viscoélastiques différentes.L'expérience d'ERM a consisté à placer ces fantômes dans un IRM, et à faire propager une onde de cisaillement dans le fantôme à l'aide d'un dispositif externe (Fig.1). Grâce à une séquence IRM spécifique qui repose sur l'ajout de gradients de sensibilisation au mouvement, les déplacements induits dans le fantôme par la propagation de l'onde ont été codés dans la phase de l'image IRM. L'expérience a été répétée pour différentes fréquences d'excitation mécanique, comprises entre 400 et 1200 Hz (Fig.2). Les modules de conservation G' (représentant la partie élastique) et de perte G'' (partie visqueuse) ont été reconstruits par traitement des images de phase en utilisant l'inversion de l'équation d'Helmholtz 2D.L'expérience de RHF a été faite dans des conditions similaires (température, âge du fantôme) pour des fréquences allant de 160 à 630 Hz et à partir de fines couches de fantômes issus des mêmes préparations que celles réalisées pour l'ERM. Pour chaque fantôme, quatre échantillons ont été testés.Les résultats obtenus avec les deux techniques (Fig.3) sont concordants, mettant ainsi en avant l'intérêt de l'ERM pour l'examen des propriétés mécaniques des tissus biologiques in vivo. De plus, les résultats obtenus pour les modules de conservation et de perte pour les trois fantômes correspondent à ceux de différents tissus biologiques (foie, muscles ou encore cerveau), faisant ainsi de ces fantômes de bons candidats pour le développement de fantômes permettant de tester de nouveaux algorithmes et méthodes en ERM, avant expérimentation sur le vivant.La prochaine étape de cette étude va consister à réaliser la même comparaison des propriétés visco-élastiques, mais sur foies de souris in vivo puis excisés en ERM, et sur des échantillons de ces mêmes foies en RHF

Accès au temps de relaxation transversale dipolaire et augmentation du contraste dans les tissus denses en macromolécules

National audienceBut de l'étudeA l’heure de la radiomique, le champ d’application de l’IRM est de plus en plus étendu. Cette technique permet d’accéder facilement à de multiples types d’informations morphologiques, physiologiques et fonctionnelles. Notre étude porte sur l’analyse des propriétés d’une séquence IRM (appelée T2ρ), qui permet d’augmenter, dans certains tissus, l’intensité du signal de l’eau. Cette séquence, basée sur la théorie de Redfield [1], a donné des résultats remarquables sur certains tissus en montrant un rehaussement important de signal dans les régions riches en macromolécules [2]. Le degré de liaison entre ces dernières et l’eau peut refléter les propriétés viscoélastiques des tissus de l’organisme. Nous voulons corréler le rehaussement de signal obtenu par T2ρ à la viscoélasticité du milieu, sur des fantômes calibrés.Matériel et méthodesQuatre échantillons de plastisol de viscoélasticités différentes ont été préparés d’une part à partir de solution « standard » et assouplissant (adipate de diethylhexyle) en proportion respectives 50-50 (a), 75-25(b) et 100-0 (c) et d’autre part de solution « rigide » (d). La partie réelle du module de cisaillement (G’), traduisant l’élasticité du fantôme, a été estimée par nos soins grâce à la technique d’élastographie par résonance magnétique à 800Hz : 3,98±1,06 kPa, 13,7±0,91 kPa, 35,2±2,05 kPa et 45,4±9,22 kPa (resp.)[3]. La séquence utilisée est une séquence permettant d’acquérir à la fois une image en écho de spin standard (SE) ainsi qu’un Magic Echo Pulse Sandwich (MEPS) de type IGIP (T2ρ) [2] (FOV=8x8cm, 256x256 pixels,coupe de 7.5mm, TR=750ms, amplitude Burst=750 Hz). Pour extraire les valeurs des temps de relaxation transversale, les images sont acquises à différents temps d’échos (Table 1).RésultatsOn observe (Fig 1 et Table 1) que le signal est augmenté dans les images issues de T2ρ, quel que soit le temps d’échos. L’intensité moyenne peut être jusqu’à deux fois plus importante, dans certains cas le rehaussement de signal est de plus de 100%. Pour les deux types d’images les valeurs moyennes (Fig 2) des temps de relaxation transversale diminuent exponentiellement avec la rigidité. Cependant, les valeurs de T2ρ sont jusqu’à deux fois plus élevées que les valeurs de T2 et présentent une plage de variation huit fois plus étendue.DiscussionAu temps d’échos, l’annulation de la composante dipolaire associée au système permet d’augmenter l’intensité du signal et d’allonger le temps de relaxation transversale (T2ρ). En partie responsable de la dégradation du signal, la composante dipolaire a un impact d’autant plus important que le tissu est rigide et dense en macromolécules. Cette technique permet donc de visualiser un signal à des temps d’échos beaucoup plus longs dans des tissus denses en macromolécules. Notre étude montre également que le rehaussement de signal est d’autant plus important que G’ est grand, et que la plage de variation de T2ρ est assez étendue. Cette séquence simple à mettre en oeuvre devrait permettre d’avoir des renseignements sur l’élasticité du milieu.Références1.A.G.Redfield, DOI:10.1103/PhysRev.98.17872.D.Grenier et al., DOI:10.1006/jmre.2000.21883.P.M.Lefebvre etal.,DOI:10.1109/EMBC.2016.7590924Remerciements : LABEX PRIMES : ANR-11-LABX-006

A Cardiovascular Model for the Analysis of Pacing Configurations in Cardiac Resynchronization Therapy

International audienceA lumped-parameter model of the cardiovascular system, made of 3 interacting modules (an electrical heart model, an elastance-based mechanical heart model and a circulatory system) is proposed in this paper. This model is able to reproduce the clinically observed quasi-parabolic nature of the dependence of systolic blood pressure (SBP) on atrioventricular (AVD) and interventricular (VVD) delays and the increased SBP on AVD dependance at high heart rates. A sensitivity analysis has been performed on the main variables of this model, as well as parameter identification on interpolated clinical data. Results from these analyses show the importance of integrating the circulatory and regulatory systems for the reproduction of appropriate physiological responses to CRT

Génération expérimentale de solitons de cut-off dans une ligne électrique non linéaire

National audienceNous étudions le phénomène de supratransmission dans un milieu non linéaire discret, soumis, à une excitation périodique dont la fréquence appartient à la bande interdite. Nous montrons l’existence d’un seuil de tension au dessus duquel l’instabilité modulationnelle (IM) va se développer dans la ligne, valeur de seuil dépendant de la fréquence d’excitation. Si elle n’empêche pas l’apparition de l’IM par supratransmission, la dissipation présente dans la ligne est un obstacle à la génération des solitons de cut-off, obstacle que nous sommes parvenus à contourner par un choix approprié de l’amplitude de l’excitation

Génération expérimentale de solitons de cut-off dans une ligne électrique non linéaire

National audienceNous étudions le phénomène de supratransmission dans un milieu non linéaire discret, soumis, à une excitation périodique dont la fréquence appartient à la bande interdite. Nous montrons l’existence d’un seuil de tension au dessus duquel l’instabilité modulationnelle (IM) va se développer dans la ligne, valeur de seuil dépendant de la fréquence d’excitation. Si elle n’empêche pas l’apparition de l’IM par supratransmission, la dissipation présente dans la ligne est un obstacle à la génération des solitons de cut-off, obstacle que nous sommes parvenus à contourner par un choix approprié de l’amplitude de l’excitation