Analyse et gestion des mouvements physiologiques en IRM thoraco-abdominale, Analysis and management of physiological motions for thoracic and abdomino-pelvic MRI

Damien Mandry

Description

Sous la direction de Michel Claudon
Thèse soutenue le 29 octobre 2009: Nancy 1
L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique d'imagerie médicale très riche et en plein essor. Elle permet d'obtenir de hautes résolutions temporelle et spatiale, et une très bonne caractérisation tissulaire. Malheureusement, les activités physiologiques de la circulation et de la respiration induisent des mouvements qui interfèrent avec le processus d'acquisition, assez lent, générant des artéfacts. D'un côté, l'exploration par IRM des organes thoraco-abdominaux en est perturbée, mais d'un autre côté c'est un outil non-invasif et précis d'analyse. Ainsi, nous avons montré que la course du diaphragme était de l'ordre de 1 à 2 cm dans une population de patients atteints de mucoviscidose, comme chez les sujets normaux, et légèrement plus importante en postérieur qu'en antérieur. Au cours d'une autre étude, nous avons observé que les déplacements crânio-caudaux du rein étaient aussi importants chez le nourrisson que chez l'adulte, avec des conséquences en imagerie fonctionnelle. Les méthodes gestion de ces mouvements, comme l'apnée ou la synchronisation sur des capteurs externes ou internes, restent cependant imparfaites. Nous montrons comment améliorer la qualité des images pulmonaires chez les patients atteints de mucoviscidose par une technique de double synchronisation cardiaque et respiratoire développée au laboratoire, et comment nous avons pu réaliser des séquences de ciné-cardiaque de haute qualité en respiration libre par utilisation de l'algorithme GRICS. Enfin, nous présentons plusieurs études portant sur l'analyse cinétique des traceurs, illustrant les contraintes particulières à cette situation, et posons les conditions d'un recalage efficient.
-IRM thoraco-abdominale
-Mucoviscidose
-Mouvements cardio-respiratoires
-Imagerie adaptative
-Mouvements cardio-respiratoires
Magnetic Resonance Imaging (MRI) has become a major medical Imaging technique thanks to high temporal and spatial resolution, as well as to its abilities to distinguish between tissues. On one hand, MRI examinations of thoracic and abdomino-pelvic organs are compromised by the motions induced by circulation and respiration, but on the other hand, MRI is a non-invasive and precise tool to study these displacements. We have shown, in a group of patients with cystic fibrosis (CF), that the diaphragmatic course was around 1 to 2cm, as it is in normal subjects. In another study, we have found that motions of the kidney was in the same range in infants and in adults, despite the difference in the size of this organ; this is a major cause of error when performing functional analysis. Managing these motions is based upon breath holding and synchronization, both remaining imperfect. Thus, we showed how an in-lab dual synchronization, both cardiac and respiratory, improved quality of lung images in the patients with CF, and how we managed realizing high quality cardiac cine-MRI using the GRICS algorithm. At last, we discuss the specific difficulties of kinetic imaging of contrast agents through a few studies, and explain the bases of an efficient registration method.
Source: http://www.theses.fr/2009NAN10096/document

Sujets

• Mucoviscidose

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 85
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

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http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm Nancy-Université  
~ .
Nancy -­‐Université  –  Université  Henri  Poincaré  Nancy  1  
Faculté  de  Médecine  
Ecole  doctorale  Biologie  Santé  Environnem  ent
N°  attribué  par  la  bibliothèque  
      
THESE  
présentée  pour  l’obtention  du  titre  de  
Docteur  de  Nancy -­‐Université,  Université  Henri  Poincaré  Nancy  1  
Mention:  Ingéniérie  celulaire  et  tisulaire  
par  Dameni  Mandry  
le  29  octobre  2009  
 
ANALYSE  ET  GESTION  ES  MD OUVEMENTS  PHYSIOLOGIQUES  EN  IRM  
THORACO-­‐ ABDOMINALE  
JURY  :  
Président  :     Jean-­‐Marie  ESCANYE     MCU-­‐PH,  HDR,  Nancy-­‐Université  
Rapporteurs  :     Emmanuel  DURAND     PU-­‐PH,  Université  Paris  X  SIu  d  -­‐
Frédérique  FROUIN     CR  INSERM,  HDR  
Examniateurs  :   Nicolas  GRENIER     PU-­‐PH,  Université  Bordeaux  2  
Cyril  SCHWEITZER     PU-­‐PH,  Nancy-­‐Université  
Michel  CLAUDON     PU-­‐PH,  Nancy-­‐Université,  directeur  de  thèse  
 
LABORATOIRE  :   IADI,   Imagerie   Adaptative   Diagnostique   et   Interventionnelle,   INSERM   U947,  
Nancy  
Directeur  :  Pr  Jacques  Felgerbli  n
 
 2    
REMERCIEMENTS  
3  4    
J’exprime  en  premier  lieu  ma  gratitude  au  laboratoire  IADI  qui  m’a  accueilli  pendant  
les  (trop)  nombreuses  années  que  durèrent  ce  doctorat,  et  pendant  lesquelles  je  l’ai  vu  
grandir  (à  une  vitesse  impressionnante)  sous  la  houlette  son  de  directeur  le  Pr  Jacques  
Felblinger.  Que  soient  également  remerciés  les  «  an  »cien  du  lasboratoire  avec  lesquels  j’ai  
eu  le  plaisir  de  partager  cette  aven  :  tureStéphane  Gay,  Freddy  Odille,  Cédric  Pasquier,  
Pierre -­‐André  Vuissoz,  Damien  Husson.  Sansi  oeur  bltous  ceux  qui  ont  rejoint  l’équipe  au  fil  
des  ans  et  qui  sont  désormais  trop  nombreux  pour  treê  tous  cités,  ainsi  que  ceux  qui  
constituent  l’ossature  du-­‐  CITIC.  
 
Je  remercie  également  le  Pr  Michel  Claudon  qui  m’a  encadré  tout  au  long  de  mes  
travaux   de   recherche   depuis   le   DEA   et   qui   me   prodigue   ses   conseils   avisés   pour   me  
permettre  de  poursuivre  dans  la  voie  hospi-­‐tuanloiversitaire.  Il  m’a  hébergé  comme  AHU  
puis  MCU-­‐PH  au  sein  du  service  de  radiopédiatrie;  je    dois  ici  dire  toute  la  reconnaissance  et  
la  dette  que  j’ai  envers  les  Dr  AMagnrièse  -­‐Galloy  et  Laurence  Mainard,  chevilles  ouvrières  
de   ce   service,   et   sans   la   compréhension   desquelles  ’aujer  ais  n pu  mener   à   bien   le  
développement  de  mon  activité  de  soins  en  imagercardieiaq   ue  ni  de  celle  de  recherch.e  Je  
suis  aussi  gré  aux  Pr  Denis  Régent  et  Pierre-­‐Yves  Marie,  ainsi  que  leurs  équipe’savoir,  de  m  
accueilli  et  de  ’mavoir  permis  de  prati’qimuer  lagerie  cardiaque  par  scanner    et  ;je    IsuRMis  
également  reconnaissan  dte  l’aide  apportée  dans  ’avanl cement  de  mes  travaux.  
 
Je  remercie  les  membres  du  jury  d ’avoir  accepté  de  juger  ce  travai  La  l. présentation  
de  ce  manuscar  éit  ténotablement  e en  rdies  chiremarques  effectuées  par  ldeux  es  
rapporteurs,  Dr   Frédérique   Frouin  et  Pr   Emmanuel   Durand ,  avec   lesquels   j ’ai   eu   des  
échanges  t ès  rfructueux  et  intéress ants.  Les  Pr  Nicolas  Grenier,  qui  suit  depuis  le  DEA  le  
développement  de  mes  travaux,  et  le  Pr  Cyrilw  Secihtzer,  avec  lequ’eai  l  j plaisir  à  travailler  à  
l’hôpital  ’denfants,  ont  apporté  leur  œil  extérieur.  Enf«i  last  n,   but  not  least  »,  je  remercie  le  
Dr  Jea-­‐nMarie  Escanyé  d’avoir  accepté  la  charge  de  présider  ce    ;jur  j’yai  apprécié  depuis  
plusieurs  années  maintenant  les  conseils   prodigués  et  les  connaissances  transmises  dans  le  
domaine  de  la  RMN,  notamment,  qu ’il  mtrise.aî  
5    
Une   mention   spéciale   va    Và alérie  C -­‐Laruoreinsté,   ma  «  binôme  »  dans  cette  
«  aventure   médico -­‐scientifiq  »,  uepour  reprendre  ses  termes,  sans  le  soutien  de  laquelle  je  
n’aurais  pu  mener  à  bien  cette  étape.  La  perspective  de  poursuivrcete  te  collaboration,  et  
cette  amitié,  me  réjouit  profondéme  nt.
 
Enfin,  je  remercie  ma  famille  pour  son  sinoutdiéfectiben   le  et  sa  compréhensio  n:  
Sylvie  ma  bie-­‐naimée  et  nos   adorables  enfant,  sArthur,  Eïlse  o et  Gauthier .  Avec  tout  mon  
amour.  
 
6    
RESUME  
7  Analyse  et  gestion  des  mouvements  physiolgiques  en  IRM  thoraco -­‐abdomnalie  
 
L’imagerie  par  résonance  magnétique  (IRM)  est  une  technique  d’imagerie  médicale  très  
riche  et  en  plein  essor.  Elle  permtetn  id’or  bde  hautes  résolutions  temporelle  et  spatiale,  et  
une  tr&