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Author: Kenichi Oishi Publisher: Academic Press ISBN: 0123820820 Category : Science Languages : en Pages : 266
Book Description
MRI Atlas of Human White Matter presents an atlas to the human brain on the basis of T 1-weighted imaging and diffusion tensor imaging. A general background on magnetic resonance imaging is provided, as well as the basics of diffusion tensor imaging. An overview of the principles and limitations in using this methodology in fiber tracking is included. This book describes the core white-matter structures, as well as the superficial white matter, the deep gray matter, and the cortex. It also presents a three-dimensional reconstruction and atlas of the brain white-matter tracts. The Montreal Neurological Institute coordinates, which are the most widely used, are adopted in this book as the primary coordinate system. The Talairach coordinate system is used as the secondary coordinate system. Based on magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging, the book offers a full segmentation of 220 white-matter and gray-matter structures with boundaries. - Visualization of brain white matter anatomy via 3D diffusion tensor imaging (DTI) contrasts and enhances relationship of anatomy to function - Full segmentation of 170+ brain regions more clearly defines structure boundaries than previous point-and-annotate anatomical labeling, and connectivity is mapped in a way not provided by traditional atlases
Book Description
La tractographie gagne de plus en plus en importance dans les études cliniques car elle est l'unique modalité d'imagerie en mesure de caractériser in vivo l'architecture et l'intégrité des fibres de la substance blanche. Toutefois, la disponibilité croissante de modèles de diffusion et d'algorithmes de tractographie rend le choix d'une méthode de reconstruction de fibres difficile. Plus important encore, les performances et la reproductibilité de chaque méthode peuvent varier. Cette dernière considération souligne la difficulté de validation des méthodes de tractographie étant donné qu'aucune réalité terrain n'est disponible. Dans ce travail de thèse, nous avons dans un premier temps implémenté et intégré quatre différents algorithmes de tractographie par Imagerie de Tenseur de Diffusion à un logiciel de neuroimagerie. Trois déterministes et un autre probabiliste. Ensuite, nous avons étudié la validation de ces algorithmes sur des données fantôme qui simule une réalité terrain, offrant différentes configurations complexes de fibres. La reproductibilité des algorithmes implémentés a été étudiée sur des données réelles, chez 12 sujets sains en variant la résolution angulaire et en prenant comme faisceau test, le faisceau corticospinal. Les résultats obtenus ont montré une meilleure reproductibilité de l'algorithme probabiliste en conjonction avec une haute résolution angulaire. Enfin, sachant que dans certaines maladies, l'asymétrie entre les faisceaux concernés devrait être différente de celle des sujets sains, nous avons utilisé l'algorithme le plus reproductible pour examiner chez des sujets sains les degrés d'asymétries macro et microstructurale du faisceau corticospinal.
Author: Matthew Ozon Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 186
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Cette thèse "Tractographie cardiaque optimale utilisant l'IRM du tenseur de diffusion" à pour but de proposer et d'étudier une nouvelle formulation globale de la tractographie cardiaque à partir d'images de tenseur de diffusion synthétisant les données pondérées en diffusion. Les raisons sous-jacentes ayant conduits à une nouvelle formulation sont multiples. Les méthodes existantes sont pour la plupart locales comme les algorithmes de « streamline » (ligne de champ) et sont sujettes à de nombreuses imperfections, en particulier, leur faible robustesse par rapport au bruit dans les données. Un autre problème de ce type d'approches basé sur la résolution d'équations différentielles est leur dépendances quant à l'initialisation, ce dont notre méthode s'est totalement affranchit. L'autre but de cette thèse est de déterminer un ou plusieurs critères numériques pour comparer et qualifier les objets fibres. En effet, même s'il semble facile de caractériser qualitativement les fibres de façon visuelle, la création de mesures pour caractériser les fibres soit dans l'absolue, soit en comparaison aux données ou à d'autres fibre relève d'une toute autre approche.
Author: Gabriel Girard Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 130
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L'imagerie par résonance magnétique de diffusion permet de mesurer l'intensité de la diffusion de l'eau dans plusieurs directions et révèle l'orientation locale des structures biologiques sous-jacentes, notamment l'orientation locale du réseau d'axones du cerveau. Une procédure appelée tractographie a pour objectif d'estimer la structure 3D de ce réseau d'axones à partir de l'information de diffusion. Les algorithmes de tractographie sont généralement contraints dans un sous-ensemble de l'image de diffusion où l'information mesurée est cohérente, par exemple par un masque de la matière blanche. L'algorithme de tractographie termine lorsqu'il atteint la frontière du masque. Quel effet le masque a-t-il sur les résultats produits par l'algorithme de tractographie ? Comment produire des résultats anatomiquement cohérents ? Dans ce mémoire, nous présentons des méthodes utilisant l'information des cartes probabilistes des tissus cérébraux provenant d'une image par résonance magnétique de type anatomique afin de produire une estimation la structure du réseau d'axones. L'objectif est d'estimer la structure 3D de la matière blanche en utilisant des connaissances a priori pour produire des résultats plus précis et cohérents. Notamment, nous proposons une approche reposant sur un filtre à particules pour modéliser la vraisemblance des structures estimées. Les résultats des méthodes développées sont comparés à d'autres méthodes sur des données synthétiques, sur des données cérébrales saines et sur des données cérébrales cliniques avec tumeurs cérébrales.
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L'imagerie en tenseur de diffusion (DTI) est basée sur la mesure de la mobilité des molécules d'eau permettant l'analyse de la microarchitecture du tissu cérébral. Le trajet des fibres blanches peut être alors reconstruit par des méthodes de tractographie déterministes basées sur la direction principale de la diffusion. Toutefois elle repose sur des outils mathématiques complexes donnant un regard indirect sur les structures anatomiques, et sa validation est un enjeu majeur. Notre objectif a été de concevoir un objet-Test (OT) tri-Dimensionnel permettant la validation de la diffusion dans des faisceaux de fibres imitant l'organisation cérébrale. Cet OT se compose de trois modules: BOITE, SOLUTION, FIBRE réalisés en impression 3D. Il se compose de solutions de glucose et de fibres de dyneema orientées dans les trois orientations de l'espace. Nous nous sommes intéressés au développement d'une méthode de contrôle qualité des mesures quantitatives de diffusion dans le module SOLUTION.
Author: Antoine Tardif Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 276
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Les saccades offrent un modèle expérimental intéressant pour l'étude du rôle des ganglions de la base (BG) dans le contrôle moteur, et de nombreux aspects du comportement. Il manque cependant un substratum anatomique à ce modèle. Le but est de tenter d'obtenir par l'utilisation de la tractographie déterministe par imagerie en tenseur de diffusion (DTI) un support anatomique des connexions axonales des BG impliqués dans le contrôle moteur des saccades, sur des IRM réalisables en pratique courante, et d'en décrire les résultats.. Nous avons étudié les IRM de 3 sujets sains, réalisées en 3 Tesla, et de 3 patients traités par stéréotaxie, en 1,5 Tesla. Pour chaque BG, une région d'intérêt (ROI) a été créée par un contour manuel, après repérage sur des séquences WAIR (White attenuated Inversion recovery) ou T1 BRAVO, couplé aux cartes de diffusion codées par la couleur. La tractographie a été pratiquée sur le logiciel BrainLAB's iPlan sterotaxy 3.0.3 pour les connexions des voies directes et indirectes en y incluant les colliculi supérieurs, et étendues à l'intégration du noyau pédonculopontin (PPN). Les faisceaux de substance blanche proximaux ont été exclus. Les images obtenues ont fait l'objet d'une description anatomique comparée aux connaissances actuelles. Les volumes des ROI sont comparables aux volumes des BG décrits dans la littérature. Les connexions de la voie directe ont pu être obtenues en IRM 3 Tesla, à l'exception d'une voie nigrocolliculaire. Toutes les connexions de la voie indirecte recherchées ont pu être visualisées en 3 et 1,5 Tesla. En revanche la tractographie du PPN n'a permis la visualisation de trajectoire d'anisotropie (TA) intéressant l'étude. Chaque résultat d'imagerie est présenté, avec les valeurs quantitatives de tractographie, décrit et discuté. Chacune des TA décrites pourra faire l'objet d'un travail anatomique sur des IRM de très haut champ, selon une méthodologie permettant une analyse qualitative et quantitative, faisant l'objet d'un travail en cours. Une visualisation in vivo de ce support anatomique en pratique courante pourra s'appliquer à la recherche, et la pratique de la stimulation cérébrale profonde, dans son perfectionnement et l'intégration des nouvelles cibles thérapeutiques. La tractographie par DTI est applicable à l'ensemble des voies visuelles offrant des perspectives diagnostiques et thérapeutiques applicables à l'ophtalmologie. Ces premiers résultats s'intègrent au projet connectomique du cerveau humain. La tractographie par DTI praticable in vivo offre de nombreuses perspectives de recherche, de développement d'outils diagnostiques et thérapeutiques.
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L'imagerie de diffusion (IRMd) est une méthode unique permettant d'étudier la microstructure cérébrale et la connectivité du cerveau de manière non-invasive. Cependant, la faible résolution et la qualité de cette imagerie restreint son utilisation dans certaines applications. L'objectif de cette thèse est de développer l'IRMd cérébrale à très haute résolution sur un modèle de macaque anesthésié au moyen d'une séquence d'imagerie 3D écho-planaire segmentée (3D-msEPI) à 3T. Après une étape de développement de la reconstruction et du post-traitement des données, nous avons réalisé des images de diffusion sur le cerveau de macaque à une résolution spatiale isotrope de 0.5mm. Cette résolution nous a permis de délimiter et caractériser les structures fines comme les sous-couches de l'hippocampe ou la matière blanche superficielle, qui sont indétectables avec des séquences classiques. Cependant, cette méthode se révèle vulnérable aux mouvements élastiques des tissus cérébraux induits par les pulsations cardio-vasculaires. Une stratégie de synchronisation de l'acquisition sur celle-ci nous a permis de caractériser leurs effets sur l'IRMd à très haute résolution chez le singe anesthésié. Ces effets se caractérisent par des artefacts de ghosting et des pertes de signal qui corrompent les images, le tenseur et la tractographie dans des zones spécifiques du cerveau. La synchronisation nous a ainsi permis de réaliser une imagerie de diffusion cérébrale de macaque à des résolutions spatiales et des pondérations en diffusion très élevées jamais atteintes auparavant. Ces résultats préliminaires démontrent le potentiel de notre méthode pour les applications neuroscientifiques et médicales chez l'homme.
Author: Kenichi Oishi Publisher: Academic Press ISBN: 0123820820 Category : Science Languages : en Pages : 266
Book Description
MRI Atlas of Human White Matter presents an atlas to the human brain on the basis of T 1-weighted imaging and diffusion tensor imaging. A general background on magnetic resonance imaging is provided, as well as the basics of diffusion tensor imaging. An overview of the principles and limitations in using this methodology in fiber tracking is included. This book describes the core white-matter structures, as well as the superficial white matter, the deep gray matter, and the cortex. It also presents a three-dimensional reconstruction and atlas of the brain white-matter tracts. The Montreal Neurological Institute coordinates, which are the most widely used, are adopted in this book as the primary coordinate system. The Talairach coordinate system is used as the secondary coordinate system. Based on magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging, the book offers a full segmentation of 220 white-matter and gray-matter structures with boundaries. - Visualization of brain white matter anatomy via 3D diffusion tensor imaging (DTI) contrasts and enhances relationship of anatomy to function - Full segmentation of 170+ brain regions more clearly defines structure boundaries than previous point-and-annotate anatomical labeling, and connectivity is mapped in a way not provided by traditional atlases
Author: Kenichi Oishi
Author: Fatima Tensaouti
Author: Ouhaïd Lagha-Boukbiza
Author: Matthew Ozon
Author: Maxime Chamberland
Author: Gabriel Girard
Author: Isabelle Filipiak
Author: Antoine Tardif
Author: Yann Bihan-Poudec
Author: Caroline Presseau
Author: Kenichi Oishi