Phylogenetic reconstruction of transmission events from individuals with acute HIV infection: toward more-rigorous epidemiological definitions.

Phylogenetic reconstructions of transmission events from individuals with acute human immunodeficiency virus (HIV) infection are conducted to illustrate this group's heightened infectivity. Varied definitions of acute infection and assumptions about observed phylogenetic clusters may produce misleading results. We conducted a phylogenetic analysis of HIV pol sequences from 165 European patients with estimated infection dates and calculated the difference between dates within clusters. Nine phylogenetic clusters were observed. Comparison of dates within clusters revealed that only 2 could have been generated during acute infection. Previous analyses may have incorrectly assigned transmission events to the acutely HIV infected when they were more likely to have occurred during chronic infection.

JULIDE: a software tool for 3D reconstruction and statistical analysis of autoradiographic mouse brain sections.

In this article we introduce JULIDE, a software toolkit developed to perform the 3D reconstruction, intensity normalization, volume standardization by 3D image registration and voxel-wise statistical analysis of autoradiographs of mouse brain sections. This software tool has been developed in the open-source ITK software framework and is freely available under a GPL license. The article presents the complete image processing chain from raw data acquisition to 3D statistical group analysis. Results of the group comparison in the context of a study on spatial learning are shown as an illustration of the data that can be obtained with this tool.

Low-dose multidetector computed tomography of the cervical spine: optimization of iterative reconstruction strength levels.

BACKGROUND: Iterative reconstruction (IR) techniques reduce image noise in multidetector computed tomography (MDCT) imaging. They can therefore be used to reduce radiation dose while maintaining diagnostic image quality nearly constant. However, CT manufacturers offer several strength levels of IR to choose from. PURPOSE: To determine the optimal strength level of IR in low-dose MDCT of the cervical spine. MATERIAL AND METHODS: Thirty consecutive patients investigated by low-dose cervical spine MDCT were prospectively studied. Raw data were reconstructed using filtered back-projection and sinogram-affirmed IR (SAFIRE, strength levels 1 to 5) techniques. Image noise, signal-to-noise ratio (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR) were measured at C3-C4 and C6-C7 levels. Two radiologists independently and blindly evaluated various anatomical structures (both dense and soft tissues) using a 4-point scale. They also rated the overall diagnostic image quality using a 10-point scale. RESULTS: As IR strength levels increased, image noise decreased linearly, while SNR and CNR both increased linearly at C3-C4 and C6-C7 levels (P < 0.001). For the intervertebral discs, the content of neural foramina and dural sac, and for the ligaments, subjective image quality scores increased linearly with increasing IR strength level (P ≤ 0.03). Conversely, for the soft tissues and trabecular bone, the scores decreased linearly with increasing IR strength level (P < 0.001). Finally, the overall diagnostic image quality scores increased linearly with increasing IR strength level (P < 0.001). CONCLUSION: The optimal strength level of IR in low-dose cervical spine MDCT depends on the anatomical structure to be analyzed. For the intervertebral discs and the content of neural foramina, high strength levels of IR are recommended.

MDCT Arthrography of the Hip: Value of the Adaptive Statistical Iterative Reconstruction Technique and Potential for Radiation Dose Reduction

Au cours des deux dernières décennies, la technique d'imagerie arthro-scanner a bénéficié de nombreux progrès technologiques et représente aujourd'hui une excellente alternative à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et / ou arthro-IRM dans l'évaluation des pathologies de la hanche. Cependant, elle reste limitée par l'exposition aux rayonnements ionisants importante. Les techniques de reconstruction itérative (IR) ont récemment été mis en oeuvre avec succès en imagerie ; la littérature montre que l'utilisation ces dernières contribue à réduire la dose d'environ 40 à 55%, comparativement aux protocoles courants utilisant la rétroprojection filtrée (FBP), en scanner de rachis. A notre connaissance, l'utilisation de techniques IR en arthro-scanner de hanche n'a pas été évaluée jusqu'à présent. Le but de notre étude était d'évaluer l'impact de la technique ASIR (GE Healthcare) sur la qualité de l'image objective et subjective en arthro-scanner de hanche, et d'évaluer son potentiel en terme de réduction de dose. Pour cela, trente sept patients examinés par arthro-scanner de hanche ont été randomisés en trois groupes : dose standard (CTDIvol = 38,4 mGy) et deux groupes de dose réduite (CTDIvol = 24,6 ou 15,4 mGy). Les images ont été reconstruites en rétroprojection filtrée (FBP) puis en appliquant différents pourcentages croissants d'ASIR (30, 50, 70 et 90%). Le bruit et le rapport contraste sur bruit (CNR) ont été mesurés. Deux radiologues spécialisés en imagerie musculo-squelettique ont évalué de manière indépendante la qualité de l'image au niveau de plusieurs structures anatomiques en utilisant une échelle de quatre grades. Ils ont également évalué les lésions labrales et du cartilage articulaire. Les résultats révèlent que le bruit augmente (p = 0,0009) et le CNR diminue (p = 0,001) de manière significative lorsque la dose diminue. A l'inverse, le bruit diminue (p = 0,0001) et le contraste sur bruit augmente (p < 0,003) de manière significative lorsque le pourcentage d'ASIR augmente ; on trouve également une augmentation significative des scores de la qualité de l'image pour le labrum, le cartilage, l'os sous-chondral, la qualité de l'image globale (au delà de ASIR 50%), ainsi que le bruit (p < 0,04), et une réduction significative pour l'os trabuculaire et les muscles (p < 0,03). Indépendamment du niveau de dose, il n'y a pas de différence significative pour la détection et la caractérisation des lésions labrales (n=24, p = 1) et des lésions cartilagineuses (n=40, p > 0,89) en fonction du pourcentage d'ASIR. Notre travail a permis de montrer que l'utilisation de plus de 50% d'ASIR permet de reduire de manière significative la dose d'irradiation reçue par le patient lors d'un arthro-scanner de hanche tout en maintenant une qualité d'image diagnostique comparable par rapport à un protocole de dose standard utilisant la rétroprojection filtrée.

Experience and intermediate-term results using the Contegra heterograft for right ventricular outflow reconstruction in adults.

OBJECTIVES: The Contegra bioprosthesis (valved heterologous bovine jugular vein) is used for reconstruction of the right ventricular outflow tract (RVOT) in congenital heart malformations and pulmonary valve replacement in different settings. Compared to pulmonary homografts, the Contegra conduit is readily available 'on the shelf'. So far, its use was mainly described in children. The aim of this study is to evaluate the feasibility and the outcome of Contegra graft implantation in the adult. METHODS: Between November 1999 and December 2007, a total of 32 Contegra grafts were implanted in 31 patients (24 men and 7 women), with a mean age of 35.7+/-10.5 years (range 18-54 years). All operations have been completed through median sternotomy with cardiopulmonary bypass. Indications included: Ross procedure for aortic valve disease (n=22); re-operation of corrected Fallot-tetralogy (n=5); isolated pulmonary valve disease (n=2); re-operation of double outlet right ventricle (DORV) (n=1); pulmonary stenosis in congenital dilated cardiomyopathy (DCM) (n=1). Conduit sizes included 22 mm (n=31), 20 mm (n=1). RESULTS: There was no hospital mortality and no valved conduit related early morbidity. In the median follow-up of 38 months (range 1-99 months) of 28 patients there was one late death, not conduit related (total mortality 3.6%). Re-operation for symptomatic graft stenosis was realised in two patients, 7 and 16 months after primo-implantation, corresponding to graft related late morbidity of 7.1%. CONCLUSIONS: In this small review of 32 operations using the Contegra graft for RVOT reconstruction in adult cardiac surgery for different indications, we observed good postoperative mid-term results concerning conduit function. Mean transpulmonary pressure gradients remain low (13.3+/-6.6 mmHg postoperative, 14.5+/-7.9 mmHg at follow-up). The use of the Contegra graft seems to be a good alternative to the homograft with low operative mortality and morbidity. Long-term outcome data are not available and further investigations must be performed to evaluate results.

Type II and IIIA thumb hypoplasia reconstruction.

Thumb hypoplasia treatment requires considering every component of the maldevelopment. Types II and IIIA hypoplasia share common features such as first web space narrowing, hypoplasia or absence of thenar muscles and metacarpophalangeal joint instability. Many surgical techniques to correct the malformation have been described. We report our surgical strategy that includes modifications of the usual technique that we found useful in reducing morbidity while optimizing the results. A diamond-shape kite flap was used to widen the first web space. Its design allowed primary closure of the donor site using a Dufourmentel flap. The ring finger flexor digitorum superficialis was transferred for opposition transfer, and the same tendon was used to stabilize the metacarpophalangeal joint on its ulnar and/or radial side depending on a uniplanar or more global instability. An omega-shaped K-wire was placed between the first and second metacarpals to maintain a wide opening of the first web space without stressing the reconstructed ulnar collateral ligament of the MCP joint. We report a clinical series of 15 patients (18 thumbs) who had this reconstructive program.

Nouveautés dans la reconstruction cutanée: cultures de cellules et substituts dermiques et revue de la littérature.

La prise en charge de patients souffrant de brûlures profondes et étendues reste un défi important pour les chirurgiens reconstructeurs. Ceci est d'autant plus vrai que les grands progrès réalisés dans la réanimation assurent actuellement la survie de patients brûlés sur plus de 90% de leur surface corporelle. De ce fait la reconstruction moderne a dû innover et est devenue une chirurgie complexe nécessitant un plan stratégique impliquant des matériaux et des méthodes chirurgicales multiples adaptées à chaque situation clinique. Ce type de prise en charge nécessite aussi la collaboration étroite et coordonnée de plusieurs équipes hautement spécialisées. Le taux de survie ainsi que de la qualité de vie de ces patients sont alors nettement améliorés. De même nous observons clairement que le nombre de complications secondaires telles que les rétractions et les instabilités cicatricielles ont également diminué de façon significative.Mots-clés: brûlure, greffe, culture, substitut dermique, reconstruction.

Scanner du rachis cervical : comparaison de protocoles dose-standard/rétroprojection filtrée et basse-dose/reconstruction intéractive.

Objectifs: Comparer la qualité d'image entre des protocoles dose-standard avec rétroprojection filtrée et basse-dose avec reconstruction itérative en scanner du rachis cervical. Matériels et méthodes: 40 patients ont été investigués par scanner du rachis cervical et prospectivement randomisés en 2 groupes: dose-standard (120kV, 275mAs) avec rétroprojection filtrée, basse-dose (120kV, 150mAs) avec reconstruction itérative. Mesure du bruit, signal-sur-bruit et contraste-sur-bruit. Analyse semi-quantitative (4 points) par 2 observateurs indépendants des disques, foramens, cordon médullaire, ligaments, parties molles et vertèbres, en C3-C4 et C6-C7. Evaluation semi-quantitative (10 points) de la qualité d'image globale. Les paramètres de dose ont été mesurés. Résultats: Il n'y avait aucune différence significative de bruit, signal-sur-bruit ou contraste-sur-bruit entre les 2 protocoles (p≥0.39). En basse-dose avec reconstruction itérative, la visibilité était significativement meilleure pour les disques, foramens et ligaments (p≤0.05), égale pour le cordon médullaire et moins bonne pour les parties molles et vertèbres (p≤0.02). La qualité d'image globale était meilleure, avec une réduction de dose de 41%. Conclusion: Le scanner du rachis cervical basse-dose avec reconstruction itérative fournit des images égales ou meilleures pour les disques, foramens et ligaments, tout en réduisant la dose d'environ 40%.

Iterative image reconstruction techniques: cardiothoracic computed tomography applications.

Iterative image reconstruction algorithms provide significant improvements over traditional filtered back projection in computed tomography (CT). Clinically available through recent advances in modern CT technology, iterative reconstruction enhances image quality through cyclical image calculation, suppressing image noise and artifacts, particularly blooming artifacts. The advantages of iterative reconstruction are apparent in traditionally challenging cases-for example, in obese patients, those with significant artery calcification, or those with coronary artery stents. In addition, as clinical use of CT has grown, so have concerns over ionizing radiation associated with CT examinations. Through noise reduction, iterative reconstruction has been shown to permit radiation dose reduction while preserving diagnostic image quality. This approach is becoming increasingly attractive as the routine use of CT for pediatric and repeated follow-up evaluation grows ever more common. Cardiovascular CT in particular, with its focus on detailed structural and functional analyses, stands to benefit greatly from the promising iterative solutions that are readily available.

Dose reconstruction in the context of tomotherapy

In vivo dosimetry is a way to verify the radiation dose delivered to the patient in measuring the dose generally during the first fraction of the treatment. It is the only dose delivery control based on a measurement performed during the treatment. In today's radiotherapy practice, the dose delivered to the patient is planned using 3D dose calculation algorithms and volumetric images representing the patient. Due to the high accuracy and precision necessary in radiation treatments, national and international organisations like ICRU and AAPM recommend the use of in vivo dosimetry. It is also mandatory in some countries like France. Various in vivo dosimetry methods have been developed during the past years. These methods are point-, line-, plane- or 3D dose controls. A 3D in vivo dosimetry provides the most information about the dose delivered to the patient, with respect to ID and 2D methods. However, to our knowledge, it is generally not routinely applied to patient treatments yet. The aim of this PhD thesis was to determine whether it is possible to reconstruct the 3D delivered dose using transmitted beam measurements in the context of narrow beams. An iterative dose reconstruction method has been described and implemented. The iterative algorithm includes a simple 3D dose calculation algorithm based on the convolution/superposition principle. The methodology was applied to narrow beams produced by a conventional 6 MV linac. The transmitted dose was measured using an array of ion chambers, as to simulate the linear nature of a tomotherapy detector. We showed that the iterative algorithm converges quickly and reconstructs the dose within a good agreement (at least 3% / 3 mm locally), which is inside the 5% recommended by the ICRU. Moreover it was demonstrated on phantom measurements that the proposed method allows us detecting some set-up errors and interfraction geometry modifications. We also have discussed the limitations of the 3D dose reconstruction for dose delivery error detection. Afterwards, stability tests of the tomotherapy MVCT built-in onboard detector was performed in order to evaluate if such a detector is suitable for 3D in-vivo dosimetry. The detector showed stability on short and long terms comparable to other imaging devices as the EPIDs, also used for in vivo dosimetry. Subsequently, a methodology for the dose reconstruction using the tomotherapy MVCT detector is proposed in the context of static irradiations. This manuscript is composed of two articles and a script providing further information related to this work. In the latter, the first chapter introduces the state-of-the-art of in vivo dosimetry and adaptive radiotherapy, and explains why we are interested in performing 3D dose reconstructions. In chapter 2 a dose calculation algorithm implemented for this work is reviewed with a detailed description of the physical parameters needed for calculating 3D absorbed dose distributions. The tomotherapy MVCT detector used for transit measurements and its characteristics are described in chapter 3. Chapter 4 contains a first article entitled '3D dose reconstruction for narrow beams using ion chamber array measurements', which describes the dose reconstruction method and presents tests of the methodology on phantoms irradiated with 6 MV narrow photon beams. Chapter 5 contains a second article 'Stability of the Helical TomoTherapy HiArt II detector for treatment beam irradiations. A dose reconstruction process specific to the use of the tomotherapy MVCT detector is presented in chapter 6. A discussion and perspectives of the PhD thesis are presented in chapter 7, followed by a conclusion in chapter 8. The tomotherapy treatment device is described in appendix 1 and an overview of 3D conformai- and intensity modulated radiotherapy is presented in appendix 2. - La dosimétrie in vivo est une technique utilisée pour vérifier la dose délivrée au patient en faisant une mesure, généralement pendant la première séance du traitement. Il s'agit de la seule technique de contrôle de la dose délivrée basée sur une mesure réalisée durant l'irradiation du patient. La dose au patient est calculée au moyen d'algorithmes 3D utilisant des images volumétriques du patient. En raison de la haute précision nécessaire lors des traitements de radiothérapie, des organismes nationaux et internationaux tels que l'ICRU et l'AAPM recommandent l'utilisation de la dosimétrie in vivo, qui est devenue obligatoire dans certains pays dont la France. Diverses méthodes de dosimétrie in vivo existent. Elles peuvent être classées en dosimétrie ponctuelle, planaire ou tridimensionnelle. La dosimétrie 3D est celle qui fournit le plus d'information sur la dose délivrée. Cependant, à notre connaissance, elle n'est généralement pas appliquée dans la routine clinique. Le but de cette recherche était de déterminer s'il est possible de reconstruire la dose 3D délivrée en se basant sur des mesures de la dose transmise, dans le contexte des faisceaux étroits. Une méthode itérative de reconstruction de la dose a été décrite et implémentée. L'algorithme itératif contient un algorithme simple basé sur le principe de convolution/superposition pour le calcul de la dose. La dose transmise a été mesurée à l'aide d'une série de chambres à ionisations alignées afin de simuler la nature linéaire du détecteur de la tomothérapie. Nous avons montré que l'algorithme itératif converge rapidement et qu'il permet de reconstruire la dose délivrée avec une bonne précision (au moins 3 % localement / 3 mm). De plus, nous avons démontré que cette méthode permet de détecter certaines erreurs de positionnement du patient, ainsi que des modifications géométriques qui peuvent subvenir entre les séances de traitement. Nous avons discuté les limites de cette méthode pour la détection de certaines erreurs d'irradiation. Par la suite, des tests de stabilité du détecteur MVCT intégré à la tomothérapie ont été effectués, dans le but de déterminer si ce dernier peut être utilisé pour la dosimétrie in vivo. Ce détecteur a démontré une stabilité à court et à long terme comparable à d'autres détecteurs tels que les EPIDs également utilisés pour l'imagerie et la dosimétrie in vivo. Pour finir, une adaptation de la méthode de reconstruction de la dose a été proposée afin de pouvoir l'implémenter sur une installation de tomothérapie. Ce manuscrit est composé de deux articles et d'un script contenant des informations supplémentaires sur ce travail. Dans ce dernier, le premier chapitre introduit l'état de l'art de la dosimétrie in vivo et de la radiothérapie adaptative, et explique pourquoi nous nous intéressons à la reconstruction 3D de la dose délivrée. Dans le chapitre 2, l'algorithme 3D de calcul de dose implémenté pour ce travail est décrit, ainsi que les paramètres physiques principaux nécessaires pour le calcul de dose. Les caractéristiques du détecteur MVCT de la tomothérapie utilisé pour les mesures de transit sont décrites dans le chapitre 3. Le chapitre 4 contient un premier article intitulé '3D dose reconstruction for narrow beams using ion chamber array measurements', qui décrit la méthode de reconstruction et présente des tests de la méthodologie sur des fantômes irradiés avec des faisceaux étroits. Le chapitre 5 contient un second article intitulé 'Stability of the Helical TomoTherapy HiArt II detector for treatment beam irradiations'. Un procédé de reconstruction de la dose spécifique pour l'utilisation du détecteur MVCT de la tomothérapie est présenté au chapitre 6. Une discussion et les perspectives de la thèse de doctorat sont présentées au chapitre 7, suivies par une conclusion au chapitre 8. Le concept de la tomothérapie est exposé dans l'annexe 1. Pour finir, la radiothérapie «informationnelle 3D et la radiothérapie par modulation d'intensité sont présentées dans l'annexe 2.