Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) des abcès cérébraux

Abstract: Ce travail revoit les cas d'abcès cérébraux rencontrés dans le centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) ces dernières dix années. La période étudiée débute en janvier 2000 et se termine en septembre 2010. Elle comprend 65 cas d'abcès cérébraux diagnostiqués par IRM. Cette revue a pour but d'avoir une documentation de l'épidémiologie et des caractéristiques IRM des différents types d'abcès cérébraux étudiés. Introduction: L'abcès cérébral est une pathologie grave et potentiellement létale, qui peut laisser le patient sévèrement handicapé. La prise en charge de ces patients, a énormément évolué depuis l'arrivée de l'antibiothérapie et leur diagnostic a été nettement amélioré ces 30 dernières années depuis l'introduction, de plus en plus systématique, soit de la tomographie computérisée (CT/scanner), soit de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Tous ces progrès, combiné aux avancées des diverses techniques neurochirurgicales ont permis d'améliorer nettement le pronostic de ces patients. [1, 2, 3]

Automatic Segmentation of the Eye in 3D Magnetic Resonance Imaging: A Novel Statistical Shape Model for Treatment Planning of Retinoblastoma.

PURPOSE: Proper delineation of ocular anatomy in 3-dimensional (3D) imaging is a big challenge, particularly when developing treatment plans for ocular diseases. Magnetic resonance imaging (MRI) is presently used in clinical practice for diagnosis confirmation and treatment planning for treatment of retinoblastoma in infants, where it serves as a source of information, complementary to the fundus or ultrasonographic imaging. Here we present a framework to fully automatically segment the eye anatomy for MRI based on 3D active shape models (ASM), and we validate the results and present a proof of concept to automatically segment pathological eyes. METHODS AND MATERIALS: Manual and automatic segmentation were performed in 24 images of healthy children's eyes (3.29 ± 2.15 years of age). Imaging was performed using a 3-T MRI scanner. The ASM consists of the lens, the vitreous humor, the sclera, and the cornea. The model was fitted by first automatically detecting the position of the eye center, the lens, and the optic nerve, and then aligning the model and fitting it to the patient. We validated our segmentation method by using a leave-one-out cross-validation. The segmentation results were evaluated by measuring the overlap, using the Dice similarity coefficient (DSC) and the mean distance error. RESULTS: We obtained a DSC of 94.90 ± 2.12% for the sclera and the cornea, 94.72 ± 1.89% for the vitreous humor, and 85.16 ± 4.91% for the lens. The mean distance error was 0.26 ± 0.09 mm. The entire process took 14 seconds on average per eye. CONCLUSION: We provide a reliable and accurate tool that enables clinicians to automatically segment the sclera, the cornea, the vitreous humor, and the lens, using MRI. We additionally present a proof of concept for fully automatically segmenting eye pathology. This tool reduces the time needed for eye shape delineation and thus can help clinicians when planning eye treatment and confirming the extent of the tumor.

Accuracy and Precision of Head Motion Information in Multi-Channel Free Induction Decay Navigators for Magnetic Resonance Imaging.

Free induction decay (FID) navigators were found to qualitatively detect rigid-body head movements, yet it is unknown to what extent they can provide quantitative motion estimates. Here, we acquired FID navigators at different sampling rates and simultaneously measured head movements using a highly accurate optical motion tracking system. This strategy allowed us to estimate the accuracy and precision of FID navigators for quantification of rigid-body head movements. Five subjects were scanned with a 32-channel head coil array on a clinical 3T MR scanner during several resting and guided head movement periods. For each subject we trained a linear regression model based on FID navigator and optical motion tracking signals. FID-based motion model accuracy and precision was evaluated using cross-validation. FID-based prediction of rigid-body head motion was found to be with a mean translational and rotational error of 0.14±0.21 mm and 0.08±0.13(°) , respectively. Robust model training with sub-millimeter and sub-degree accuracy could be achieved using 100 data points with motion magnitudes of ±2 mm and ±1(°) for translation and rotation. The obtained linear models appeared to be subject-specific as inter-subject application of a "universal" FID-based motion model resulted in poor prediction accuracy. The results show that substantial rigid-body motion information is encoded in FID navigator signal time courses. Although, the applied method currently requires the simultaneous acquisition of FID signals and optical tracking data, the findings suggest that multi-channel FID navigators have a potential to complement existing tracking technologies for accurate rigid-body motion detection and correction in MRI.

Lidar measurement of surface melt for a temperate Alpine glacier at the seasonal and hourly scales

This study shows how a new generation of terrestrial laser scanners can be used to investigate glacier surface ablation and other elements of glacial hydrodynamics at exceptionally high spatial and temporal resolution. The study area is an Alpine valley glacier, Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. Here we use an ultra-long-range lidar RIEGL VZ-6000 scanner, having a laser specifically designed for measurement of snow- and ice-cover surfaces. We focus on two timescales: seasonal and daily. Our results show that a near-infrared scanning laser system can provide high-precision elevation change and ablation data from long ranges, and over relatively large sections of the glacier surface. We use it to quantify spatial variations in the patterns of surface melt at the seasonal scale, as controlled by both aspect and differential debris cover. At the daily scale, we quantify the effects of ogive-related differences in ice surface debris content on spatial patterns of ablation. Daily scale measurements point to possible hydraulic jacking of the glacier associated with short-term water pressure rises. This latter demonstration shows that this type of lidar may be used to address subglacial hydrologic questions, in addition to motion and ablation measurements.

Rockfall susceptibility assessment and remote geological mapping with LiDAR point clouds

Characterizing the geological features and structures in three dimensions over inaccessible rock cliffs is needed to assess natural hazards such as rockfalls and rockslides and also to perform investigations aimed at mapping geological contacts and building stratigraphy and fold models. Indeed, the detailed 3D data, such as LiDAR point clouds, allow to study accurately the hazard processes and the structure of geologic features, in particular in vertical and overhanging rock slopes. Thus, 3D geological models have a great potential of being applied to a wide range of geological investigations both in research and applied geology projects, such as mines, tunnels and reservoirs. Recent development of ground-based remote sensing techniques (LiDAR, photogrammetry and multispectral / hyperspectral images) are revolutionizing the acquisition of morphological and geological information. As a consequence, there is a great potential for improving the modeling of geological bodies as well as failure mechanisms and stability conditions by integrating detailed remote data. During the past ten years several large rockfall events occurred along important transportation corridors where millions of people travel every year (Switzerland: Gotthard motorway and railway; Canada: Sea to sky highway between Vancouver and Whistler). These events show that there is still a lack of knowledge concerning the detection of potential rockfalls, making mountain residential settlements and roads highly risky. It is necessary to understand the main factors that destabilize rocky outcrops even if inventories are lacking and if no clear morphological evidences of rockfall activity are observed. In order to increase the possibilities of forecasting potential future landslides, it is crucial to understand the evolution of rock slope stability. Defining the areas theoretically most prone to rockfalls can be particularly useful to simulate trajectory profiles and to generate hazard maps, which are the basis for land use planning in mountainous regions. The most important questions to address in order to assess rockfall hazard are: Where are the most probable sources for future rockfalls located? What are the frequencies of occurrence of these rockfalls? I characterized the fracturing patterns in the field and with LiDAR point clouds. Afterwards, I developed a model to compute the failure mechanisms on terrestrial point clouds in order to assess the susceptibility to rockfalls at the cliff scale. Similar procedures were already available to evaluate the susceptibility to rockfalls based on aerial digital elevation models. This new model gives the possibility to detect the most susceptible rockfall sources with unprecented detail in the vertical and overhanging areas. The results of the computation of the most probable rockfall source areas in granitic cliffs of Yosemite Valley and Mont-Blanc massif were then compared to the inventoried rockfall events to validate the calculation methods. Yosemite Valley was chosen as a test area because it has a particularly strong rockfall activity (about one rockfall every week) which leads to a high rockfall hazard. The west face of the Dru was also chosen for the relevant rockfall activity and especially because it was affected by some of the largest rockfalls that occurred in the Alps during the last 10 years. Moreover, both areas were suitable because of their huge vertical and overhanging cliffs that are difficult to study with classical methods. Limit equilibrium models have been applied to several case studies to evaluate the effects of different parameters on the stability of rockslope areas. The impact of the degradation of rockbridges on the stability of large compartments in the west face of the Dru was assessed using finite element modeling. In particular I conducted a back-analysis of the large rockfall event of 2005 (265'000 m3) by integrating field observations of joint conditions, characteristics of fracturing pattern and results of geomechanical tests on the intact rock. These analyses improved our understanding of the factors that influence the stability of rock compartments and were used to define the most probable future rockfall volumes at the Dru. Terrestrial laser scanning point clouds were also successfully employed to perform geological mapping in 3D, using the intensity of the backscattered signal. Another technique to obtain vertical geological maps is combining triangulated TLS mesh with 2D geological maps. At El Capitan (Yosemite Valley) we built a georeferenced vertical map of the main plutonio rocks that was used to investigate the reasons for preferential rockwall retreat rate. Additional efforts to characterize the erosion rate were made at Monte Generoso (Ticino, southern Switzerland) where I attempted to improve the estimation of long term erosion by taking into account also the volumes of the unstable rock compartments. Eventually, the following points summarize the main out puts of my research: The new model to compute the failure mechanisms and the rockfall susceptibility with 3D point clouds allows to define accurately the most probable rockfall source areas at the cliff scale. The analysis of the rockbridges at the Dru shows the potential of integrating detailed measurements of the fractures in geomechanical models of rockmass stability. The correction of the LiDAR intensity signal gives the possibility to classify a point cloud according to the rock type and then use this information to model complex geologic structures. The integration of these results, on rockmass fracturing and composition, with existing methods can improve rockfall hazard assessments and enhance the interpretation of the evolution of steep rockslopes. -- La caractérisation de la géologie en 3D pour des parois rocheuses inaccessibles est une étape nécessaire pour évaluer les dangers naturels tels que chutes de blocs et glissements rocheux, mais aussi pour réaliser des modèles stratigraphiques ou de structures plissées. Les modèles géologiques 3D ont un grand potentiel pour être appliqués dans une vaste gamme de travaux géologiques dans le domaine de la recherche, mais aussi dans des projets appliqués comme les mines, les tunnels ou les réservoirs. Les développements récents des outils de télédétection terrestre (LiDAR, photogrammétrie et imagerie multispectrale / hyperspectrale) sont en train de révolutionner l'acquisition d'informations géomorphologiques et géologiques. Par conséquence, il y a un grand potentiel d'amélioration pour la modélisation d'objets géologiques, ainsi que des mécanismes de rupture et des conditions de stabilité, en intégrant des données détaillées acquises à distance. Pour augmenter les possibilités de prévoir les éboulements futurs, il est fondamental de comprendre l'évolution actuelle de la stabilité des parois rocheuses. Définir les zones qui sont théoriquement plus propices aux chutes de blocs peut être très utile pour simuler les trajectoires de propagation des blocs et pour réaliser des cartes de danger, qui constituent la base de l'aménagement du territoire dans les régions de montagne. Les questions plus importantes à résoudre pour estimer le danger de chutes de blocs sont : Où se situent les sources plus probables pour les chutes de blocs et éboulement futurs ? Avec quelle fréquence vont se produire ces événements ? Donc, j'ai caractérisé les réseaux de fractures sur le terrain et avec des nuages de points LiDAR. Ensuite, j'ai développé un modèle pour calculer les mécanismes de rupture directement sur les nuages de points pour pouvoir évaluer la susceptibilité au déclenchement de chutes de blocs à l'échelle de la paroi. Les zones sources de chutes de blocs les plus probables dans les parois granitiques de la vallée de Yosemite et du massif du Mont-Blanc ont été calculées et ensuite comparés aux inventaires des événements pour vérifier les méthodes. Des modèles d'équilibre limite ont été appliqués à plusieurs cas d'études pour évaluer les effets de différents paramètres sur la stabilité des parois. L'impact de la dégradation des ponts rocheux sur la stabilité de grands compartiments de roche dans la paroi ouest du Petit Dru a été évalué en utilisant la modélisation par éléments finis. En particulier j'ai analysé le grand éboulement de 2005 (265'000 m3), qui a emporté l'entier du pilier sud-ouest. Dans le modèle j'ai intégré des observations des conditions des joints, les caractéristiques du réseau de fractures et les résultats de tests géoméchaniques sur la roche intacte. Ces analyses ont amélioré l'estimation des paramètres qui influencent la stabilité des compartiments rocheux et ont servi pour définir des volumes probables pour des éboulements futurs. Les nuages de points obtenus avec le scanner laser terrestre ont été utilisés avec succès aussi pour produire des cartes géologiques en 3D, en utilisant l'intensité du signal réfléchi. Une autre technique pour obtenir des cartes géologiques des zones verticales consiste à combiner un maillage LiDAR avec une carte géologique en 2D. A El Capitan (Yosemite Valley) nous avons pu géoréferencer une carte verticale des principales roches plutoniques que j'ai utilisé ensuite pour étudier les raisons d'une érosion préférentielle de certaines zones de la paroi. D'autres efforts pour quantifier le taux d'érosion ont été effectués au Monte Generoso (Ticino, Suisse) où j'ai essayé d'améliorer l'estimation de l'érosion au long terme en prenant en compte les volumes des compartiments rocheux instables. L'intégration de ces résultats, sur la fracturation et la composition de l'amas rocheux, avec les méthodes existantes permet d'améliorer la prise en compte de l'aléa chute de pierres et éboulements et augmente les possibilités d'interprétation de l'évolution des parois rocheuses.

Isoelectric focusing of urinary metallothionein.

Isoelectric focusing of human urinary metallothionein at a pH range of 4.8 to 7.0 yielded a single protein band with a pI of 5.57 which co-migrated with authentic purified metallothionein I from human liver. Minimum pretreatment of the urine samples (160 ml) was needed. The preparatory steps included sample concentration with the original protein, enriched from 69 +/- 23 micrograms/ml to 2.0 +/- 1.4 mg/ml (+/- SD; n = 9), followed by heat treatment at 80 degrees C for 5 min (2.4 +/- 1.7 mg protein/ml). After focusing, the gels were stained with silver and the lanes were scanned with a laser scanner. Peak areas were used for quantitation with commercial beta 2-microglobulin as a standard. The urinary metallothionein ranged from 1.0 to 2.6 nmol/mmol creatinine, which is comparable with values reached by radio-immunoassay.

Development of a systematic computer vision-based method to analyse and compare images of false identity documents for forensic intelligence purposes-Part I: acquisition, calibration and validation issues

Following their detection and seizure by police and border guard authorities, false identity and travel documents are usually scanned, producing digital images. This research investigates the potential of these images to classify false identity documents, highlight links between documents produced by a same modus operandi or same source, and thus support forensic intelligence efforts. Inspired by previous research work about digital images of Ecstasy tablets, a systematic and complete method has been developed to acquire, collect, process and compare images of false identity documents. This first part of the article highlights the critical steps of the method and the development of a prototype that processes regions of interest extracted from images. Acquisition conditions have been fine-tuned in order to optimise reproducibility and comparability of images. Different filters and comparison metrics have been evaluated and the performance of the method has been assessed using two calibration and validation sets of documents, made up of 101 Italian driving licenses and 96 Portuguese passports seized in Switzerland, among which some were known to come from common sources. Results indicate that the use of Hue and Edge filters or their combination to extract profiles from images, and then the comparison of profiles with a Canberra distance-based metric provides the most accurate classification of documents. The method appears also to be quick, efficient and inexpensive. It can be easily operated from remote locations and shared amongst different organisations, which makes it very convenient for future operational applications. The method could serve as a first fast triage method that may help target more resource-intensive profiling methods (based on a visual, physical or chemical examination of documents for instance). Its contribution to forensic intelligence and its application to several sets of false identity documents seized by police and border guards will be developed in a forthcoming article (part II).

Intoxication alcoolique aux urgences : dilemmes de prise en charge. Deux situations cliniques fréquentes. [The dilemma of defining "adequate" ED care for acute alcohol intoxication. About two case reports]

L'intoxication éthylique aiguë (IEA) est un motif de recours fréquent en médecine d'urgence. Bien qu'évoluant de manière spontanément favorable dans la majorité des cas, un certain nombre de complications sont susceptibles de survenir dans ce contexte, entrainant des répercussions significatives sur le pronostic des patients. Or, les altérations neurocomportementales accompagnant classiquement ce type d'intoxication mettent régulièrement les cliniciens face à des dilemmes de prise en charge complexes à résoudre. D'autre part, si les propriétés de l'éthanol peuvent atténuer l'expression clinique de certaines pathologies, un certain nombre d'affection de nature métabolique ou neurologique sont susceptibles d'être interprétées à tort comme des IEA. La littérature médicale ne fournissant que peu d'outils d'aide à la décision dans ce domaine, il est souvent difficile de trouver un compromis acceptable entre recours excessif aux examens complémentaires et banalisation face aux patients alcoolisés. A partir de situations cliniques, le présent article propose une approche pragmatique de deux problématiques régulièrement associées à une IEA et sources d'erreur diagnostique, le traumatisme crânien et l'état d'agitation. Ainsi, une meilleure définition des conditions de recours au scanner cérébral en cas de traumatisme crânien et l'adoption d'un protocole de sédation précoce dans l'ivresse excito-motrice doivent permettre de contourner en partie les difficultés soulevées par ces patients.

UTILITE ET EFFICACITE DU CATHETERISME SELECTIF DES VEINES SURRENALIENNES LORS D'UN HYPERALDOSTERONISME PRIMAIRE, REVUE DES 5 DERNIERES ANNEES AU CHUV

Contexte   L'hyperaldostéronisme primaire (HAP) est actuellement considéré comme la première cause d'hypertension artérielle secondaire. Son diagnostic est capital car il permet d'identifier des patients avec une cause potentiellement réversible d'hypertension. Cependant, le diagnostic et l'attitude thérapeutique (traitement médical vs. chirurgical) ne sont pas toujours évidents. Le cathétérisme sélectif des veines surrénaliennes (CVS) permet la détermination d'une latéralisation de la sécrétion d'aldostérone avec moins de risques de faux négatifs et de faux positifs que l'imagerie par scanner ou par IRM. Contrairement à d'autres pays européens, asiatiques ou américains, il n'existe pour le moment aucune donnée publiée sur le cathétérisme des veines surrénaliennes en Suisse.  Objectifs Déterminer le taux de succès du CVS ainsi que ses déterminants cliniques au cours des 5 dernières années au CHUV, ainsi que démontrer l'utilité d'un cathétérisme des veines surrénaliennes lorsqu'une surrénalectomie est envisagée dans le cadre d'un hyperaldostéronisme primaire  Méthodes Cette étude est rétrospective et monocentrique. La récolte de données s'est faite à partir de dossiers de 68 patients atteints d'hypertension artérielle (HTA) secondaire sur HAP biochimiquement confirmé et ayant eu un CVS au cours des 5 dernières années.  Résultats Au CHUV, le taux de succès du CVS (cathétérisme bilatéral des veines surrénaliennes) s'élève à 60% (41/68). Dans 53% des cas, il y a discordance entre les résultats de l'imagerie standard et ceux du CVS. Une attitude thérapeutique basée sur l'imagerie standard aurait entrainé des traitements inappropriés : 43% des patients auraient subi une chirurgie inadéquate, et 10% n'auraient pas été candidats à une sanction chirurgicale alors qu'elle aurait été indiquée sur la base du CVS.  Conclusions Le CVS doit être considéré comme l'étalon-or dans la prise en charge diagnostique de l'HAP lorsqu'une intervention chirurgicale est possible. En se basant uniquement sur l'imagerie, il en résulterait un taux élevé de traitement inapproprié. Aux vues des difficultés techniques associées à cet examen, de nouvelles procédures doivent être mises en place pour mener à une amélioration de son taux de succès et à l'interprétation des résultats.