Whole-body 3D T1-weighted MR imaging in patients with prostate cancer: feasibility and evaluation in screening for metastatic disease.

PURPOSE: To develop and assess the diagnostic performance of a three-dimensional (3D) whole-body T1-weighted magnetic resonance (MR) imaging pulse sequence at 3.0 T for bone and node staging in patients with prostate cancer. MATERIALS AND METHODS This prospective study was approved by the institutional ethics committee; informed consent was obtained from all patients. Thirty patients with prostate cancer at high risk for metastases underwent whole-body 3D T1-weighted imaging in addition to the routine MR imaging protocol for node and/or bone metastasis screening, which included coronal two-dimensional (2D) whole-body T1-weighted MR imaging, sagittal proton-density fat-saturated (PDFS) imaging of the spine, and whole-body diffusion-weighted MR imaging. Two observers read the 2D and 3D images separately in a blinded manner for bone and node screening. Images were read in random order. The consensus review of MR images and the findings at prospective clinical and MR imaging follow-up at 6 months were used as the standard of reference. The interobserver agreement and diagnostic performance of each sequence were assessed on per-patient and per-lesion bases. RESULTS: The signal-to-noise ratio (SNR) and contrast-to-noise ratio (CNR) were significantly higher with whole-body 3D T1-weighted imaging than with whole-body 2D T1-weighted imaging regardless of the reference region (bone or fat) and lesion location (bone or node) (P < .003 for all). For node metastasis, diagnostic performance (area under the receiver operating characteristic curve) was higher for whole-body 3D T1-weighted imaging (per-patient analysis; observer 1: P < .001 for 2D T1-weighted imaging vs 3D T1-weighted imaging, P = .006 for 2D T1-weighted imaging + PDFS imaging vs 3D T1-weighted imaging; observer 2: P = .006 for 2D T1-weighted imaging vs 3D T1-weighted imaging, P = .006 for 2D T1-weighted imaging + PDFS imaging vs 3D T1-weighted imaging), as was sensitivity (per-lesion analysis; observer 1: P < .001 for 2D T1-weighted imaging vs 3D T1-weighted imaging, P < .001 for 2D T1-weighted imaging + PDFS imaging vs 3D T1-weighted imaging; observer 2: P < .001 for 2D T1-weighted imaging vs 3D T1-weighted imaging, P < .001 for 2D T1-weighted imaging + PDFS imaging vs 3D T1-weighted imaging). CONCLUSION: Whole-body MR imaging is feasible with a 3D T1-weighted sequence and provides better SNR and CNR compared with 2D sequences, with a diagnostic performance that is as good or better for the detection of bone metastases and better for the detection of lymph node metastases.

3D virtual rendering before laparoscopic partial splenectomy in children.

INTRODUCTION: Partial splenectomy in children is a good surgical option for hematological diseases and focal splenic tumors because it allows the preservation of the spleen's immunological function. Furthermore, it can be performed by laparoscopy in children as it is a safe procedure, offering the benefits of a minimally invasive approach. MATERIALS AND METHODS: The software VR-render LE version 0.81 is a system that enables the visualization of bidimentional 3D images with magnification of anatomical details. We have applied this system to five cases of non-parasitic splenic cysts before laparoscopic partial splenectomy. RESULTS: The images obtained with VR rendering software permitted the preoperative reconstruction of the vascularization of the splenic hilum, allowing the surgeon safe vessel control during laparoscopic procedures. All five partial splenectomies were carried out with no complications or major blood loss. CONCLUSIONS: Laparoscopic partial splenectomy should be a first choice procedure because it is feasible, reproducible, and safe for children; furthermore, it preserves enough splenic tissue thereby preventing post-splenectomy infections. Volume rendering provides high anatomical resolution and can be useful in guiding the surgical procedure.

Etude des effets du monoxyde d'azote (NO) sur le métabolisme des acides gras libres à partir d'un modèle de souris invalidée pour le gène de la NO synthase endothéliale

RESUME GENERAL Au cours de ces dernières années, le monoxyde d'azote (NO) produit par une famille d'enzymes, les NO synthases (NOS), est apparu comme un effecteur central dans la régulation du système cardiovasculaire et du métabolisme énergétique. Chez l'homme, un défaut de production du NO est associé à des maladies cardiovasculaires et métaboliques comme la résistance à l'insuline ou le diabète de type 2. Ces pathologies se retrouvent chez les souris invalidées pour la NO synthase endothéliale (eN0S-/-) qui présentent non seulement une hypertension mais également une résistance à l'insuline et une dyslipidémie (augmentation des triglycérides et des acides gras libres). Ces anomalies sont étroitement associées et impliquées dans le développement du diabète de type 2. Dans cette étude, nous avons essayé de déterminer à partir du modèle de souris eN0S-/-, l'influence de la eNOS et de son produit, le NO, sur la régulation du métabolisme lipidique intracellulaire. Ainsi, nous avons montré que cette enzyme et le NO régulent directement l'activité β-oxydative des mitochondries isolées du muscle squelettique, du muscle cardiaque et du tissu adipeux blanc. Par ailleurs, dans le muscle de ces souris, le contenu des mitochondries et l'expression des gènes impliqués dans leur biogénèse sont diminués, ce qui suggère que la eNOS et/ou le NO contrôlent également la synthèse de ces organelles. Les mitochondries, via la β-oxydation, sont impliquées dans la production d'énergie à partir des acides gras libres. Dans notre modèle animal, la diminution de la β-oxydation dans le muscle, s'accompagne d'une accumulation des triglycérides intramyocellulaires. Cette accumulation prédispose fortement au développement de la résistance à l'insuline. Les anomalies du métabolisme β-oxydatif favorisent donc probablement l'apparition de la dyslipidémie et le développement de la résistance à l'insuline observées chez les souris eN0S-/-. Cette hypothèse est soutenue par différentes études effectuées chez l'homme et l'animal qui suggèrent qu'une dysfonction mitochondriale peut être à l'origine de la résistance à l'insuline. Ces données récentes et les résultats de ce travail apportent un regard nouveau sur le rôle du NO dans le développement des maladies métaboliques que sont la résistance à l'insuline, le diabète de type 2 et l'obésité. Elles placent aux centres de ces mécanismes une organelle, la mitochondrie, située au carrefour des métabolismes glucidiques et lipidiques. SUMMARY Over the last years, nitric oxide (NO), synthesized by a family of enzymes, the NO synthases, has become a central regulator of the cardiovascular system and energy metabolism. In humans, defective NO production is found in cardiovascular and metabolic diseases such as insulin resistance or type 2 diabetes mellitus. These alterations are also found in knockout mice for the endothelial nitric oxide synthase (eN0S-/-), which are not only hypertensive but also display insulin resistance and dyslipidemia (with increased triglyceride and free fatty acid levels). These pathologic features are tightly linked and involved in the pathogenesis of type 2 DM. In this study, using eN0S-/- mice, we determined the role played by this enzyme and its product, NO, on intracellular lipid metabolism. We show that eNOS and NO directly regulate β-oxidation in mitochondria isolated from skeletal and cardiac muscle as well as white adipose tissue. Furthermore, in the skeletal muscle of these mice, the mitochondrial content and the expression of genes involved in mitochondrial biogenesis are decreased, suggesting that eNOS and/or NO also regulate the synthesis of this intracellular organelle. Mitochondria, through β-oxidation, play a role in energy production from free fatty acids. In our animal model, decreased β-oxidation in skeletal muscle is associated with accumulation of intramyocellular lipids. This increased lipid content plays an important role in the pathogenesis of insulin resistance. Defective β-oxidation, therefore, probably favours the development of insulin resistance and dyslipidemia as seen in these animals. This hypothesis is strengthened by studies in humans and animals indicating that mitochondrial dysfunction is associated with insulin resistance. These recent data and the results of this work provide evidence for a role of NO in the development of metabolic diseases such as insulin resistance or type diabetes mellitus. They put as a central player, an organelle, the mitochondria, which lies at the crossway of carbohydrate and lipid metabolism. RESUME DIDACTIQUE Le maintien des fonctions vitales et l'accomplissement d'une activité physique nécessitent, chez l'homme, un apport quotidien d'énergie. Cette énergie est présente, dans l'alimentation, principalement sous forme de graisses (lipides) ou de sucres. La production d'énergie s'effectue en majorité dans le muscle au niveau d'une organelle particulière, la mitochondrie. La régulation du métabolisme énergétique fait intervenir de nombreux facteurs de régulation dont l'un des plus connu est l'insuline. De nombreuses maladies comme le diabète de type 2, l'obésité ou le syndrome métabolique découlent de la dérégulation du métabolisme énergétique. Un mécanisme particulier, la résistance à l'insuline, qui se caractérise par un défaut d'action de l'insuline au niveau de ses tissus cibles (foie, muscle...) est souvent impliqué dans le développement de ces pathologies. L'étude de ces anomalies métaboliques nécessite l'utilisation de modèles, notamment animaux, qui ont la particularité de reproduire partiellement un état pathologique caractéristique de certaines maladies humaines. Dans ce travail, nous avons utilisé un modèle de souris dont la particularité est de ne pas exprimer une enzyme, la monoxyde d'azote (NO) synthase endothéliale (eNOS), responsable de la synthèse d'un gaz, le NO. Ces souris présentent une hypertension artérielle, des anomalies du métabolisme des lipides et une résistance à l'insuline. Or, de récents travaux effectués chez l'homme montrent que des individus insulino-résistants ou diabétiques de type 2 ont une diminution de la production de NO. Lors de nos investigations, nous avons démontré que la quantité et la capacité des mitochondries à utiliser les lipides comme substrat énergétique est diminuée dans les muscles des souris eN0S-/-. Par ailleurs, ces deux anomalies sont associées dans ce tissu à une accumulation des lipides. De façon très intéressante, ce phénomène est décrit dans de nombreuses études effectuées chez l'homme et l'animal comme favorisant le développement de la résistance à l'insuline. Les résultats de ce travail suggèrent donc que la eNOS et/ou le NO joue un rôle important dans l'activité et la synthèse des mitochondries. Le NO pourrait donc constituer une cible thérapeutique dans le traitement des maladies métaboliques.

Analysis of Roman pottery graffiti by high resolution capture and 3D laser profilometry

The graffiti on pottery discovered on the site of Aventicum (Avenches, VD/Switzerland) form the largest corpus of minor inscriptions of the Roman Empire studied until now. Indeed, a total of 1828 graffiti have been found. The reading and the recording of the inscriptions are generally dependent on the state of conservation of the graffito and its support. In numerous cases, only a pale shadow of the inscription is visible, which makes traditional observations, such as visual observations with the naked eye, unsuitable for its decipherment. Consequently, advanced techniques have been applied for enhancing the readability of such inscriptions. In our paper we show the efficiency of 3D laser profilometry as well as high resolution photography as powerful means to decipher illegible engraved inscriptions. The use of such analyses to decipher graffiti on pottery or on other materials enables a better understanding of minor inscriptions and improves the knowledge of the daily life of ancient populations substantially.

Voir le monde à travers les lunettes du métacontraste : un modèle mathématique inspiré de la psychologie sociale

Résumé La théorie de l'autocatégorisation est une théorie de psychologie sociale qui porte sur la relation entre l'individu et le groupe. Elle explique le comportement de groupe par la conception de soi et des autres en tant que membres de catégories sociales, et par l'attribution aux individus des caractéristiques prototypiques de ces catégories. Il s'agit donc d'une théorie de l'individu qui est censée expliquer des phénomènes collectifs. Les situations dans lesquelles un grand nombre d'individus interagissent de manière non triviale génèrent typiquement des comportements collectifs complexes qui sont difficiles à prévoir sur la base des comportements individuels. La simulation informatique de tels systèmes est un moyen fiable d'explorer de manière systématique la dynamique du comportement collectif en fonction des spécifications individuelles. Dans cette thèse, nous présentons un modèle formel d'une partie de la théorie de l'autocatégorisation appelée principe du métacontraste. À partir de la distribution d'un ensemble d'individus sur une ou plusieurs dimensions comparatives, le modèle génère les catégories et les prototypes associés. Nous montrons que le modèle se comporte de manière cohérente par rapport à la théorie et est capable de répliquer des données expérimentales concernant divers phénomènes de groupe, dont par exemple la polarisation. De plus, il permet de décrire systématiquement les prédictions de la théorie dont il dérive, notamment dans des situations nouvelles. Au niveau collectif, plusieurs dynamiques peuvent être observées, dont la convergence vers le consensus, vers une fragmentation ou vers l'émergence d'attitudes extrêmes. Nous étudions également l'effet du réseau social sur la dynamique et montrons qu'à l'exception de la vitesse de convergence, qui augmente lorsque les distances moyennes du réseau diminuent, les types de convergences dépendent peu du réseau choisi. Nous constatons d'autre part que les individus qui se situent à la frontière des groupes (dans le réseau social ou spatialement) ont une influence déterminante sur l'issue de la dynamique. Le modèle peut par ailleurs être utilisé comme un algorithme de classification automatique. Il identifie des prototypes autour desquels sont construits des groupes. Les prototypes sont positionnés de sorte à accentuer les caractéristiques typiques des groupes, et ne sont pas forcément centraux. Enfin, si l'on considère l'ensemble des pixels d'une image comme des individus dans un espace de couleur tridimensionnel, le modèle fournit un filtre qui permet d'atténuer du bruit, d'aider à la détection d'objets et de simuler des biais de perception comme l'induction chromatique. Abstract Self-categorization theory is a social psychology theory dealing with the relation between the individual and the group. It explains group behaviour through self- and others' conception as members of social categories, and through the attribution of the proto-typical categories' characteristics to the individuals. Hence, it is a theory of the individual that intends to explain collective phenomena. Situations involving a large number of non-trivially interacting individuals typically generate complex collective behaviours, which are difficult to anticipate on the basis of individual behaviour. Computer simulation of such systems is a reliable way of systematically exploring the dynamics of the collective behaviour depending on individual specifications. In this thesis, we present a formal model of a part of self-categorization theory named metacontrast principle. Given the distribution of a set of individuals on one or several comparison dimensions, the model generates categories and their associated prototypes. We show that the model behaves coherently with respect to the theory and is able to replicate experimental data concerning various group phenomena, for example polarization. Moreover, it allows to systematically describe the predictions of the theory from which it is derived, specially in unencountered situations. At the collective level, several dynamics can be observed, among which convergence towards consensus, towards frag-mentation or towards the emergence of extreme attitudes. We also study the effect of the social network on the dynamics and show that, except for the convergence speed which raises as the mean distances on the network decrease, the observed convergence types do not depend much on the chosen network. We further note that individuals located at the border of the groups (whether in the social network or spatially) have a decisive influence on the dynamics' issue. In addition, the model can be used as an automatic classification algorithm. It identifies prototypes around which groups are built. Prototypes are positioned such as to accentuate groups' typical characteristics and are not necessarily central. Finally, if we consider the set of pixels of an image as individuals in a three-dimensional color space, the model provides a filter that allows to lessen noise, to help detecting objects and to simulate perception biases such as chromatic induction.

La « présence thérapeutique » en contexte scolaire, éducatif et pédagogique : esquisse d'un modèle de consultation psychanalytique

Cet article présente une pratique de consultation psychanalytique développée par des psychologues tra- vaillant en milieux éducatifs et pédagogiques. Les auteurs se réfèrent à des concepts issus de l'école de psychanalyse britannique de la relation d'objet pour monter comment le processus de «présence théra- peutique » peut améliorer et enrichir les interventions en milieu scolaire. Les bénéfices engendrés par une « présence thérapeutique » sur les lieux scolaires et éducatifs et les défis rencontrés seront discutés. Des illustrations cliniques ainsi que des exemples issus de notre pratique avec les enfants, leur famille et les professionnels de l'enfance, que ce soit dans les écoles primaires et secondaires, les garderies, les services spécialisés ou les lieux de formation serviront d'illustration des concepts théoriques présentés.

State-of-the-art of 3D cultures (organs-on-a-chip) in safety testing and pathophysiology.

Integrated approaches using different in vitro methods in combination with bioinformatics can (i) increase the success rate and speed of drug development; (ii) improve the accuracy of toxicological risk assessment; and (iii) increase our understanding of disease. Three-dimensional (3D) cell culture models are important building blocks of this strategy which has emerged during the last years. The majority of these models are organotypic, i.e., they aim to reproduce major functions of an organ or organ system. This implies in many cases that more than one cell type forms the 3D structure, and often matrix elements play an important role. This review summarizes the state of the art concerning commonalities of the different models. For instance, the theory of mass transport/metabolite exchange in 3D systems and the special analytical requirements for test endpoints in organotypic cultures are discussed in detail. In the next part, 3D model systems for selected organs--liver, lung, skin, brain--are presented and characterized in dedicated chapters. Also, 3D approaches to the modeling of tumors are presented and discussed. All chapters give a historical background, illustrate the large variety of approaches, and highlight up- and downsides as well as specific requirements. Moreover, they refer to the application in disease modeling, drug discovery and safety assessment. Finally, consensus recommendations indicate a roadmap for the successful implementation of 3D models in routine screening. It is expected that the use of such models will accelerate progress by reducing error rates and wrong predictions from compound testing.

The impact of navigator timing parameters and navigator spatial resolution on 3D coronary magnetic resonance angiography.

The impact of navigator spatial resolution and navigator evaluation time on image quality in free-breathing navigator-gated 3D coronary magnetic resonance angiography (MRA), including real-time motion correction, was investigated in a moving phantom. Objective image quality parameters signal-to-noise ratio (SNR) and vessel sharpness were compared. It was found that for improved mage quality a short navigator evaluation time is of crucial importance. Navigator spatial resolution showed minimal influence on image quality.