Anatomo-functional magnetic resonance imaging of the spinal cord and its application to the characterization of spinal lesions in cats

Les lésions de la moelle épinière ont un impact significatif sur la qualité de la vie car elles peuvent induire des déficits moteurs (paralysie) et sensoriels. Ces déficits évoluent dans le temps à mesure que le système nerveux central se réorganise, en impliquant des mécanismes physiologiques et neurochimiques encore mal connus. L'ampleur de ces déficits ainsi que le processus de réhabilitation dépendent fortement des voies anatomiques qui ont été altérées dans la moelle épinière. Il est donc crucial de pouvoir attester l'intégrité de la matière blanche après une lésion spinale et évaluer quantitativement l'état fonctionnel des neurones spinaux. Un grand intérêt de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est qu'elle permet d'imager de façon non invasive les propriétés fonctionnelles et anatomiques du système nerveux central. Le premier objectif de ce projet de thèse a été de développer l'IRM de diffusion afin d'évaluer l'intégrité des axones de la matière blanche après une lésion médullaire. Le deuxième objectif a été d'évaluer dans quelle mesure l'IRM fonctionnelle permet de mesurer l'activité des neurones de la moelle épinière. Bien que largement appliquées au cerveau, l'IRM de diffusion et l'IRM fonctionnelle de la moelle épinière sont plus problématiques. Les difficultés associées à l'IRM de la moelle épinière relèvent de sa fine géométrie (environ 1 cm de diamètre chez l'humain), de la présence de mouvements d'origine physiologique (cardiaques et respiratoires) et de la présence d'artefacts de susceptibilité magnétique induits par les inhomogénéités de champ, notamment au niveau des disques intervertébraux et des poumons. L'objectif principal de cette thèse a donc été de développer des méthodes permettant de contourner ces difficultés. Ce développement a notamment reposé sur l'optimisation des paramètres d'acquisition d'images anatomiques, d'images pondérées en diffusion et de données fonctionnelles chez le chat et chez l'humain sur un IRM à 3 Tesla. En outre, diverses stratégies ont été étudiées afin de corriger les distorsions d'images induites par les artefacts de susceptibilité magnétique, et une étude a été menée sur la sensibilité et la spécificité de l'IRM fonctionnelle de la moelle épinière. Les résultats de ces études démontrent la faisabilité d'acquérir des images pondérées en diffusion de haute qualité, et d'évaluer l'intégrité de voies spinales spécifiques après lésion complète et partielle. De plus, l'activité des neurones spinaux a pu être détectée par IRM fonctionnelle chez des chats anesthésiés. Bien qu'encourageants, ces résultats mettent en lumière la nécessité de développer davantage ces nouvelles techniques. L'existence d'un outil de neuroimagerie fiable et robuste, capable de confirmer les paramètres cliniques, permettrait d'améliorer le diagnostic et le pronostic chez les patients atteints de lésions médullaires. Un des enjeux majeurs serait de suivre et de valider l'effet de diverses stratégies thérapeutiques. De telles outils représentent un espoir immense pour nombre de personnes souffrant de traumatismes et de maladies neurodégénératives telles que les lésions de la moelle épinière, les tumeurs spinales, la sclérose en plaques et la sclérose latérale amyotrophique.

Functional organization of cutaneous reflex pathways during locomotion and reorganization following peripheral nerve and/or spinal cord lesions

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Segmentació de teixit i lesions en imatges de MRI de malalts d'esclerosi múltiple

Actualment, en l'àmbit mèdic, la ressonància magnètica, MRI Magnetic Resonance Imaging, és un dels sistemes més utilitzats per a la realització de diagnòstics i el seguiment de l'evolució de malalties com l'esclerosi múltiple (EM). No obstant, la gran quantitat d'informació que proporciona aquesta modalitat té com a conseqüència una tasca feixuga d'anàlisi i d'interpretació per part dels radiòlegs i neuròlegs. L'objectiu general d'aquest projecte és desenvolupar un sistema per ajudar als metges a segmentar les imatges de MRI del cervell. S'ha implementat amb MATLAB. Durant tot el procés s'han utilitzat dades sintètiques, de la base de dades simulada BrainWeb, i reals, proporcionades pels grup de metges col•laboradors amb el grup VICOROB. El projecte s'emmarca dins d'un projecte de recerca del grup de Visió per Computador i Robòtica de la Universitat de Girona

Incidència de les lesions en el futbol. Primera divisió : temporada 1999-2000.

Resumen tomado del autor

Efectos de la ventilación mecánica con heliox en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva

Evaluar si el Heliox reduce la resistencia en la vía aérea en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva que requieren ventilación mecánica. Materiales y Métodos: Estudio prospectivo observacional descriptivo en niños y adolescentes con patología bronquial obstructiva y ventilación mecánica con Fi02 ≤ 0,5. Medición de variables: resistencia, presión pico, presión media de la vía aérea, presión meseta, volumen corriente, autoPEEP, distensibilidad, PetCO2, ventilación de espacio muerto antes de inicio de heliox y a los 30 minutos, 2, 4, 6, 12, 18 y 24 horas y diariamente hasta suspenderlo por extubación o FiO2 > 0,5. Resultados: Resultados parciales, incluyó 9 pacientes encontrando descenso significativo de resistencia espiratoria a los 30 minutos (51,2 vs 32,3; p=0,0008 ), 2 horas ( 51,2 vs 33,4; p=0,0019) y 4 horas (51,2 vs 30,7; p=0,0012) así como de la resistencia inspiratoria a la hora 2 (48,6 vs 36,2; p = 0,013) y hora 4 (48,6 vs 30 ; p=0,004). Se observó tendencia al descenso de la PetCO2 que no fue significativa (52,3 vs 34,3: p=0,06). No se evidenció cambios en las variables; autoPEEP, presión pico, presión media de la vía aérea, distensibilidad, ventilación de espacio muerto, presión meseta y volumen corriente antes y después del inicio del Heliox. Conclusión: La ventilación mecánica con Heliox en niños con patología bronquial obstructiva parece ser que reduce de manera significativa la resistencia de la vía aérea, con tendencia al descenso de la PetC02. Se necesitan estudios prospectivos al menos observacionales analíticos que corroboren estos hallazgos.

Endocranial lesions: their distribution and aetiology

Reactive new bone on the endocranial surface of the skull in non-adults has recently received a lot of attention in the palaeopathological literature. These features appear as layers of new bone on the original cortical surface, expanding around meningeal vessels, as isolated plaques, 'hair-on-end' extensions of the diploe or, as 'capillary' impressions extending into the inner lamina of the cranium. These lesions are commonly found on the occipital bone, outlining the cruciate eminence, but have also been recorded on the parietal and frontal bones, and appear to follow the areas of venous drainage. Although recognized as resulting from haemorrhage or inflammation, their precise aetiology is still a matter of controversy. This paper outlines their possible causes and examines their nature and distribution in a group of non-adults from four archaeological sites in England. It is recommended that, when recording these lesions in the future, additional skeletal pathologies, the age of the child, and nature and distribution of the lesions also be taken into account. Copyright (C) 2004 John Wiley Sons, Ltd.

Novel high-resolution characterization of ancient DNA reveals C > U-type base modification events as the sole cause of post mortem miscoding lesions

Ancient DNA (aDNA) research has long depended on the power of PCR to amplify trace amounts of surviving genetic material from preserved specimens. While PCR permits specific loci to be targeted and amplified, in many ways it can be intrinsically unsuited to damaged and degraded aDNA templates. PCR amplification of aDNA can produce highly-skewed distributions with significant contributions from miscoding lesion damage and non-authentic sequence artefacts. As traditional PCR-based approaches have been unable to fully resolve the molecular nature of aDNA damage over many years, we have developed a novel single primer extension (SPEX)-based approach to generate more accurate sequence information. SPEX targets selected template strands at defined loci and can generate a quantifiable redundancy of coverage; providing new insights into the molecular nature of aDNA damage and fragmentation. SPEX sequence data reveals inherent limitations in both traditional and metagenomic PCR-based approaches to aDNA, which can make current damage analyses and correct genotyping of ancient specimens problematic. In contrast to previous aDNA studies, SPEX provides strong quantitative evidence that C U-type base modifications are the sole cause of authentic endogenous damage-derived miscoding lesions. This new approach could allow ancient specimens to be genotyped with unprecedented accuracy.

Objects and positions in visual scenes: effects of perirhinal and postrhinal cortex lesions in the rat

The authors assessed rats' encoding of the appearance or egocentric position of objects within visual scenes containing 3 objects (Experiment 1) or I object (Experiment 2A). Experiment 2B assessed encoding of the shape and fill pattern of single objects, and encoding of configurations (object + position, shape + fill). All were assessed by testing rats' ability to discriminate changes from familiar scenes (constant-negative paradigm). Perirhinal cortex lesions impaired encoding of objects and their shape; postrhinal cortex lesions impaired encoding of egocentric position, but the effect may have been partly due to entorhinal involvement. Neither lesioned group was impaired in detecting configural change. In Experiment 1, both lesion groups were impaired in detecting small changes in relative position of the 3 objects, suggesting that more sensitive tests might reveal configural encoding deficits.

Characterization and classification of tumor lesions using computerized fractal-based texture analysis and support vector machines in digital mammograms

Objective: This paper presents a detailed study of fractal-based methods for texture characterization of mammographic mass lesions and architectural distortion. The purpose of this study is to explore the use of fractal and lacunarity analysis for the characterization and classification of both tumor lesions and normal breast parenchyma in mammography. Materials and methods: We conducted comparative evaluations of five popular fractal dimension estimation methods for the characterization of the texture of mass lesions and architectural distortion. We applied the concept of lacunarity to the description of the spatial distribution of the pixel intensities in mammographic images. These methods were tested with a set of 57 breast masses and 60 normal breast parenchyma (dataset1), and with another set of 19 architectural distortions and 41 normal breast parenchyma (dataset2). Support vector machines (SVM) were used as a pattern classification method for tumor classification. Results: Experimental results showed that the fractal dimension of region of interest (ROIs) depicting mass lesions and architectural distortion was statistically significantly lower than that of normal breast parenchyma for all five methods. Receiver operating characteristic (ROC) analysis showed that fractional Brownian motion (FBM) method generated the highest area under ROC curve (A z = 0.839 for dataset1, 0.828 for dataset2, respectively) among five methods for both datasets. Lacunarity analysis showed that the ROIs depicting mass lesions and architectural distortion had higher lacunarities than those of ROIs depicting normal breast parenchyma. The combination of FBM fractal dimension and lacunarity yielded the highest A z value (0.903 and 0.875, respectively) than those based on single feature alone for both given datasets. The application of the SVM improved the performance of the fractal-based features in differentiating tumor lesions from normal breast parenchyma by generating higher A z value. Conclusion: FBM texture model is the most appropriate model for characterizing mammographic images due to self-affinity assumption of the method being a better approximation. Lacunarity is an effective counterpart measure of the fractal dimension in texture feature extraction in mammographic images. The classification results obtained in this work suggest that the SVM is an effective method with great potential for classification in mammographic image analysis.

Attaching and effacing lesions in the large intestine of an eight-month-old heifer associated with Escherichia coli O26 infection in a group of animals with dysentery

Escherichia coli O26:K60, with genetic attributes consistent with a potentially human enterohaemorrhagic E coli was isolated from the faeces of an eight-month-old heifer with dysentery. Attaching and effacing lesions were identified in the colon of a similarly affected heifer examined postmortem, and shown to be associated with E coli O26 by specific immunolabelling.