Developing Processes and Learning in a Project-based Firm

Tämän diplomityön tavoitteena on kuvata tiedonkulkua projektiliiketoimintaa harjoittavassa yrityksessä sekä analysoida kuvausta määrittäen mahdolliset kehityskohdat. Työssätuotetut kuvaukset ja kehityskohtien määrittäminen toimivat pohjana yrityksen kehittäessä projektien hallintaansa tulevaisuudessa. Työssä valitaan tietojohtamisen näkökulma sopivaksi lähestymistavaksi yrityksen toiminnananalysointiin. Haastatteluin kerätyn tutkimusmateriaalin perusteella luodaan prosessikuvaukset jotka mallintavat tietovirtoja yrityksen projektien aikana tapahtuvien prosessien välillä. Kuvausta peilataan tietämyksen luomisen sekä projektien tietojohtamisen teoriaan ja määritetään kehityskohteita. Kehityskohteiden määrittämisen lisäksi ehdotetaan mahdollisia toimenpiteitä tiedon ja tietämyksen hallinnan kehittämiseksi. Kokemusten ja opittujen asioiden sekäpalautteen kerääminen projektien aikana sekä niiden jälkeen havaittiin tärkeimmäksi kehityskohdaksi. Näiden keräämisen voidaan todeta vaativan järjestelmällisyyttä jotta projektien onnistumiset sekä niissä saavutetut parannukset voidaan toistaa jatkossa ja virheet sekä epäonnistumiset sitä vastoin välttää.

Developing a web portal for managing marketing campaign information

Diplomityö liittyy Accenturen projektiin, jossa kehitettiin asiakkaalle CMS Web-portaali, jonka tarkoitus on tarjota mekanismi tuote- ja kampanjainformaation luontiin ja hallintaan sekä hallita niihin liittyviä budjettiprosesseja yrityksen Intranetissä. Työn tavoitteena on kuvata CMS-portaalin kehitysprosessia ja koota projektin aikana saadut opit ja parannusehdotukset. Tavoitteena on myös esittää ideoita havaittujen ongelmien ehkäisemiseksi tulevissa projekteissa. Portaalin kehitysprojektinsuurimmat haasteet liittyivät tietojärjestelmien kehitysympäristöihin, portaali- ja sisällönhallintapuolen yhdistämiseen sekä tiimikehitykseen. Kun portaaliprojekti tehdään asiakkaan tiloissa, ei täyttä kontrollia kehitysympäristöistä voi saada. Jos kehitysympäristöjen kanssa on ongelmia, niistä on syytä kommunikoida selkeästi ja ammattimaisesti asiakkaan kehitysympäristöistä vastaavalle taholle. Yhteistyö ja hyvät henkilökohtaiset suhteet asiakkaan kanssaovat tärkeitä. Jos portaalin sisällönhallintatarpeet eivät ole erittäin rajoittuneet, on suositeltavaa käyttää erillistä sisällönhallintaohjelmistoa portaalin sisällön hallitsemiseksi. Pienemmillekin projekteille tämä mahdollistaa paremmat laajennusmahdollisuudet. Portaali- ja sisällönhallintapuolenyhdistäminen kannattaa tehdä ohjelmistojen tarjoajien ohjeiden mukaan ja yleisiä menettelytapoja noudattaen. Yleisillä menettelytavoilla tarkoitetaan portaalinja sisällönhallinnan yhdistämisessä sitä, että portaali vastaanottaa sisältöä sisällönhallintajärjestelmältä, mutta kaikki sisällön muokkaustoimenpiteet tehdään sisällönhallintajärjestelmän käyttöliittymän kautta. Jos mukautettuja menettelytapoja on käytettävä, näiden kehittämiselle on varattava niiden vaatima aika. Tällöin Web-palveluiden käyttöä kannattaa harkita, koska Web-palvelut auttavat ohjelmistojen yhdistämisessä etenkin, kun yhdistäminen tehdään mukautetusti. Kun portaali tehdään käyttäen tiimikehitystyötä, on käytettävä myös versionhallintajärjestelmää, jolla estetään päällekkäisten muutosten mahdollisuus. Kehitysprosessin yhdenmukaistamiseksi on erittäin suositeltavaa tehdä yleinen kehitysohjedokumentti. Lisäksi on huolehdittava siitä, että kaikki kehittäjät noudattavat yleisiä kehitysohjeita, jotta yhdenmukaisuuden mukanaan tuomat edut saavutetaan mahdollisimman hyvin.

Mikroyritysten tietotekniikkataitojen osaamisen kehittämismalli

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa koulutuksen kehittämismalli mikroyritysten tietotekniikkataitojen kehittämiseen. Työssä tarkasteltiin myös mikroyritysten asenteita tietotekniikan oppimiseen. Tutkimus tehtiin EU-projektiin nimeltä 'Mikrotie', jonka tavoitteena on estää mikroyritysten tietotekninen syrjäytyminen. Työ koostuu teoreettisesta ja empiirisestä osasta. Teoriaosassa kerrotaan konstruktivistisesta oppimisprosessista ja sen ympärille rakennetaan teoriaviitekehystä niin kouluttajasta kuin oppimisympäristöstä. Teoria keskittyy myös erityisesti aikuisopiskelijoiden erityispiirteisiin. Empiirisen osan aloittaa lomakekyselynä toteutettu kvantitatiivinen tutkimus mikroyritysten asenteista, jonka jälkeen käsitellään haastattelututkimuksena tehtyä tarkempaa kvalitatiivista osaa palveluntarjoajien ja mikroyritysten suhtautumisesta tapahtuneeseen koulutukseen sekä heidän parhaaksi katsomistaan koulutustavoista. Johtopäätösten mukaan aikuisoppimisen ja kouluttamisen asiantuntijan tulisi suunnitella mikroyritysten tietotekniikan koulutus tukenaan koulutettaviin asioihin perehtyneet palveluntarjoajat. Pelkästään vikojen korjailun sijaan mikroyrityksiä tulisi kouluttaa suuremmista asiakokonaisuuksista. Opiskelutavoitteet saavutetaan parhaiten vierikoulutuksena ja yleisemmän peruskäytön osalta pienryhmissä. Parhaana oppimisympäristönä toimisi yrityksen oma työskentelytila ja pienryhmäkoulutuksessa tietokoneluokka. Oppimistapahtumat pitäisi jakaa alle neljän tunnin osiin, jotka sijoiteltaisiin niin että opiskelu ei haittaa mikroyrityksen liiketoimintaa.

An update of the mechanisms of resistance to EGFR-tyrosine kinase inhibitors in breast cancer: gefitinib (Iressatrade mark)-induced changes in the expression and nucleo-cytoplasmic trafficking of HER-ligands (Review)

Intrinsic resistance to the epidermal growth factor receptor (EGFR; HER1) tyrosine kinase inhibitor (TKI) gefitinib, and more generally to EGFR TKIs, is a common phenomenon in breast cancer. The availability of molecular criteria for predicting sensitivity to EGFR-TKIs is, therefore, the most relevant issue for their correct use and for planning future research. Though it appears that in non-small-cell lung cancer (NSCLC) response to gefitinib is directly related to the occurrence of specific mutations in the EGFR TK domain, breast cancer patients cannot be selected for treatment with gefitinib on the same basis as such EGFR mutations have beenreported neither in primary breast carcinomas nor in several breast cancer cell lines. Alternatively, there is a generalagreement on the hypothesis that the occurrence of molecular alterations that activate transduction pathways downstreamof EGFR (i.e., MEK1/MEK2 - ERK1/2 MAPK and PI-3'K - AKT growth/survival signaling cascades) significantly affect the response to EGFR TKIs in breast carcinomas. However,there are no studies so far addressing a role of EGF-related ligands as intrinsic breast cancer cell modulators of EGFR TKIefficacy. We recently monitored gene expression profiles andsub-cellular localization of HER-1/-2/-3/-4 related ligands (i.e., EGF, amphiregulin, transforming growth factor-α, ß-cellulin,epiregulin and neuregulins) prior to and after gefitinib treatment in a panel of human breast cancer cell lines. First, gefitinibinduced changes in the endogenous levels of EGF-related ligands correlated with the natural degree of breast cancer cellsensitivity to gefitinib. While breast cancer cells intrinsically resistant to gefitinib (IC50 ≥15 μM) markedly up-regulated(up to 600 times) the expression of genes codifying for HERspecific ligands, a significant down-regulation (up to 106 times)of HER ligand gene transcription was found in breast cancer cells intrinsically sensitive to gefitinib (IC50 ≤1 μM). Second,loss of HER1 function differentially regulated the nuclear trafficking of HER-related ligands. While gefitinib treatment induced an active import and nuclear accumulation of the HER ligand NRG in intrinsically gefitinib-resistant breastcancer cells, an active export and nuclear loss of NRG was observed in intrinsically gefitinib-sensitive breast cancer cells.In summary, through in vitro and pharmacodynamic studies we have learned that, besides mutations in the HER1 gene,oncogenic changes downstream of HER1 are the key players regulating gefitinib efficacy in breast cancer cells. It now appears that pharmacological inhibition of HER1 functionalso leads to striking changes in both the gene expression and the nucleo-cytoplasmic trafficking of HER-specific ligands,and that this response correlates with the intrinsic degree of breast cancer sensitivity to the EGFR TKI gefitinib. Therelevance of this previously unrecognized intracrine feedback to gefitinib warrants further studies as cancer cells could bypassthe antiproliferative effects of HER1-targeted therapeutics without a need for the overexpression and/or activation of other HER family members and/or the activation of HER-driven downstream signaling cascades

Approaching invasive species in Madagascar

While a number of plants, animals, and insects in Madagascar have been called 'invasive', the topic of invasive species has until recently received less attention here than in other island contexts. Some species, often alien to Madagascar and introduced by humans, have expanded their range rapidly and have had both negative and positive effects on landscapes, on native biodiversity, and on livelihoods. Examples include the prickly pear (raketa), the silver wattle (mimosa), and, recently, the Asian common toad (radaka boka). Building on a conceptual approach to 'invasive species', this paper emphasizes the importance of inclusive and deliberative site- and population - specific management of invasive species. It analyses three separate concepts commonly used in definitions of invasion: the origin, behaviour, and effects of particular species. It places these concepts in their broader social and ecological context, with particular attention to local perspectives on invasive species. We illustrate these concepts with Malagasy examples and data. The examples demonstrate that while invasions can have dramatic consequences, there can be multiple, often competing, interests as well as site - specific biophysical, environmental, and cultural considerations that need to be taken into account when designing policy and management interventions. We conclude with a number of lessons learned. RESUME FRANCAIS Contrairement à la plupart des autres îles, et en dépit du qualificatif 'invasif' rattaché depuis longtemps à certaines espèces qui s'y sont naturalisées, les réflexions autour de l'approche des espèces invasives à Madagascar demeurent récentes. L'opuntia (Opuntia spp.) figure certes parmi les plus anciens exemples d'espèces traités dans la littérature sur les invasions biologiques. Mais ce n'est vraiment qu'avec le retentissement médiatique autour de la détection en 2011 de la présence du crapaud masqué (Duttaphrynus melanostictus) et la recherche d'une parade appropriée que s'est affirmée la nécessité de traiter cette question des espèces invasives en tant que telle. Une posture nativiste et uniforme qui ignorerait la spécificité des contextes biophysiques et socio - économiques locaux, mais aussi la pluralité des formes d'invasion biologique et des défi- nitions qui s'y rattachent, ne saurait être privilégiée. L'article montre qu'il s'agit de situer les réflexions dans un contexte insulaire socio - économique dans lequel les espèces allogènes tiennent depuis longtemps une large place. Il défend en outre la nécessité d'envisager les espèces invasives non pas selon une forme de perception unique et autoritariste, mais selon une diversité de points de vue, conforme aux conflits d'intérêts qui se manifestent parfois, et mettant plutôt en avant le caractère exogène des espèces invasives, leurs effets (négatifs, mais aussi positifs) sur le milieu, ou leur mode de fonctionnement (disper- sion, dominance) dans des contextes spécifiques et locaux. Il convient en particulier d'observer qu'aux coûts générés par les invasions biologiques peuvent s'ajouter des bénéfices économiques, et que les impacts écologiques néfastes peuvent se combiner avec des incidences heureuses, y compris auprès d'espèces indigènes en situation critique. En outre, le point de vue des populations humaines, leur connaissance d'espèces invasives quotidiennement rencontrées, leur réticence à scin- der le vivant en espèces indigènes et allogène, mais aussi leur vision pragmatique, ne sauraient être mésestimés, et moins encore oubliés. Enfin, l'article invite à prendre du recul face aux effets rhétoriques liés aux discours conventionnels sur les inva- sions biologiques, à éviter les amalgames et les généralisations excessives, à tenir compte des contraintes environnementales mais aussi des aspirations socio - économiques des populations locales, et à prendre en compte la diversité des spécificités locales, qu'elles soient biophysiques ou sociales. En conclusion, il est sans doute heureux que Madagascar n'ait rejoint que très récemment la mouvance internationale des réflexions sur les espèces invasives : cela lui permet en effet d'être en mesure de disposer d'une position équilibrée, déjouant certains discours catastrophistes, et préférant une approche résolument contextualisée, à l'échelle nationale comme aux échelles régionales.

Filmipäällystimen nippitapahtuman vaikutus päällystyskoneen ajettavuuteen

Työn tavoitteena oli syventyä filmipäällystimen nippitapahtumaan ja siellä tapahtuviin ilmiöihin. Tämän lisäksi selvitettiin esipäällystysparametrien ja pohjapaperin merkitys filmipäällystimen ajettavuudelle. Erityisesti pyrittiin selvittämään päällystemäärän ja applikointitelojen momenttieron vaikutus ajettavuuteen sekä kiihdytysvaiheessa ilmenevien ajettavuusongelmien syntymekanismit. Työn kokeellinen osa jakaantui kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa pyritään löytämään lisäymmärrystä nippitapahtuman ilmiöille joita sitten hyödynnetään toisen osan koeajoissa. Staattisilla kuormituskokeilla tutkittiin telapinnan kokoonpuristumista ja suurnopeus-kamerakuvauksilla nipin geometriaa päällystyskoneen ajon aikana. Applikointitelojen momenttierokoeajoilla pyrittiin selvittämään paperiradan mahdollista luistoa nipissä. MCA-kosteuspitoisuusanalysaattorilla mitattiin nippitapahtuman muutosten vaikutusta filmipäällystimen paluufilmin ominaisuuksiin. Muuttelemalla päällystemäärää ja – jakaumaa sekä applikointitelojen momenttieroa selvitettiin esipäällystysparametrien vaikutus filmipäällystimen ajettavuuteen. Muokkaamalla pohjapaperin absorptiokykyä sekä pastan vedenpidätyskykyä tutkittiin nestepenetraation vaikutusta ajettavuuteen. Telapinnan kokoonpuristuman havaittiin olevan pieni eikä ajon aikana nipin geometriassa havaittu muutoksia. Paperiradan todettiin luistavan nipissä, mutta luistoilmiö oli huomattavasti pienempi mitä nopeuserolukemista voidaan päätellä. Kiihdytysvaiheessa havaittiin selviä muutoksia paluufilmissä, mutta ajon aikana paluufilmi pysyi lähes vakiona. Päällystemäärän todettiin olevan suurin yksittäinen tekijä filmipäällystimen ajettavuudessa ja siihen tulee kiinnittää erityistä huomiota filmipäällystimen kiihdytysvaiheessa. Aukirullauksen levitystelan vaihdon myötä todettiin pohjapaperiin kohdistuvilla kuormituksilla olevan myös suuri merkitys filmipäällystimen ajettavuudelle.

Loanword Phonology, Lexical Exceptions, Morphologically Driven Underapplication, and the Nature of Positionally Biased Constraints

In this paper we provide a formal account for underapplication of vowel reduction to schwa in Majorcan Catalan loanwords and learned words. On the basis of the comparison of these data with those concerning productive derivation and verbal inflection, which show analogous patterns, in this paper we also explore the existing and not yet acknowledged correlation between those processes that exhibit a particular behaviour in the loanword phonology with respect to the native phonology of the language, those processes that show lexical exceptions and those processes that underapply due to morphological reasons. In light of the analysis of the very same data and taking into account the aforementioned correlation, we show how there might exist a natural diachronic relation between two kinds of Optimality Theory constraints which are commonly used but, in principle, mutually exclusive: positional faithfulness and contextual markedness constraints. Overall, phonological productivity is proven to be crucial in three respects: first, as a context of the grammar, given that «underapplication» is systematically found in what we call the productive phonology of the dialect (including loanwords, learned words, productive derivation and verbal inflection); second, as a trigger or blocker of processes, in that the productivity or the lack of productivity of a specific process or constraint in the language is what explains whether it is challenged or not in any of the depicted situations, and, third, as a guiding principle which can explain the transition from the historical to the synchronic phonology of a linguistic variety.

Experiencias de la participación militar española en misiones internacionales (2000-2012)

Este estudio sobre las Fuerzas Armadas españolas aborda, mediante un centenar de entrevistas en profundidad, el análisis de las experiencias vividas en operaciones internacionales. Con ello se ha analizado el contacto con otros actores, su acomodo y comprensión de las normas de enfrentamiento, sus motivaciones, impresiones y experiencias, los rendimientos personales y grupales, el grado de cumplimiento de los objetivos de la misión y los problemas familiares y psicológicos que puedan haber generado la participación en una misión de este tipo. El resultado de este estudio de caso se integra en un estudio internacional comparado denominado Lessons Learned on Asymmmetric Warfare y auspiciado por el RC nº1 de ISA y el Working Group Military Profession de ERGOMAS.

Collective decision making in a heterogeneous environment: Lasius niger colonies preferentially forage at easy to learn locations

Many ants forage in complex environments and use a combination of trail pheromone information and route memory to navigate between food sources and the nest. Previous research has shown that foraging routes differ in how easily they are learned. In particular, it is easier to learn feeding locations that are reached by repeating (e.g. left-left or right-right) than alternating choices (left-right or right-left) along a route with two T-bifurcations. This raises the hypothesis that the learnability of the feeding sites may influence overall colony foraging patterns. We studied this in the mass-recruiting ant Lasius niger. We used mazes with two T-bifurcations, and allowed colonies to exploit two equidistant food sources that differed in how easily their locations were learned. In experiment 1, learnability was manipulated by using repeating versus alternating routes from nest to feeder. In experiment 2, we added visual landmarks along the route to one food source. Our results suggest that colonies preferentially exploited the feeding site that was easier to learn. This was the case even if the more difficult to learn feeding site was discovered first. Furthermore, we show that these preferences were at least partly caused by lower error rates (experiment 1) and greater foraging speeds (experiment 2) of foragers visiting the more easily learned feeder locations. Our results indicate that the learnability of feeding sites is an important factor influencing collective foraging patterns of ant colonies under more natural conditions, given that in natural environments foragers often face multiple bifurcations on their way to food sources.

Education and Training in Forensic Intelligence: a New Challenge

From recent calls for positioning forensic scientists within the criminal justice system, but also policing and intelligence missions, this paper emphasizes the need for the development of educational and training programs in the area of forensic intelligence, It is argued that an imbalance exists between perceived and actual understanding of forensic intelligence by police and forensic science managers, and that this imbalance can only be overcome through education. The challenge for forensic intelligence education and training is therefore to devise programs that increase forensic intelligence awareness, firstly for managers to help prevent poor decisions on how to develop information processing. Two recent European courses are presented as examples of education offerings, along with lessons learned and suggested paths forward. It is concluded that the new focus on forensic intelligence could restore a pro-active approach to forensic science, better quantify its efficiency and let it get more involved in investigative and managerial decisions. A new educational challenge is opened to forensic science university programs around the world: to refocus criminal trace analysis on a more holistic security problem solving approach.

Labor Mobility and Productivity Growth

[cat] Els models de creixement amb aprenentatge suposen que el coneixement après en producció es transmet de forma lliure i instantània a tota l'economia. En con- seqüència, l'economia presenta economies d'escala creixents i el creixement de la productivitat (TFP) és endògena. No obstant, el supòsit de difusió instantània del coneixement és poc realista. La difusió del coneixement necessita temps i algun canal de transmissió. En aquest article suposem que el coneixement es transmet amb la contractació de treballadors nous (learning-by-hiring). En el nostre model la difusió instantània i lliure de coneixement pot ocórrer només dins d'un sector. La difusió de coneixement entre sectors pot ocórrer només a través de la mobilitat de treballadors, i per tant, el mercat de treball determina el nivell i la taxa de creixement de productivitat (TFP). Estudiem com els costos de mobilitat laboral modifiquen l'equilibri sota dos escenaris: creixement endogen i exogen. A més, demostrem que d'altres ineficiències del mercat laboral, com són les taxes o els costos de cerca, poden reduir la mobilitat laboral, i per tant, modificar la TFP.

Labor Mobility and Productivity Growth

[cat] Els models de creixement amb aprenentatge suposen que el coneixement après en producció es transmet de forma lliure i instantània a tota l'economia. En con- seqüència, l'economia presenta economies d'escala creixents i el creixement de la productivitat (TFP) és endògena. No obstant, el supòsit de difusió instantània del coneixement és poc realista. La difusió del coneixement necessita temps i algun canal de transmissió. En aquest article suposem que el coneixement es transmet amb la contractació de treballadors nous (learning-by-hiring). En el nostre model la difusió instantània i lliure de coneixement pot ocórrer només dins d'un sector. La difusió de coneixement entre sectors pot ocórrer només a través de la mobilitat de treballadors, i per tant, el mercat de treball determina el nivell i la taxa de creixement de productivitat (TFP). Estudiem com els costos de mobilitat laboral modifiquen l'equilibri sota dos escenaris: creixement endogen i exogen. A més, demostrem que d'altres ineficiències del mercat laboral, com són les taxes o els costos de cerca, poden reduir la mobilitat laboral, i per tant, modificar la TFP.

Suojakaasuseoksen koostumuksen vaikutus CO2-laser-MAG-hybridihitsauksessa

Hitsaavassa teollisuudessa kilpailukyvyn säilyttäminen edellyttää hitsauksen tehokkuuden nostoa. Niinpä metalliteollisuus etsii kuumeisesti uusia yhä tehokkaampia hitsausmenetelmiä. CO2-laserin ja MAG:in yhdistelmän muodostamalla hybridihitsauksella saadaan aikaan syvä tunkeuma kuten laserhitsauksessa, mutta sallitaan laserhitsausta väljemmät railotoleranssit. Samalla muodonmuutokset vähenevät huomattavasti verrattuna perinteiseen kaarihitsaukseen. Kaariavusteisessa laserhitsauksessa yhdistetään laserhitsaukseen perinteinen kaarihitsaus eli MIG/MAG-, TIG- tai plasmahitsaus. Menetelmää voidaan kutsua myös hybridihitsaukseksi ja sillä hyödynnetään molempien prosessien edut välttyen yksittäisten prosessien haitoilta. Prosessin haittapuolena on parametrien suuri määrä, joka on rajoittanut menetelmän käyttöönottoa. Diplomityössä tutkittiin suojakaasuseoksen koostumuksen vaikutusta rakenneteräksen CO2-laser-MAG-hybridihitsauksessa. Laserhitsauksen ja MAG-hitsauksen suojakaasuvirtaukset yhdistettiin siten, että heliumseosteinen suojakaasu tuotiin MAG-polttimen kaasukuvun kautta. Suojakaasun heliumpitoisuus nostettiin niin korkeaksi, että estettiin laserhitsauksen muodostaman plasman syntyminen. Samalla hitsauskokeissa opittiin paremmin ymmärtämään prosessia ja sen parametrien riippuvuutta toisiinsa. Tutkitut suojakaasuseokset koostuivat heliumista, argonista ja hiilidioksidista. Hitsauskokeiden perusteella havaittiin, että suojakaasuseoksen optimaalinen heliumpitoisuus on 40-50 %. Tällöin laserin tunkeumaa häiritsevää plasmapilveä ei synny ja prosessi on stabiili. Päittäisliitosten hitsauksessa suojakaasuseoksen 2 %:n CO2-pitoisuudella saadaan aikaan hyvin vähän huokosia sisältävä hitsi, jonka tunkeumaprofiilin muoto ja liittymä perusaineeseen on juoheva. Pienaliitoksilla 7 %:n CO2-pitoisuudella prosessi pysyy stabiilina ja vähäroiskeisena. Tunkeuma hieman levenee hitsin keskeltä ja hitsin liittyminen perusaineeseen on juoheva.CO2-laser-MAG-hybridihitsauksella aikaansaadaan laadukkaita hitsejä taloudellisesti, mikäli käytetyt parametrit ovat oikein valittuja. Parametrit on sovitettava jokaiseen hitsaustapaukseen erikseen, eikä niitä välttämättä voida suoraan käyttää toisessa tapauksessa.

Cardiovascular magnetic resonance imaging techniques for motion-suppressed multi-dimensional coronary artery imaging with high spatial and temporal resolution

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) peut fournir aux cardiologues des informations diagnostiques importantes sur l'état de la maladie de l'artère coronarienne dans les patients. Le défi majeur pour l'IRM cardiaque est de gérer toutes les sources de mouvement qui peuvent affecter la qualité des images en réduisant l'information diagnostique. Cette thèse a donc comme but de développer des nouvelles techniques d'acquisitions des images IRM, en changeant les techniques de compensation du mouvement, pour en augmenter l'efficacité, la flexibilité, la robustesse et pour obtenir plus d'information sur le tissu et plus d'information temporelle. Les techniques proposées favorisent donc l'avancement de l'imagerie des coronaires dans une direction plus maniable et multi-usage qui peut facilement être transférée dans l'environnement clinique. La première partie de la thèse s'est concentrée sur l'étude du mouvement des artères coronariennes sur des patients en utilisant la techniques d'imagerie standard (rayons x), pour mesurer la précision avec laquelle les artères coronariennes retournent dans la même position battement après battement (repositionnement des coronaires). Nous avons découvert qu'il y a des intervalles dans le cycle cardiaque, tôt dans la systole et à moitié de la diastole, où le repositionnement des coronaires est au minimum. En réponse nous avons développé une nouvelle séquence d'acquisition (T2-post) capable d'acquérir les données aussi tôt dans la systole. Cette séquence a été testée sur des volontaires sains et on a pu constater que la qualité de visualisation des artère coronariennes est égale à celle obtenue avec les techniques standard. De plus, le rapport signal sur bruit fourni par la séquence d'acquisition proposée est supérieur à celui obtenu avec les techniques d'imagerie standard. La deuxième partie de la thèse a exploré un paradigme d'acquisition des images cardiaques complètement nouveau pour l'imagerie du coeur entier. La technique proposée dans ce travail acquiert les données sans arrêt (free-running) au lieu d'être synchronisée avec le mouvement cardiaque. De cette façon, l'efficacité de la séquence d'acquisition est augmentée de manière significative et les images produites représentent le coeur entier dans toutes les phases cardiaques (quatre dimensions, 4D). Par ailleurs, l'auto-navigation de la respiration permet d'effectuer cette acquisition en respiration libre. Cette technologie rend possible de visualiser et évaluer l'anatomie du coeur et de ses vaisseaux ainsi que la fonction cardiaque en quatre dimensions et avec une très haute résolution spatiale et temporelle, sans la nécessité d'injecter un moyen de contraste. Le pas essentiel qui a permis le développement de cette technique est l'utilisation d'une trajectoire d'acquisition radiale 3D basée sur l'angle d'or. Avec cette trajectoire, il est possible d'acquérir continûment les données d'espace k, puis de réordonner les données et choisir les paramètres temporel des images 4D a posteriori. L'acquisition 4D a été aussi couplée avec un algorithme de reconstructions itératif (compressed sensing) qui permet d'augmenter la résolution temporelle tout en augmentant la qualité des images. Grâce aux images 4D, il est possible maintenant de visualiser les artères coronariennes entières dans chaque phase du cycle cardiaque et, avec les mêmes données, de visualiser et mesurer la fonction cardiaque. La qualité des artères coronariennes dans les images 4D est la même que dans les images obtenues avec une acquisition 3D standard, acquise en diastole Par ailleurs, les valeurs de fonction cardiaque mesurées au moyen des images 4D concorde avec les valeurs obtenues avec les images 2D standard. Finalement, dans la dernière partie de la thèse une technique d'acquisition a temps d'écho ultra-court (UTE) a été développée pour la visualisation in vivo des calcifications des artères coronariennes. Des études récentes ont démontré que les acquisitions UTE permettent de visualiser les calcifications dans des plaques athérosclérotiques ex vivo. Cepandent le mouvement du coeur a entravé jusqu'à maintenant l'utilisation des techniques UTE in vivo. Pour résoudre ce problème nous avons développé une séquence d'acquisition UTE avec trajectoire radiale 3D et l'avons testée sur des volontaires. La technique proposée utilise une auto-navigation 3D pour corriger le mouvement respiratoire et est synchronisée avec l'ECG. Trois échos sont acquis pour extraire le signal de la calcification avec des composants au T2 très court tout en permettant de séparer le signal de la graisse depuis le signal de l'eau. Les résultats sont encore préliminaires mais on peut affirmer que la technique développé peut potentiellement montrer les calcifications des artères coronariennes in vivo. En conclusion, ce travail de thèse présente trois nouvelles techniques pour l'IRM du coeur entier capables d'améliorer la visualisation et la caractérisation de la maladie athérosclérotique des coronaires. Ces techniques fournissent des informations anatomiques et fonctionnelles en quatre dimensions et des informations sur la composition du tissu auparavant indisponibles. CORONARY artery magnetic resonance imaging (MRI) has the potential to provide the cardiologist with relevant diagnostic information relative to coronary artery disease of patients. The major challenge of cardiac MRI, though, is dealing with all sources of motions that can corrupt the images affecting the diagnostic information provided. The current thesis, thus, focused on the development of new MRI techniques that change the standard approach to cardiac motion compensation in order to increase the efficiency of cardioavscular MRI, to provide more flexibility and robustness, new temporal information and new tissue information. The proposed approaches help in advancing coronary magnetic resonance angiography (MRA) in the direction of an easy-to-use and multipurpose tool that can be translated to the clinical environment. The first part of the thesis focused on the study of coronary artery motion through gold standard imaging techniques (x-ray angiography) in patients, in order to measure the precision with which the coronary arteries assume the same position beat after beat (coronary artery repositioning). We learned that intervals with minimal coronary artery repositioning occur in peak systole and in mid diastole and we responded with a new pulse sequence (T2~post) that is able to provide peak-systolic imaging. Such a sequence was tested in healthy volunteers and, from the image quality comparison, we learned that the proposed approach provides coronary artery visualization and contrast-to-noise ratio (CNR) comparable with the standard acquisition approach, but with increased signal-to-noise ratio (SNR). The second part of the thesis explored a completely new paradigm for whole- heart cardiovascular MRI. The proposed techniques acquires the data continuously (free-running), instead of being triggered, thus increasing the efficiency of the acquisition and providing four dimensional images of the whole heart, while respiratory self navigation allows for the scan to be performed in free breathing. This enabling technology allows for anatomical and functional evaluation in four dimensions, with high spatial and temporal resolution and without the need for contrast agent injection. The enabling step is the use of a golden-angle based 3D radial trajectory, which allows for a continuous sampling of the k-space and a retrospective selection of the timing parameters of the reconstructed dataset. The free-running 4D acquisition was then combined with a compressed sensing reconstruction algorithm that further increases the temporal resolution of the 4D dataset, while at the same time increasing the overall image quality by removing undersampling artifacts. The obtained 4D images provide visualization of the whole coronary artery tree in each phases of the cardiac cycle and, at the same time, allow for the assessment of the cardiac function with a single free- breathing scan. The quality of the coronary arteries provided by the frames of the free-running 4D acquisition is in line with the one obtained with the standard ECG-triggered one, and the cardiac function evaluation matched the one measured with gold-standard stack of 2D cine approaches. Finally, the last part of the thesis focused on the development of ultrashort echo time (UTE) acquisition scheme for in vivo detection of calcification in the coronary arteries. Recent studies showed that UTE imaging allows for the coronary artery plaque calcification ex vivo, since it is able to detect the short T2 components of the calcification. The heart motion, though, prevented this technique from being applied in vivo. An ECG-triggered self-navigated 3D radial triple- echo UTE acquisition has then been developed and tested in healthy volunteers. The proposed sequence combines a 3D self-navigation approach with a 3D radial UTE acquisition enabling data collection during free breathing. Three echoes are simultaneously acquired to extract the short T2 components of the calcification while a water and fat separation technique allows for proper visualization of the coronary arteries. Even though the results are still preliminary, the proposed sequence showed great potential for the in vivo visualization of coronary artery calcification. In conclusion, the thesis presents three novel MRI approaches aimed at improved characterization and assessment of atherosclerotic coronary artery disease. These approaches provide new anatomical and functional information in four dimensions, and support tissue characterization for coronary artery plaques.