Induction optimale d'hypothermie par ventilation liquidienne totale : validation expérimentale et projection à l'humain

La ventilation liquidienne totale (VLT) consiste à remplir les poumons d'un liquide perfluorocarbone (PFC). Un respirateur liquidien assure la ventilation par un renouvellement cyclique de volume courant de PFC oxygéné et à température contrôlée. Ayant une capacité thermique volumique 1665 fois plus élevée que l'air, le poumon rempli de PFC devient un échangeur de chaleur performant avec la circulation pulmonaire. La température du PFC inspiré permet ainsi de contrôler la température artérielle, et par le fait même, le refroidissement des organes et des tissus. Des résultats récents d'expérimentations animales sur petits animaux ont démontré que le refroidissement ultra-rapide par VLT hypothermisante (VLTh) avait d'importants effets neuroprotecteurs et cardioprotecteurs. Induire rapidement et efficacement une hypothermie chez un patient par VLTh est une technique émergente qui suscite de grands espoirs thérapeutiques. Par contre, aucun dispositif approuvé pour la clinique n'est disponible et aucun résultat de VLTh sur humain n'est encore disponible. Le problème se situe dans le fait de contrôler la température du PFC inspiré de façon optimale pour induire une hypothermie chez l'humain tout en s'assurant que la température cardiaque reste supérieure à 30 °C pour éviter tout risque d'arythmie. Cette thèse présente le développement d'un modèle thermique paramétrique d'un sujet en VLTh complètement lié à la physiologie. Aux fins de validation du modèle sur des ovins pédiatriques et adultes, le prototype de respirateur liquidien Inolivent pour nouveau-né a dû être reconçu et adapté pour ventiler de plus gros animaux. Pour arriver à contrôler de façon optimale la température du PFC inspiré, un algorithme de commande optimale sous-contraintes a été développé. Après la validation du modèle thermique du nouveau-né à l'adulte par expérimentations animales, celui-ci a été projeté à l'humain. Afin de réduire le temps de calcul, un passage du modèle thermique en temps continu vers un modèle discret cycle-par-cycle a été effectué. À l'aide de la commande optimale et du développement numérique d'un profil de ventilation liquidienne chez des patients humains, des simulations d'induction d'hypothermie par VLTh ont pu être réalisées. La validation expérimentale du modèle thermique sur ovins nouveau-nés (5 kg), juvéniles (22 kg) et adultes (61 kg) a montré que celui-ci permettait de prédire les températures artérielles systémiques, du retour veineux et rectales. La projection à l'humain a permis de démontrer qu'il est possible de contrôler la température du PFC de façon optimale en boucle ouverte si le débit cardiaque et le volume mort thermique sont connus. S'ils ne peuvent être mesurés, la commande optimale pour le pire cas peut être calculée rendant l'induction d'hypothermie par VLTh sécuritaire pour tous les patients, mais diminuant quelque peu les vitesses de refroidissement.

Comparisons of an aerosol transport model with a 4-year analysis of summer aerosol optical depth retrievals over the Canadian Arctic

Abstract : This is a study concerning comparisons between the Dubovik Aerosol optical depth (AOD) retrievals from AEROCAN (ARONET) stations and AOD estimates from simulations provided by a chemical transport model (GEOS-Chem : Goddard Earth Observing System Chemistry). The AOD products associated with the Dubovik product are divided into total, fine and coarse mode components. The retrieval period is from January 2009 to January 2013 for 5 Arctic stations (Barrow, Alaska; Resolute Bay, Nunavut; 0PAL and PEARL (Eureka), Nunavut; and Thule, Greenland). We also employed AOD retrievals from 10 other mid-latitude Canadian stations for comparisons with the Arctic stations. The results of our investigation were submitted to Atmosphere-Ocean. To briefly summarize those results, the model generally but not always tended to underestimate the (monthly) averaged AOD and its components. We found that the subdivision into fine and coarse mode components could provide unique signatures of particular events (Asian dust) and that the means of characterizing the statistics (log-normal frequency distributions versus normal distributions) was an attribute that was common to both the retrievals and the model.

Méthodes de segmentation du ventricule gauche basée sur l'algorithme graph cut pour les images par résonance magnétique et échocardiographiques

L’échocardiographie et l’imagerie par résonance magnétique sont toutes deux des techniques non invasives utilisées en clinique afin de diagnostiquer ou faire le suivi de maladies cardiaques. La première mesure un délai entre l’émission et la réception d’ultrasons traversant le corps, tandis que l’autre mesure un signal électromagnétique généré par des protons d’hydrogène présents dans le corps humain. Les résultats des acquisitions de ces deux modalités d’imagerie sont fondamentalement différents, mais contiennent dans les deux cas de l’information sur les structures du coeur humain. La segmentation du ventricule gauche consiste à délimiter les parois internes du muscle cardiaque, le myocarde, afin d’en calculer différentes métriques cliniques utiles au diagnostic et au suivi de différentes maladies cardiaques, telle la quantité de sang qui circule à chaque battement de coeur. Suite à un infarctus ou autre condition, les performances ainsi que la forme du coeur en sont affectées. L’imagerie du ventricule gauche est utilisée afin d’aider les cardiologues à poser les bons diagnostics. Cependant, dessiner les tracés manuels du ventricule gauche requiert un temps non négligeable aux cardiologues experts, d’où l’intérêt pour une méthode de segmentation automatisée fiable et rapide. Ce mémoire porte sur la segmentation du ventricule gauche. La plupart des méthodes existantes sont spécifiques à une seule modalité d’imagerie. Celle proposée dans ce document permet de traiter rapidement des acquisitions provenant de deux modalités avec une précision de segmentation équivalente au tracé manuel d’un expert. Pour y parvenir, elle opère dans un espace anatomique, induisant ainsi une forme a priori implicite. L’algorithme de Graph Cut, combiné avec des stratégies telles les cartes probabilistes et les enveloppes convexes régionales, parvient à générer des résultats qui équivalent (ou qui, pour la majorité des cas, surpassent) l’état de l’art ii Sommaire au moment de la rédaction de ce mémoire. La performance de la méthode proposée, quant à l’état de l’art, a été démontrée lors d’un concours international. Elle est également validée exhaustivement via trois bases de données complètes en se comparant aux tracés manuels de deux experts et des tracés automatisés du logiciel Syngovia. Cette recherche est un projet collaboratif avec l’Université de Bourgogne, en France.

L'instabilité dans les parcours de placements : associations avec les comportements, cognitions et émotions chez les adolescentes placées en centre de réadaptation

La littérature démontre qu'entre le cinquième et les trois quarts des enfants placés se déplacent d'un milieu d'hébergement à un autre au fil de leur parcours de placements. Cette accumulation de déplacements devient une pente glissante vers l'instabilité et risque de compromettre leur bien-être. L'objectif général de cette thèse par article est de mieux décrire et comprendre l'instabilité des parcours de placements et ses liens avec les comportements, cognitions et émotions chez les adolescentes placées en contexte de réadaptation. Le premier article vise à identifier les parcours de placements des adolescentes placées en centres de réadaptation, et ce, depuis leur tout premier placement. Trois parcours de placements ont été identifiés chez les 315 adolescentes qui composent l'échantillon : un parcours à faible cumul de changements, un parcours à cumul de changements relationnels et un parcours à cumul de changements physiques. Le parcours à faible cumul de changements est emprunté par quatre adolescentes sur cinq (80,65 %) et a été qualifié ainsi puisque l'ensemble des indicateurs pour ce profil se situe sous la moyenne de l'échantillon. Les deux parcours de placements qui cumulent le plus de changements représentent quant à eux une adolescente sur cinq. D'abord, le parcours à cumul de changements relationnels (13%) se qualifie ainsi par l'ampleur du nombre d'intervenants qui ont été, tour à tour, responsables du dossier des adolescentes de ce profil. Celles-ci cumulent en moyenne 10 intervenants responsables, les plaçant bien au-dessus de la moyenne de l'échantillon. Enfin, le parcours à cumul de changements physiques (6,35 %) se caractérise par l'ampleur du nombre de déplacements cumulés (placements et sorties infructueuses de placement). En tout, près de 20 déplacements ont été cumulés chez les adolescentes de ces parcours, les situant très au-dessus de la moyenne de l'échantillon. Le deuxième article a pour but d'évaluer les liens d’association entre les parcours de placements et les problèmes de comportement des adolescentes. Nous avons étudié plusieurs problèmes de comportement spécifiques, soient l'agression, les vols, la consommation de substances psychoactives, la fréquentation de membres de gang et la prostitution. Cet article établit une association entre le fait d'avoir emprunté un parcours de cumul de changements physiques et la fréquence de l'engagement dans la prostitution (B = .648; p = 0.001) sur une période de 18 mois, et ce, peu importe l'âge des adolescentes. Le troisième article de cette thèse vise à comprendre le sens accordé au parcours de placements et à l'instabilité chez 15 jeunes femmes quelques années après leur sortie de placement. Les résultats pointent vers trois manières d'expérimenter l'instabilité en placement selon le niveau de pouvoir d'agir perçu au fil du parcours. Ainsi, alors que certaines jeunes femmes expliquent avoir surtout observé l'instabilité en placement, d'autres affirment l'avoir subie, et d'autres précisent l'avoir provoquée, surtout à travers leurs nombreuses fugues. Les bouleversements psychologiques, soient cognitifs et émotionnels qui ressortent de ces diverses perceptions de l'instabilité diffèrent et soulignent l'importance de la notion du pouvoir d'agir dans l'expérience de l'instabilité en placement. En somme, cette thèse suggère qu’une description plus holistique des parcours de placements exige d’aller au-delà de la mesure de ce seul indicateur en prenant en compte les placements dans leur globalité. Elle propose également de décloisonner la mesure de problèmes de comportement pour mesurer des comportements spécifiques plutôt que la propension générale aux problèmes de comportement. Enfin, la multiplication des points de vue à travers notre étude qualitative permet de mieux comprendre le sens que prend l'instabilité en placement chez les jeunes ainsi que ses répercussions cognitives et émotionnelles.

Étude sur l’association entre les différentes caractéristiques de quartier et les problèmes de comportement des adolescents à l’école

Les adolescents qui présentent un PC à l’adolescence sont à risque de vivre de nombreuses difficultés dans leur parcours de vie, comme le décrochage scolaire, la dépendance et la délinquance (Guedenay et Dugravier, 2006). La connaissance des facteurs de risque et de protection liés aux problèmes de comportement extériorisés est un outil essentiel pour mieux prévenir et intervenir auprès de cette clientèle. C’est dans cette optique que les quartiers résidentiels des adolescents sont étudiés. Le désordre physique, l’affluence et la pauvreté des quartiers résidentiels, en plus de la perception des résidents de leur quartier sont évaluées en lien avec la fréquence des problèmes de comportement chez un échantillon de 388 adolescents (50% filles), dont 192 participants qui présentent un PC et 196 participants qui ne présentent pas de PC. Les résultats des analyses indiquent que la perception du désordre du quartier par la mère des participants est faiblement corrélée aux PC chez les adolescents du groupe de comparaison.