Fiabilité et changement minimal détectable de mesures obtenues à partir d'images enregistrées par ultrasonographie afin de caractériser l'intégrité du tendon d'Achille

Problématique : La quantification de l’intégrité du tendon d’Achille (TA) représente un défi en réadaptation. L’adoption de mesures quantitatives du TA, extraites à partir d’une image ultrasonographique (QUS), pourrait remédier à cette lacune. Objectifs : 1) Évaluer la fiabilité test-retest et la précision de mesures QUS du TA; 2) Déterminer le meilleur protocole de collecte de mesures QUS à employer en pratique clinique. Méthodologie : Un total de 23 TAs présentant des symptômes d’une tendinopathie achilléenne et 63 TAs asymptomatiques ont été évalués. Pour chaque TA, 8 images ont été enregistrées (2 visites * 2 évaluatrices * 2 images). Différents types de mesures QUS ont été prises : géométriques (épaisseur, largeur, aire), dérivées d’un histogramme des niveaux de gris et dérivées d’une matrice de co-occurrence. Une étude de généralisabilité a quantifié la fiabilité et la précision de chaque mesure QUS et une étude de décision a fait ressortir les meilleurs protocoles de prise de mesures. Résultats : Les mesures géométriques ont démontré une excellente fiabilité et précision. Les mesures dérivées de l’histogramme des niveaux de gris ont démontré une fiabilité et précision médiocres. Les mesures dérivées d’une matrice de co-occurrence ont démontré une fiabilité modérée à excellente et une précision variable. En pratique clinique, il est recommandé de moyenner les résultats de trois images collectées par un évaluateur lors d’une visite. Conclusion : L’utilisation des mesures QUS géométriques permet de quantifier l’intégrité du TA (clinique et recherche). Davantage d’études sur les mesures QUS dérivées d’une matrice de co-occurrence s’avèrent nécessaires.

Application et efficacité d'une thérapie basée sur les inférences auprès d'une population d'accumulateurs compulsifs: une étude de cas clinique.

Essai doctoral présenté à la Faculté des Arts et des Sciences Humaines en vue de l'obtention du grade de doctorat en psychologie clinique (D.Psy)

Longitudinal assessment of neural activity in Parkinson’s disease with mild cognitive impairment using task based fMRI

La maladie de Parkinson (PD) a été uniquement considérée pour ses endommagements sur les circuits moteurs dans le cerveau. Il est maintenant considéré comme un trouble multisystèmique, avec aspects multiples non moteurs y compris les dommages intérêts pour les circuits cognitifs. La présence d’un trouble léger de la cognition (TCL) de PD a été liée avec des changements structurels de la matière grise, matière blanche ainsi que des changements fonctionnels du cerveau. En particulier, une activité significativement réduite a été observée dans la boucle corticostriatale ‘cognitive’ chez des patients atteints de PD-TCL vs. PD non-TCL en utilisant IRMf. On sait peu de cours de ces modèles fonctionnels au fil du temps. Dans cette étude, nous présentons un suivi longitudinal de 24 patients de PD non démente qui a subi une enquête neuropsychologique, et ont été séparés en deux groupes - avec et sans TCL (TCL n = 11, non-TCL n = 13) en fonction du niveau 2 des recommandations de la Movement Disrders Society pour le diagnostic de PD-TCL. Ensuite, chaque participant a subi une IRMf en effectuant la tâche de Wisconsin pendant deux sessions, 19 mois d'intervalle. Nos résultats longitudinaux montrent qu'au cours de la planification de période de la tâche, les patients PD non-TCL engageant les ressources normales du cortex mais ils ont activé en plus les zones corticales qui sont liés à la prise de décision tel que cortex médial préfrontal (PFC), lobe pariétal et le PFC supérieure, tandis que les PD-TCL ont échoué pour engager ces zones en temps 2. Le striatum n'était pas engagé pour les deux groupes en temps 1 et pour le groupe TCL en temps 2. En outre, les structures médiales du lobe temporal étaient au fil du temps sous recrutés pour TCL et Non-TCL et étaient positivement corrélés avec les scores de MoCA. Le cortex pariétal, PFC antérieur, PFC supérieure et putamen postérieur étaient négativement corrélés avec les scores de MoCA en fil du temps. Ces résultats révèlent une altération fonctionnelle pour l’axe ganglial-thalamo-corticale au début de PD, ainsi que des niveaux différents de participation corticale pendant une déficience cognitive. Cette différence de recrutement corticale des ressources pourrait refléter longitudinalement des circuits déficients distincts de trouble cognitive légère dans PD.

Le marché de l'art et le trafic illicite des biens culturels : une étude de cas : la collection Barbier-Mueller.

En mars 2013, trois cent treize artefacts précolombiens, exposés auparavant dans le musée barcelonais des Suisses Jean-Paul Barbier et Monique Mueller, furent mis en vente chez Sotheby’s à Paris par ce couple de collectionneurs. L’affaire fut l’objet une couverture médiatique internationale lorsque des pays d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud, notamment le Pérou, le Mexique et le Guatemala, protestèrent contre la tenue de cette vente, avançant que leur patrimoine culturel national n’est pas à vendre. La question centrale de ce mémoire porte sur le trafic illicite des biens culturels et elle se décline en trois axes, à partir d’une étude de cas : la collection Barbier-Mueller. Les relations complexes entre les musées et les grands collectionneurs sont observées dans le premier chapitre à la lumière des règles déontologiques qui régissent habituellement les institutions, afin de ne pas encourager l’acquisition d’objets impliqués dans des transactions illicites. Dans un deuxième temps, au moyen d’une succincte présentation du marché actuel de l’art mondial, l’influence des maisons de ventes aux enchères sera examinée. Tandis que la provenance des artefacts en vente n’est pas toujours clairement affichée, il est difficile de retracer la lignée des propriétaires ou leur nation d’origine. Or, sachant que la commercialisation illicite des biens culturels se développe à l’intérieur même du marché de l'art régulier, les auteurs parlent alors d’un « marché gris ». Ce mémoire remonte, depuis l’excavation en passant par leur exportation illégale, la chaîne de transactions de ces biens culturels qui aboutissent dans les expositions des plus prestigieuses institutions. Cette recherche aborde en dernier lieu certaines incongruités du marché de l’art en auscultant les particularités des outils fournis par l’UNESCO et l’ICOM, ainsi que la question de l’aliénation, en plus de celle des limites juridiques des pays requérants. Finalement, cette étude présente les oppositions entre le discours officiel et les actions réellement entreprises pour la protection du patrimoine culturel.

La controverse autour du code des personnes et de la famille au Mali : enjeux et stratégies des acteurs

L’objectif de cette thèse est d’analyser et de comprendre la dynamique de la controverse autour de l’adoption en 2009 du code des personnes et de la famille au Mali. Elle s’intéresse particulièrement aux principaux enjeux, c'est-à-dire aux questions à l’origine de cette controverse ainsi qu’aux stratégies mises en place par les différents acteurs sociaux (les organisations islamiques et leurs alliés, d’une part, et d’autre part, les organisations féminines et les leurs) afin d’infléchir le processus. En plus du pourquoi et du comment de cette controverse, notre recherche visait à comprendre le bilan du processus tiré par les acteurs eux-mêmes, le sentiment qui les anime à l’issu de ce long processus, leur appréciation de leur expérience, et leur vision de l’avenir. Pour étudier cette problématique, nous avons choisi l’approche de l’action collective protestataire, laquelle s’inspire à la fois des théories de l’action collective, et de celles des mouvements sociaux et des dynamiques contestataires. Afin d’analyser les enjeux au cœur de cette controverse, les stratégies utilisées par les acteurs ainsi que leur bilan du processus, nous avons opté pour une démarche qualitative. En plus de la littérature grise, des articles de presse, documents audio et audiovisuels sur le sujet, notre travail de terrain de quatre mois dans la capitale malienne nous a permis de réaliser plusieurs entrevues auprès des acteurs impliqués dans ce processus. S’étendant de 1996 à 2011, soit seize ans, l’élaboration du code des personnes et de la famille au Mali fut un processus long, complexe, inhabituel et controversé. Les résultats de notre recherche révèlent que plusieurs enjeux, notamment sociaux, étaient au cœur de cette controverse : le «devoir d’obéissance » de la femme à son mari, la légalisation du mariage religieux, l’« égalité » entre fille et garçon en matière d’héritage et de succession et la reconnaissance de l’enfant naturel ont été les questions qui ont suscité le plus de débats. Si durant tout le processus, les questions relatives à l’égalité de genre, au respect des droits de la femme et de l’enfant, étaient les arguments défendus par les organisations féminines et leurs alliés, celles relatives au respect des valeurs religieuses (islamiques), sociétales ou socioculturelles maliennes étaient, par contre, mises de l’avant par les organisations islamiques et leurs alliés. Ainsi, si le discours des OSC féminines portait essentiellement sur le « respect de l’égalité des sexes » conformément aux engagements internationaux signés par le Mali, celui des OSC islamiques s’est, en revanche, centré sur le « respect des valeurs islamiques et socioculturelles » du Mali. Quant aux canaux de communication, les OSC féminines se sont focalisées sur les canaux classiques comme la presse, les radios, les conférences, entre autres. Les OSC islamiques ont également utilisé ces canaux, mais elles se sont distinguées des OSC féminines en utilisant aussi les prêches. Organisés généralement dans les mosquées et autres espaces désignés à cet effet, ces prêches ont consacré la victoire des OSC islamiques. Les radios islamiques ont joué elles aussi un rôle important dans la transmission de leurs messages. Pour ce qui est des stratégies d’actions, l’action collective qui a changé la donne en faveur des OSC islamiques (renvoi du code en seconde lecture, prise en compte de leurs idées), a été le meeting du 22 août 2009 à Bamako, précédé de marches de protestation dans la capitale nationale et toutes les capitales régionales du pays. Quant aux OSC féminines, elles n’ont mené que quelques actions classiques (ou habituelle) comme les pétitions, le plaidoyer-lobbying, les conférences-débats, au point que certains observateurs ont parlé de « stratégie d’inaction » chez elles. L’analyse a également révélé l’utilisation de stratégies inusitées de menaces et d’intimidation par certains acteurs du camp des OSC islamiques à l’endroit des partisans du code. Si chaque groupe d’acteurs a noué des alliances avec des acteurs locaux, les OSC féminines sont les seules à reconnaitre des alliances avec les acteurs extérieurs. Aujourd’hui, si la plupart des membres des OSC islamiques ne cachent pas leur satisfaction face à leur « victoire » et se présentent en « sauveur de la nation malienne », la plupart des membres des OSC féminines se disent, quant à elles, très « déçues » et « indignées » face à l’adoption du code actuel. Elles ne comprennent pas pourquoi d’un « code progressiste », le Mali s’est retrouvé avec un « code rétrograde et discriminatoire » envers les femmes. La thèse confirme non seulement la difficile conciliation entre droit coutumier, loi islamique et droit « moderne », mais également l’idée que le droit demeure l’expression des rapports de pouvoir et de domination. Enfin, notre recherche confirme la désormais incontournable influence des acteurs religieux sur le processus d’élaboration des politiques publiques au Mali.

Early-onset and late-onset Alzheimer’s disease are associated with distinct patterns of memory impairment

The goal of this study was to investigate the specific patterns of memory breakdown in patients suffering from early-onset Alzheimer’s disease (EOAD) and late-onset Alzheimer’s disease (LOAD). Twenty EOAD patients, twenty LOAD patients, twenty matched younger controls, and twenty matched older controls participated in this study. All participants underwent a detailed neuropsychological assessment, an MRI scan, an FDG-PET scan, and AD patients had biomarkers as supporting evidence of both amyloïdopathy and neuronal injury. Results of the neuropsychological assessment showed that both EOAD and LOAD groups were impaired in the domains of memory, executive functions, language, praxis, and visuoconstructional abilities, when compared to their respective control groups. EOAD and LOAD groups, however, showed distinct patterns of memory impairment. Even though both groups were similarly affected on measures of episodic, short term and working memory, in contrast semantic memory was significantly more impaired in LOAD than in EOAD patients. The EOAD group was not more affected than the LOAD group in any memory domain. EOAD patients, however, showed significantly poorer performance in other cognitive domains including executive functions and visuoconstructional abilities. A more detailed analysis of the pattern of semantic memory performance among patient groups revealed that the LOAD was more profoundly impaired, in tasks of both spontaneous recall and semantic recognition. Voxel-Based Morphometry (VBM) analyses showed that impaired semantic performance in patients was associated with reduced gray matter volume in the anterior temporal lobe region, while PET-FDG analyses revealed that poorer semantic performance was associated with greater hypometabolism in the left temporoparietal region, both areas reflecting key regions of the semantic network. Results of this study indicate that EOAD and LOAD patients present with distinct patterns of memory impairment, and that a genuine semantic impairment may represent one of the clinical hallmarks of LOAD.

Patient-specific anisotropic model of human trunk based on MR data

There are many ways to generate geometrical models for numerical simulation, and most of them start with a segmentation step to extract the boundaries of the regions of interest. This paper presents an algorithm to generate a patient-specific three-dimensional geometric model, based on a tetrahedral mesh, without an initial extraction of contours from the volumetric data. Using the information directly available in the data, such as gray levels, we built a metric to drive a mesh adaptation process. The metric is used to specify the size and orientation of the tetrahedral elements everywhere in the mesh. Our method, which produces anisotropic meshes, gives good results with synthetic and real MRI data. The resulting model quality has been evaluated qualitatively and quantitatively by comparing it with an analytical solution and with a segmentation made by an expert. Results show that our method gives, in 90% of the cases, as good or better meshes as a similar isotropic method, based on the accuracy of the volume reconstruction for a given mesh size. Moreover, a comparison of the Hausdorff distances between adapted meshes of both methods and ground-truth volumes shows that our method decreases reconstruction errors faster. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

Neural Network based studies on Spectroscopic Analysis and Image Processing

International School of Photonics, Cochin University of Science and Technology

A Study of Morphological Operators with Applications

The present work deals with the A study of morphological opertors with applications. Morphology is now a.necessary tool for engineers involved with imaging applications. Morphological operations have been viewed as filters the properties of which have been well studied (Heijmans, 1994). Another well-known class of non-linear filters is the class of rank order filters (Pitas and Venetsanopoulos, 1990). Soft morphological filters are a combination of morphological and weighted rank order filters (Koskinen, et al., 1991, Kuosmanen and Astola, 1995). They have been introduced to improve the behaviour of traditional morphological filters in noisy environments. The idea was to slightly relax the typical morphological definitions in such a way that a degree of robustness is achieved, while most of the desirable properties of typical morphological operations are maintained. Soft morphological filters are less sensitive to additive noise and to small variations in object shape than typical morphological filters. They can remove positive and negative impulse noise, preserving at the same time small details in images. Currently, Mathematical Morphology allows processing images to enhance fuzzy areas, segment objects, detect edges and analyze structures. The techniques developed for binary images are a major step forward in the application of this theory to gray level images. One of these techniques is based on fuzzy logic and on the theory of fuzzy sets.Fuzzy sets have proved to be strongly advantageous when representing in accuracies, not only regarding the spatial localization of objects in an image but also the membership of a certain pixel to a given class. Such inaccuracies are inherent to real images either because of the presence of indefinite limits between the structures or objects to be segmented within the image due to noisy acquisitions or directly because they are inherent to the image formation methods.

CBIR Using Local and Global Properties of Image Sub-blocks

This paper proposes a content based image retrieval (CBIR) system using the local colour and texture features of selected image sub-blocks and global colour and shape features of the image. The image sub-blocks are roughly identified by segmenting the image into partitions of different configuration, finding the edge density in each partition using edge thresholding, morphological dilation and finding the corner density in each partition. The colour and texture features of the identified regions are computed from the histograms of the quantized HSV colour space and Gray Level Co- occurrence Matrix (GLCM) respectively. A combined colour and texture feature vector is computed for each region. The shape features are computed from the Edge Histogram Descriptor (EHD). Euclidean distance measure is used for computing the distance between the features of the query and target image. Experimental results show that the proposed method provides better retrieving result than retrieval using some of the existing methods

Content Based Image Retrieval Using Low Level Features of Automatically Extracted Regions of Interest

This paper proposes a region based image retrieval system using the local colour and texture features of image sub regions. The regions of interest (ROI) are roughly identified by segmenting the image into fixed partitions, finding the edge map and applying morphological dilation. The colour and texture features of the ROIs are computed from the histograms of the quantized HSV colour space and Gray Level co- occurrence matrix (GLCM) respectively. Each ROI of the query image is compared with same number of ROIs of the target image that are arranged in the descending order of white pixel density in the regions, using Euclidean distance measure for similarity computation. Preliminary experimental results show that the proposed method provides better retrieving result than retrieval using some of the existing methods.

A Sub-block Based Image Retrieval Using Modified Integrated Region Matching.

This paper proposes a content based image retrieval (CBIR) system using the local colour and texture features of selected image sub-blocks and global colour and shape features of the image. The image sub-blocks are roughly identified by segmenting the image into partitions of different configuration, finding the edge density in each partition using edge thresholding, morphological dilation. The colour and texture features of the identified regions are computed from the histograms of the quantized HSV colour space and Gray Level Co- occurrence Matrix (GLCM) respectively. A combined colour and texture feature vector is computed for each region. The shape features are computed from the Edge Histogram Descriptor (EHD). A modified Integrated Region Matching (IRM) algorithm is used for finding the minimum distance between the sub-blocks of the query and target image. Experimental results show that the proposed method provides better retrieving result than retrieval using some of the existing methods

Development of Techniques for the Automatic Extraction and Grade Detection of Glioma Tumors from Conventional Brain Magnetic Resonant Images

Cerebral glioma is the most prevalent primary brain tumor, which are classified broadly into low and high grades according to the degree of malignancy. High grade gliomas are highly malignant which possess a poor prognosis, and the patients survive less than eighteen months after diagnosis. Low grade gliomas are slow growing, least malignant and has better response to therapy. To date, histological grading is used as the standard technique for diagnosis, treatment planning and survival prediction. The main objective of this thesis is to propose novel methods for automatic extraction of low and high grade glioma and other brain tissues, grade detection techniques for glioma using conventional magnetic resonance imaging (MRI) modalities and 3D modelling of glioma from segmented tumor slices in order to assess the growth rate of tumors. Two new methods are developed for extracting tumor regions, of which the second method, named as Adaptive Gray level Algebraic set Segmentation Algorithm (AGASA) can also extract white matter and grey matter from T1 FLAIR an T2 weighted images. The methods were validated with manual Ground truth images, which showed promising results. The developed methods were compared with widely used Fuzzy c-means clustering technique and the robustness of the algorithm with respect to noise is also checked for different noise levels. Image texture can provide significant information on the (ab)normality of tissue, and this thesis expands this idea to tumour texture grading and detection. Based on the thresholds of discriminant first order and gray level cooccurrence matrix based second order statistical features three feature sets were formulated and a decision system was developed for grade detection of glioma from conventional T2 weighted MRI modality.The quantitative performance analysis using ROC curve showed 99.03% accuracy for distinguishing between advanced (aggressive) and early stage (non-aggressive) malignant glioma. The developed brain texture analysis techniques can improve the physician’s ability to detect and analyse pathologies leading to a more reliable diagnosis and treatment of disease. The segmented tumors were also used for volumetric modelling of tumors which can provide an idea of the growth rate of tumor; this can be used for assessing response to therapy and patient prognosis.

Grey Level Co-Occurrence Matrices: Generalisation And Some New Features

Grey Level Co-occurrence Matrices (GLCM) are one of the earliest techniques used for image texture analysis. In this paper we defined a new feature called trace extracted from the GLCM and its implications in texture analysis are discussed in the context of Content Based Image Retrieval (CBIR). The theoretical extension of GLCM to n-dimensional gray scale images are also discussed. The results indicate that trace features outperform Haralick features when applied to CBIR.

Content Based Image Retrieval of Brain MR Images across Different Classes

Magnetic Resonance Imaging play a vital role in the decision-diagnosis process of brain MR images. For an accurate diagnosis of brain related problems, the experts mostly compares both T1 and T2 weighted images as the information presented in these two images are complementary. In this paper, rotational and translational invariant form of Local binary Pattern (LBP) with additional gray scale information is used to retrieve similar slices of T1 weighted images from T2 weighted images or vice versa. The incorporation of additional gray scale information on LBP can extract more local texture information. The accuracy of retrieval can be improved by extracting moment features of LBP and reweighting the features based on users’ feedback. Here retrieval is done in a single subject scenario where similar images of a particular subject at a particular level are retrieved, and multiple subjects scenario where relevant images at a particular level across the subjects are retrieved