Les algorithmes de haute résolution en tomographie d'émission par positrons : développement et accélération sur les cartes graphiques

La tomographie d’émission par positrons (TEP) est une modalité d’imagerie moléculaire utilisant des radiotraceurs marqués par des isotopes émetteurs de positrons permettant de quantifier et de sonder des processus biologiques et physiologiques. Cette modalité est surtout utilisée actuellement en oncologie, mais elle est aussi utilisée de plus en plus en cardiologie, en neurologie et en pharmacologie. En fait, c’est une modalité qui est intrinsèquement capable d’offrir avec une meilleure sensibilité des informations fonctionnelles sur le métabolisme cellulaire. Les limites de cette modalité sont surtout la faible résolution spatiale et le manque d’exactitude de la quantification. Par ailleurs, afin de dépasser ces limites qui constituent un obstacle pour élargir le champ des applications cliniques de la TEP, les nouveaux systèmes d’acquisition sont équipés d’un grand nombre de petits détecteurs ayant des meilleures performances de détection. La reconstruction de l’image se fait en utilisant les algorithmes stochastiques itératifs mieux adaptés aux acquisitions à faibles statistiques. De ce fait, le temps de reconstruction est devenu trop long pour une utilisation en milieu clinique. Ainsi, pour réduire ce temps, on les données d’acquisition sont compressées et des versions accélérées d’algorithmes stochastiques itératifs qui sont généralement moins exactes sont utilisées. Les performances améliorées par l’augmentation de nombre des détecteurs sont donc limitées par les contraintes de temps de calcul. Afin de sortir de cette boucle et permettre l’utilisation des algorithmes de reconstruction robustes, de nombreux travaux ont été effectués pour accélérer ces algorithmes sur les dispositifs GPU (Graphics Processing Units) de calcul haute performance. Dans ce travail, nous avons rejoint cet effort de la communauté scientifique pour développer et introduire en clinique l’utilisation des algorithmes de reconstruction puissants qui améliorent la résolution spatiale et l’exactitude de la quantification en TEP. Nous avons d’abord travaillé sur le développement des stratégies pour accélérer sur les dispositifs GPU la reconstruction des images TEP à partir des données d’acquisition en mode liste. En fait, le mode liste offre de nombreux avantages par rapport à la reconstruction à partir des sinogrammes, entre autres : il permet d’implanter facilement et avec précision la correction du mouvement et le temps de vol (TOF : Time-Of Flight) pour améliorer l’exactitude de la quantification. Il permet aussi d’utiliser les fonctions de bases spatio-temporelles pour effectuer la reconstruction 4D afin d’estimer les paramètres cinétiques des métabolismes avec exactitude. Cependant, d’une part, l’utilisation de ce mode est très limitée en clinique, et d’autre part, il est surtout utilisé pour estimer la valeur normalisée de captation SUV qui est une grandeur semi-quantitative limitant le caractère fonctionnel de la TEP. Nos contributions sont les suivantes : - Le développement d’une nouvelle stratégie visant à accélérer sur les dispositifs GPU l’algorithme 3D LM-OSEM (List Mode Ordered-Subset Expectation-Maximization), y compris le calcul de la matrice de sensibilité intégrant les facteurs d’atténuation du patient et les coefficients de normalisation des détecteurs. Le temps de calcul obtenu est non seulement compatible avec une utilisation clinique des algorithmes 3D LM-OSEM, mais il permet également d’envisager des reconstructions rapides pour les applications TEP avancées telles que les études dynamiques en temps réel et des reconstructions d’images paramétriques à partir des données d’acquisitions directement. - Le développement et l’implantation sur GPU de l’approche Multigrilles/Multitrames pour accélérer l’algorithme LMEM (List-Mode Expectation-Maximization). L’objectif est de développer une nouvelle stratégie pour accélérer l’algorithme de référence LMEM qui est un algorithme convergent et puissant, mais qui a l’inconvénient de converger très lentement. Les résultats obtenus permettent d’entrevoir des reconstructions en temps quasi-réel que ce soit pour les examens utilisant un grand nombre de données d’acquisition aussi bien que pour les acquisitions dynamiques synchronisées. Par ailleurs, en clinique, la quantification est souvent faite à partir de données d’acquisition en sinogrammes généralement compressés. Mais des travaux antérieurs ont montré que cette approche pour accélérer la reconstruction diminue l’exactitude de la quantification et dégrade la résolution spatiale. Pour cette raison, nous avons parallélisé et implémenté sur GPU l’algorithme AW-LOR-OSEM (Attenuation-Weighted Line-of-Response-OSEM) ; une version de l’algorithme 3D OSEM qui effectue la reconstruction à partir de sinogrammes sans compression de données en intégrant les corrections de l’atténuation et de la normalisation dans les matrices de sensibilité. Nous avons comparé deux approches d’implantation : dans la première, la matrice système (MS) est calculée en temps réel au cours de la reconstruction, tandis que la seconde implantation utilise une MS pré- calculée avec une meilleure exactitude. Les résultats montrent que la première implantation offre une efficacité de calcul environ deux fois meilleure que celle obtenue dans la deuxième implantation. Les temps de reconstruction rapportés sont compatibles avec une utilisation clinique de ces deux stratégies.

Biologia de Rolepa unimoda (Dognin,1923) (Lepidoptera, Lymantriidae) em folhas de Tabebuia avellanedae Lor. ex-griseb (Bignoniaceae) e observações sobre inimigos naturais

Este trabalho trata do estudo da biologia de Rolepa unimoda (Dognin,1923) (Lepidoptera, Lymantriidae), cujas lagartas são desfolhadoras em plantios ornamentais de Tabebuia avellanedae Lor. ex-Griseb (Bignoniaceae). Ataca também T. caraiba (Mart.) Burm. Os insetos foram criados em condições de laboratório (Temperatura 27±2°C; UR: 70 ± 15%, Fotoperíodo de 12 h), na Seção de Entomologia do Centro de Ciências Agrárias da Fundação Universidade Federal de Mato Grosso, em Cuiabá, MT. Foram estudados os seguintes parâmetros: período e viabilidade das fases de ovos,lagarta, pré-pupa e pupa; número e duração dos ínstares larvais e consumo foliar da fase de lagarta; longevidade dos adultos e proporção quanto ao sexo; inimigos naturais; plantas hospedeiras e ocorrência do inseto nos Estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul.

Study of OSEM with different subsets in grating-based X-ray differential phase-contrast imaging.

Impressive developments in X-ray imaging are associated with X-ray phase contrast computed tomography based on grating interferometry, a technique that provides increased contrast compared with conventional absorption-based imaging. A new "single-step" method capable of separating phase information from other contributions has been recently proposed. This approach not only simplifies data-acquisition procedures, but, compared with the existing phase step approach, significantly reduces the dose delivered to a sample. However, the image reconstruction procedure is more demanding than for traditional methods and new algorithms have to be developed to take advantage of the "single-step" method. In the work discussed in this paper, a fast iterative image reconstruction method named OSEM (ordered subsets expectation maximization) was applied to experimental data to evaluate its performance and range of applicability. The OSEM algorithm with different subsets was also characterized by comparison of reconstruction image quality and convergence speed. Computer simulations and experimental results confirm the reliability of this new algorithm for phase-contrast computed tomography applications. Compared with the traditional filtered back projection algorithm, in particular in the presence of a noisy acquisition, it furnishes better images at a higher spatial resolution and with lower noise. We emphasize that the method is highly compatible with future X-ray phase contrast imaging clinical applications.

Optimization of OSEM parameters in myocardial perfusion imaging reconstruction as a function of body mass index: a clinical approach

AbstractObjective:The present study is aimed at contributing to identify the most appropriate OSEM parameters to generate myocardial perfusion imaging reconstructions with the best diagnostic quality, correlating them with patients' body mass index.Materials and Methods:The present study included 28 adult patients submitted to myocardial perfusion imaging in a public hospital. The OSEM method was utilized in the images reconstruction with six different combinations of iterations and subsets numbers. The images were analyzed by nuclear cardiology specialists taking their diagnostic value into consideration and indicating the most appropriate images in terms of diagnostic quality.Results:An overall scoring analysis demonstrated that the combination of four iterations and four subsets has generated the most appropriate images in terms of diagnostic quality for all the classes of body mass index; however, the role played by the combination of six iterations and four subsets is highlighted in relation to the higher body mass index classes.Conclusion:The use of optimized parameters seems to play a relevant role in the generation of images with better diagnostic quality, ensuring the diagnosis and consequential appropriate and effective treatment for the patient.

Candi Lor Taking the Shot

Brock vs Saskatchewan

Spectroscopie électronique de complexes du nickel(II), de lor(I), du ruthénium(II) et de certains lanthanides : caractéristiques inhabituelles de leur structure électronique

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

L’or bleu, une ressource à redéfinir : la conciliation du droit à l’eau et de ses enjeux

Naguère perçue comme une ressource inépuisable, nous assistons actuellement à une crise mondiale de l’eau douce. Dans ce contexte, il est primordial de vérifier si et comment les individus peuvent bénéficier d’une protection adéquate en ce qui a trait à la fourniture d’eau et comment une telle protection pourrait être mise en place. Au moyen d’une approche juridicopolitique, le présent mémoire vise à renforcer l’existence d’un droit de l’homme à l’eau et à analyser la problématique de la gestion des ressources en eau à travers différents accords commerciaux et la gouvernance de l’eau, à l’échelle internationale et au Canada. Au final, le mémoire démontre qu’il pourrait exister une telle protection puisqu’un droit à l’eau évolue en droit international, mais le caractère exécutoire de ce droit est conditionnel à sa reconnaissance par les États. L’observation de ce cas a plutôt mis en lumière une tendance à la privatisation des ressources en eau à l’échelle internationale, tendance qui devrait être révisée afin que le droit à l’eau puisse être réalisé pour tous.

De l’or et des putes : vie et mort d’un village de 'squatters' abitibien

Cette étude s’intéresse au village de squatters de Roc-d’Or, surnommé Putainville, qui apparaît en 1936 avant d’être détruit par le gouvernement provincial au milieu des années 1940. Notre but est de comprendre pourquoi cette agglomération, qui est érigée illégalement sur les terrains gouvernementaux et qui est réputée pour être un important foyer de déviance, est relativement tolérée pendant une décennie avant que les résidences soient détruites ou déménagées à Malartic. D’abord, nous expliquons pourquoi cette agglomération, sans reconnaissance légale et dans laquelle les résidents ne sont pas propriétaires des terrains sur lesquels leurs bâtiments sont érigés, apparaît en Abitibi-Témiscamingue au début des années 1930. Ensuite, nous nous intéressons à l’aspect physique et à la population de Roc-d’Or. Le taux de masculinité, la mobilité, la diversité d’emploi et l’origine ethnique des résidents sont analysés. De plus, nous nous penchons sur la mauvaise réputation de Putainville : autant le contrôle judiciaire que la présence du monde interlope sont étudiés. Finalement, comme les mœurs légères des résidents et l’influence du curé de Malartic sont souvent considérées comme étant à l’origine de la décision d’éliminer ce village, nous évaluons la pertinence de cette croyance et nous déterminons si d’autres motifs, notamment monétaire ou politique, sont aussi entrés en ligne de compte.

La nature des représentations sociales des enseignantes du primaire à l’égard du domaine de l’univers social et de son enseignement : étude de cas à la Commission scolaire de l’Or-et-des-Bois.

Cette recherche vise à mettre en lumière la nature des représentations sociales des enseignantes du primaire au sein d’une commission scolaire québécoise à l’égard des disciplines liées au domaine de l’univers social, et aussi de l’enseignement de celles-ci. La recherche a pris naissance à la suite de nombreuses interventions dans les classes du primaire en tant que superviseur de stage et de discussions avec les enseignantes relatives à l’enseignement des sciences humaines. Ce projet repose ses fondements sur le constat suivant : l’apprentissage au primaire des savoirs et des compétences en univers social est déficient et ne répond pas complètement aux attentes prescrites par le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport. Les enseignantes du primaire n’enseignent que très peu les savoirs et les compétences en univers social au Québec; ainsi, les élèves arrivent peu outillés au secondaire. Des recherches antérieures ont permis de cibler certains facteurs permettant d’expliquer cet état de fait. Or, nous supposions qu’il existait d’autres raisons pouvant expliquer ce phénomène et nous croyions que l’analyse des représentations sociales des enseignantes pourrait apporter des informations importantes dans l’analyse de cette problématique. Cette analyse des représentations sociales est basée sur les travaux et les théories relatives au noyau central (Abric, 1994a). Elle fut construite autour d’une recherche exploratoire au sein d’une commission scolaire en région où 21 enseignantes ont été interviewées. Utilisant une méthodologie qualitative avec une approche s’adressant plus particulièrement aux sciences de l’éducation (Merriam, 1998), les résultats de la recherche nous permettent d’identifier trois facteurs déterminants dans la création des représentations sociales des enseignantes à l’égard de l’histoire, de la géographie et de l’éducation à la citoyenneté. Ces facteurs amènent également les enseignantes à modeler leurs approches pédagogiques et didactiques quant à l’enseignement de l’univers social au primaire. Cette recherche a d’ailleurs permis de mieux comprendre la création des représentations sociales des enseignantes quant aux disciplines associées aux sciences humaines et permis de cibler plusieurs facteurs déterminants de cette réticence à enseigner cette matière aux élèves.

'Si en i ot de teus qui i conterent plus lor honte que leur honour', Enadain et Gauvain, les chevaliers transformés en nains dans la Suite Vulgate du Merlin

Dans le récit de la transformation de Gauvain en nain, la honte est à la fois la conséquence d'une culpabilité mise en avant par un interlocuteur féminin, et l'instrument de la purgation de la faute commise par le héros. La gestion narrative de cet épisode à la fois dramatique et comique interroge autant les valeurs chrétiennes que les principes de conduite chevaleresques. La nature de la faute et son intériorisation personnelle importent moins que sa dimension sociale et collective.

Massively parallelizable list-mode reconstruction using a Monte Carlo-based elliptical Gaussian model

Purpose: A fully three-dimensional (3D) massively parallelizable list-mode ordered-subsets expectation-maximization (LM-OSEM) reconstruction algorithm has been developed for high-resolution PET cameras. System response probabilities are calculated online from a set of parameters derived from Monte Carlo simulations. The shape of a system response for a given line of response (LOR) has been shown to be asymmetrical around the LOR. This work has been focused on the development of efficient region-search techniques to sample the system response probabilities, which are suitable for asymmetric kernel models, including elliptical Gaussian models that allow for high accuracy and high parallelization efficiency. The novel region-search scheme using variable kernel models is applied in the proposed PET reconstruction algorithm. Methods: A novel region-search technique has been used to sample the probability density function in correspondence with a small dynamic subset of the field of view that constitutes the region of response (ROR). The ROR is identified around the LOR by searching for any voxel within a dynamically calculated contour. The contour condition is currently defined as a fixed threshold over the posterior probability, and arbitrary kernel models can be applied using a numerical approach. The processing of the LORs is distributed in batches among the available computing devices, then, individual LORs are processed within different processing units. In this way, both multicore and multiple many-core processing units can be efficiently exploited. Tests have been conducted with probability models that take into account the noncolinearity, positron range, and crystal penetration effects, that produced tubes of response with varying elliptical sections whose axes were a function of the crystal's thickness and angle of incidence of the given LOR. The algorithm treats the probability model as a 3D scalar field defined within a reference system aligned with the ideal LOR. Results: This new technique provides superior image quality in terms of signal-to-noise ratio as compared with the histogram-mode method based on precomputed system matrices available for a commercial small animal scanner. Reconstruction times can be kept low with the use of multicore, many-core architectures, including multiple graphic processing units. Conclusions: A highly parallelizable LM reconstruction method has been proposed based on Monte Carlo simulations and new parallelization techniques aimed at improving the reconstruction speed and the image signal-to-noise of a given OSEM algorithm. The method has been validated using simulated and real phantoms. A special advantage of the new method is the possibility of defining dynamically the cut-off threshold over the calculated probabilities thus allowing for a direct control on the trade-off between speed and quality during the reconstruction.

Trattato de' veleni, e lor cura /

ICCU

Catechismo all'altare ad uso de' parrochi e de' capi di famiglia nelle lor case, ovvero Discorsi familiari sopra le prime due parti del Catechismo in pratica, cioe la fede e la speranza /

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Li reali di Francia; neʹ quali si contiene la generazione deglʹ imperadori, re, duchi, principi baroni e paladini di Francia, con le grandi imprese e battaglie da lor fatte.

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