Reconnaissance des actions humaines : méthode basée sur la réduction de dimensionnalité par MDS spatio-temporelle

L’action humaine dans une séquence vidéo peut être considérée comme un volume spatio- temporel induit par la concaténation de silhouettes dans le temps. Nous présentons une approche spatio-temporelle pour la reconnaissance d’actions humaines qui exploite des caractéristiques globales générées par la technique de réduction de dimensionnalité MDS et un découpage en sous-blocs afin de modéliser la dynamique des actions. L’objectif est de fournir une méthode à la fois simple, peu dispendieuse et robuste permettant la reconnaissance d’actions simples. Le procédé est rapide, ne nécessite aucun alignement de vidéo, et est applicable à de nombreux scénarios. En outre, nous démontrons la robustesse de notre méthode face aux occultations partielles, aux déformations de formes, aux changements d’échelle et d’angles de vue, aux irrégularités dans l’exécution d’une action, et à une faible résolution.

Evaluating perceptual maps of asymmetries for gait symmetry quantification and pathology detection

Le mouvement de la marche est un processus essentiel de l'activité humaine et aussi le résultat de nombreuses interactions collaboratives entre les systèmes neurologiques, articulaires et musculo-squelettiques fonctionnant ensemble efficacement. Ceci explique pourquoi une analyse de la marche est aujourd'hui de plus en plus utilisée pour le diagnostic (et aussi la prévention) de différents types de maladies (neurologiques, musculaires, orthopédique, etc.). Ce rapport présente une nouvelle méthode pour visualiser rapidement les différentes parties du corps humain liées à une possible asymétrie (temporellement invariante par translation) existant dans la démarche d'un patient pour une possible utilisation clinique quotidienne. L'objectif est de fournir une méthode à la fois facile et peu dispendieuse permettant la mesure et l'affichage visuel, d'une manière intuitive et perceptive, des différentes parties asymétriques d'une démarche. La méthode proposée repose sur l'utilisation d'un capteur de profondeur peu dispendieux (la Kinect) qui est très bien adaptée pour un diagnostique rapide effectué dans de petites salles médicales car ce capteur est d'une part facile à installer et ne nécessitant aucun marqueur. L'algorithme que nous allons présenter est basé sur le fait que la marche saine possède des propriétés de symétrie (relativement à une invariance temporelle) dans le plan coronal.

Ressources résidentielles pour adultes avec un trouble mental : développement d'un modèle et d'un instrument de mesure

Ce projet de recherche revisite la conceptualisation du logement et des ressources résidentielles pour les adultes avec un trouble mental. Les objectifs visent : (1) à identifier les attributs, dimensions et domaines ; (2) à développer un nouveau modèle ; (3) à concevoir un instrument de mesure pour décrire l’éventail des ressources résidentielles en santé mentale. Méthodologie : Phase 1: Le devis de recherche s’articule autour de la cartographie de concepts, caractérisée par une méthodologie mixte. L’échantillonnage, par choix raisonné, a permis de recueillir une pluralité de perceptions et d’expériences (p.ex. personnes utilisatrices de services, proches, responsables de ressources résidentielles, gestionnaires). Les participants proviennent de cinq régions du Québec (nombre total de participations = 722). Au cours des six étapes de la cartographie de concepts, les participants ont généré des attributs décrivant le logement (n = 221), leur ont accordé une cote numérique (n = 416) et les ont regroupés en catégories (n = 73). Douze participants ont interprété des cartes conceptuelles produites par des analyses multivariées, soit l’échelonnage multidimensionnel (MDS) et la typologie hiérarchique. Des analyses par composantes principales (PCAs) ont été utilisées pour raffiner la conceptualisation (n = 228). Phase II: L’instrument a été développé, utilisé et ajusté à la suite de deux groupes de discussions (n = 23) et d’une étude transversale auprès de ressources résidentielles (n = 258). La passation se fait via une entrevue téléphonique semi-structurée enregistrée, d’une durée moyenne de 130 minutes. Résultats : Les participants ont généré 1382 idées (99.5% de saturation). Les cartes conceptuelles issues de la cartographie de concepts comprennent 140 idées (attributs du logement), 12 dimensions et cinq domaines (indice de stress MDS = 0.2302, 10 itérations). Les analyses PCAs ont permis de retenir quatre domaines, 11 composantes (α = 0.600 à 0.933) et 81 attributs. Les domaines sont : (1) environnement géophysique; (2) atmosphère et fonctionnement du milieu; (3) soutien et interventions offerts; (4) pratiques organisationnelles et managériales. L’instrument développé comprend quatre domaines, 10 dimensions et 83 attributs. À cela s’ajoutent des variables descriptives. L’instrument résulte des Phases I et II de ce projet. Conclusion : L’instrument a été développé en collaboration avec diverses parties prenantes, à partir de considérations ontologiques, réalistes, causales et statistiques. Il dresse le profil détaillé d’une ressource résidentielle sous ses différentes facettes et s’appuie sur la prémisse qu’il n’existe pas de milieu résidentiel idéal pour tous.

Ideal threshold schemes from MDS codes

We observe that MDS codes have interesting properties that can be used to construct ideal threshold schemes. These schemes permit the combiner to detect cheating, identify cheaters and recover the correct secret. The construction is later generalised so the resulting secret sharing is resistant against the Tompa-Woll cheating.

The Treewidth of MDS and Reed-Muller Codes

The constraint complexity of a graphical realization of a linear code is the maximum dimension of the local constraint codes in the realization. The treewidth of a linear code is the least constraint complexity of any of its cycle-free graphical realizations. This notion provides a useful parameterization of the maximum-likelihood decoding complexity for linear codes. In this paper, we show the surprising fact that for maximum distance separable codes and Reed-Muller codes, treewidth equals trelliswidth, which, for a code, is defined to be the least constraint complexity (or branch complexity) of any of its trellis realizations. From this, we obtain exact expressions for the treewidth of these codes, which constitute the only known explicit expressions for the treewidth of algebraic codes.

On the treewidth of MDS and Reed-Muller codes

The treewidth of a linear code is the least constraint complexity of any of its cycle-free graphical realizations. This notion provides a useful parametrization of the maximum-likelihood decoding complexity for linear codes. In this paper, we compute exact expressions for the treewidth of maximum distance separable codes, and first- and second-order Reed-Muller codes. These results constitute the only known explicit expressions for the treewidth of algebraic codes.

Gene expression profiling in MDS and AML: potential and future avenues

Today, the classification systems for myelodysplastic syndromes (MDS) and acute myeloid leukemia (AML) already incorporate cytogenetic and molecular genetic aberrations in an attempt to better reflect disease biology. However, in many MDS/AML patients no genetic aberrations have been identified yet, and even within some cytogenetically well-defined subclasses there is considerable clinical heterogeneity. Recent advances in genomics technologies such as gene expression profiling (GEP) provide powerful tools to further characterize myeloid malignancies at the molecular level, with the goal to refine the MDS/AML classification system, incorporating as yet unknown molecular genetic and epigenetic pathomechanisms, which are likely reflected by aberrant gene expression patterns. In this study, we provide a comprehensive review on how GEP has contributed to a refined molecular taxonomy of MDS and AML with regard to diagnosis, prediction of clinical outcome, discovery of novel subclasses and identification of novel therapeutic targets and novel drugs. As many challenges remain ahead, we discuss the pitfalls of this technology and its potential including future integrative studies with other genomics technologies, which will continue to improve our understanding of malignant transformation in myeloid malignancies and thereby contribute to individualized risk-adapted treatment strategies for MDS and AML patients. Leukemia (2011) 25, 909-920; doi:10.1038/leu.2011.48; published online 29 March 2011

Molecular dynamics simulation (MDS) to study nanoscale machining processes

Molecular Dynamics Simulations (MDS) are constantly being used to make important contributions to our fundamental understanding of material behaviour, at the atomic scale, for a variety of thermodynamic processes. This chapter shows that molecular dynamics simulation is a robust numerical analysis tool in addressing a range of complex nanofinishing (machining) problems that are otherwise difficult or impossible to understand using other methods. For example the mechanism of nanometric cutting of silicon carbide is influenced by a number of variables such as machine tool performance, machining conditions, material properties, and cutting tool performance (material microstructure and physical geometry of the contact) and all these variables cannot be monitored online through experimental examination. However, these could suitably be studied using an advanced simulation based approach such as MDS. This chapter details how MD simulation can be used as a research and commercial tool to understand key issues of ultra precision manufacturing research problems and a specific case was addressed by studying diamond machining of silicon carbide. While this is appreciable, there are a lot of challenges and opportunities in this fertile area. For example, the world of MD simulations is dependent on present day computers and the accuracy and reliability of potential energy functions [109]. This presents a limitation: Real-world scale simulation models are yet to be developed. The simulated length and timescales are far shorter than the experimental ones which couples further with the fact that contact loading simulations are typically done in the speed range of a few hundreds of m/sec against the experimental speed of typically about 1 m/sec [17]. Consequently, MD simulations suffer from the spurious effects of high cutting speeds and the accuracy of the simulation results has yet to be fully explored. The development of user-friendly software could help facilitate molecular dynamics as an integral part of computer-aided design and manufacturing to tackle a range of machining problems from all perspectives, including materials science (phase of the material formed due to the sub-surface deformation layer), electronics and optics (properties of the finished machined surface due to the metallurgical transformation in comparison to the bulk material), and mechanical engineering (extent of residual stresses in the machined component) [110]. Overall, this chapter provided key information concerning diamond machining of SiC which is classed as hard, brittle material. From the analysis presented in the earlier sections, MD simulation has helped in understanding the effects of crystal anisotropy in nanometric cutting of 3C-SiC by revealing the atomic-level deformation mechanisms for different crystal orientations and cutting directions. In addition to this, the MD simulation revealed that the material removal mechanism on the (111) surface of 3C-SiC (akin to diamond) is dominated by cleavage. These understandings led to the development of a new approach named the “surface defect machining” method which has the potential to be more effective to implement than ductile mode micro laser assisted machining or conventional nanometric cutting.

GEP analysis validates high risk MDS and acute myeloid leukemia post MDS mice models and highlights novel dysregulated pathways

BACKGROUND: In spite of the recent discovery of genetic mutations in most myelodysplasic (MDS) patients, the pathophysiology of these disorders still remains poorly understood, and only few in vivo models are available to help unravel the disease.

METHODS: We performed global specific gene expression profiling and functional pathway analysis in purified Sca1+ cells of two MDS transgenic mouse models that mimic human high-risk MDS (HR-MDS) and acute myeloid leukemia (AML) post MDS, with NRASD12 and BCL2 transgenes under the control of different promoters MRP8NRASD12/tethBCL-2 or MRP8[NRASD12/hBCL-2], respectively.

RESULTS: Analysis of dysregulated genes that were unique to the diseased HR-MDS and AML post MDS mice and not their founder mice pointed first to pathways that had previously been reported in MDS patients, including DNA replication/damage/repair, cell cycle, apoptosis, immune responses, and canonical Wnt pathways, further validating these models at the gene expression level. Interestingly, pathways not previously reported in MDS were discovered. These included dysregulated genes of noncanonical Wnt pathways and energy and lipid metabolisms. These dysregulated genes were not only confirmed in a different independent set of BM and spleen Sca1+ cells from the MDS mice but also in MDS CD34+ BM patient samples.

CONCLUSIONS: These two MDS models may thus provide useful preclinical models to target pathways previously identified in MDS patients and to unravel novel pathways highlighted by this study.

Fractional dynamics and MDS visualization of earthquake phenomena

This paper analyses earthquake data in the perspective of dynamical systems and fractional calculus (FC). This new standpoint uses Multidimensional Scaling (MDS) as a powerful clustering and visualization tool. FC extends the concepts of integrals and derivatives to non-integer and complex orders. MDS is a technique that produces spatial or geometric representations of complex objects, such that those objects that are perceived to be similar in some sense are placed on the MDS maps forming clusters. In this study, over three million seismic occurrences, covering the period from January 1, 1904 up to March 14, 2012 are analysed. The events are characterized by their magnitude and spatiotemporal distributions and are divided into fifty groups, according to the Flinn–Engdahl (F–E) seismic regions of Earth. Several correlation indices are proposed to quantify the similarities among regions. MDS maps are proven as an intuitive and useful visual representation of the complex relationships that are present among seismic events, which may not be perceived on traditional geographic maps. Therefore, MDS constitutes a valid alternative to classic visualization tools for understanding the global behaviour of earthquakes.

Analysis of temperature time-series: embedding dynamics into the MDS method

Global warming and the associated climate changes are being the subject of intensive research due to their major impact on social, economic and health aspects of the human life. Surface temperature time-series characterise Earth as a slow dynamics spatiotemporal system, evidencing long memory behaviour, typical of fractional order systems. Such phenomena are difficult to model and analyse, demanding for alternative approaches. This paper studies the complex correlations between global temperature time-series using the Multidimensional scaling (MDS) approach. MDS provides a graphical representation of the pattern of climatic similarities between regions around the globe. The similarities are quantified through two mathematical indices that correlate the monthly average temperatures observed in meteorological stations, over a given period of time. Furthermore, time dynamics is analysed by performing the MDS analysis over slices sampling the time series. MDS generates maps describing the stations’ locus in the perspective that, if they are perceived to be similar to each other, then they are placed on the map forming clusters. We show that MDS provides an intuitive and useful visual representation of the complex relationships that are present among temperature time-series, which are not perceived on traditional geographic maps. Moreover, MDS avoids sensitivity to the irregular distribution density of the meteorological stations.

L’agrément : un agent moteur de développement des capacités, d’apprentissage collectif et de socialisation. Une étude de cas en profondeur dans un hôpital privé saoudien

Cette thèse vise à comprendre comment et dans quelle mesure l’agrément des établissements de santé est-il efficace pour développer les capacités des acteurs, nécessaires pour améliorer la qualité des soins et des services. Au cours des dix dernières années, il y a eu une croissance rapide, à l'échelle mondiale de la mise en œuvre de programmes d'agrément en santé pour l’amélioration de la qualité. L'expérience de la dernière décennie prouve que l'agrément est une technique valable pour l'amélioration de la qualité dans beaucoup d’organismes de santé. Il est également utilisé pour soutenir les réformes en santé. Malgré cela, les outils de gestion comme l’agrément sont souvent critiqués, car elles sont adoptées avec enthousiasme négligeant fréquemment une implantation favorisant la mise en place de comportements durables et la démonstration de meilleurs résultats. Le développement des capacités (DC) est un processus délibéré, multidimensionnel, dynamique dont le but est d’améliorer la performance des individus, des équipes, de l’organisation et d’un système. Le DC constitue une des trois assises de l’implantation d’une démarche institutionnalisée de la qualité, au même niveau que la communication et la reconnaissance. Cette recherche c’est déroulée dans un organisme d’Arabie Saoudite dans le cadre de leur première démarche avec le Conseil canadien d’agrément (CCASS) des services de santé. Une étude de cas unique d’implantation de l’agrément a été menée utilisant une approche mixte. Quatre niveaux d’analyse ont été étudiés en détail (individu, équipe, organisation et système) afin de mesurer 28 effets escomptés du DC puisés dans la littérature. Des entretiens semi-structurés, des groupes de discussion, une revue de la documentation ont été réalisés. Dans le but de mesurer trois des effets escomptés, un questionnaire sur le niveau d’implantation de la qualité (NIQ) a été administré pour la première fois en Arabie Saoudite dans cinq organismes. La performance du cas a été évaluée en relation avec les autres et en fonction de son positionnement dans le cycle d’agrément. Des analyses qualitatives et quantitatives utilisant la technique de polissage par la médiane ont été exécutées. Au niveau des individus, l’agrément a motivé la participation à de nouvelles formations. L’auto-évaluation est l’étape qui encourage l’apprentissage par l’autocritique. Le sentiment de fierté est le changement affectif le plus souvent répertorié. Les équipes ont amélioré leur communication par l’implantation d’une « chaîne de commandement ». Elle a introduit des notions de respect et de clarté des rôles telles qu’exigées par les normes. Au moyen de la mesure du NIQ, nous avons constaté que la majorité des organismes saoudiens se positionnent au niveau minimal d’implantation (assurance qualité). Le plus expérimenté avec l’agrément démontre les meilleurs résultats tout près du second niveau. Enfin, plus les organismes progressent dans la démarche d’agrément, plus les écarts de perception entre les 8 domaines mesurés par le questionnaire du NIQ et entre les différentes catégories d’emploi s’amincissent. En conclusion, l’agrément a démontré de l’efficacité à développer de nouvelles capacités par l’intégration des transformations des individus et par l’impact de l’acquisition des nouvelles capacités sur le changement des pratiques, majoritairement au niveau des individus, des équipes et de l’organisation. Le processus d’agrément a également fait preuve d’importants pouvoirs de convergence au niveau de l’adoption des pratiques édictées par les normes d’agrément qui contribuent positivement à l’amélioration de la qualité.

Phosphorylation du CTD de l'ARN polymérase II et impact de l'histone H2A.Z sur le positionnement des nucléosomes chez S. cerevisiae

La phosphorylation du domaine C-terminal de l’ARN polymérase II permet à ce complexe protéique d’exécuter la transcription des gènes, en plus de coupler à la transcription des événements moléculaires comme la maturation des ARNm. Mes résultats montrent que même si cette phosphorylation suit un patron similaire à l’ensemble des gènes, il existe des exceptions pouvant être dues à des mécanismes alternatifs de phosphorylation du CTD. Le présent ouvrage s’intéresse également au rôle qu’occupe la variante d’histone H2A.Z dans l’organisation de la chromatine. Des études précédentes on montré que le positionnement de certains nucléosomes le long de l’ADN serait influencé par H2A.Z et aurait une influence sur la capacité de transcrire les gènes. Par une approche génomique utilisant les puces à ADN, j’ai cartographié l’impact de la délétion de H2A.Z sur la structure des nucléosomes. Enfin, des résultats intéressants sur la dynamique d’incorporation de H2A.Z à la chromatine ont été obtenus.