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Dissertations / Theses on the topic 'Maladies – Modèles mathématiques'
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Rochet, Marie-Joëlle. "Apports des modèles mathématiques en épidémiologie : points de vue sur la filariose de Bancroft." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10237.
Full textAbstract:
Le cycle de transmission de la filaire de brancroft est aborde de plusieurs points de vue qui permettent la construction de modeles mathematiques simples; les objectifs sont, d'une part, de synthetiser les connaissances sur l'epidemiologie de l'infection, d'autre part, d'en tirer des consequences applicables pour le controle de la transmission. La confrontation des modeles avec les donnees constitue une etape essentielle du travail. Plusieurs modeles ont ete construits, considerant le cycle de trois points de vue: - un modele deterministe de la transmission, qui met l'accent sur la dynamique de population du vecteur et les facteurs d'environnement qui la determinent. Ce travail corrobore l'hypothese qu'un vecteur de la filariose transmet rarement plus d'une infection; il montre que le controle vectoriel seul agit avec retard sur l'intensite d'infection de la population humaine; - un modele probabiliste de la distribution des parasites dans la population humaine. L'importante variabilite des mesures est insuffisante a expliquer le caractere surdisperse de cette distribution; les variations des manifestations de l'infection au cours du temps jouent egalement un role important; la prise en compte de ces facteurs permet une approche de l'agregativite reelle des parasites adultes. Les recherches pour de nouvelles techniques de diagnostic sont discutees a la lumiere des resultats; - des modeles de la prevalence par classe d'age, qui permettent d'evaluer la duree des differentes phases d'une infection et leur variabilite. L'existence d'une immunite acquise chez l'homme est mise en doute, ce qui n'est pas sans consequence sur les possibilites d'elaboration d'un vaccin. Les differences observees entre les sexes sont reexaminees de facon dynamique et quelques hypotheses explicatives sont proposees
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Demin, Ivan. "Modélisations mathématiques de l’hématopoïèse et des maladies sanguines." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10333/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la modélisation mathématique de l'hématopoïèse et des maladies sanguines. Plusieurs modèles traitant d'aspects différents et complémentaires de l'hématopoïèse y sont étudiés.Tout d'abord, un modèle multi-échelle de l'érythropoïèse est analysé, dans lequel sont décrits à la fois le réseau intracellulaire, qui détermine le comportement individuel des cellules, et la dynamique des populations de cellules. En utilisant des données expérimentales sur les souris, nous évaluons les rôles des divers mécanismes de retro-contrôle en réponse aux situations de stress.Ensuite, nous tenons compte de la distribution spatiale des cellules dans la moelle osseuse, question qui n'avait pas été étudiée auparavant. Nous décrivons l'hématopoïèse normale à l'aide d'un système d'équations de réaction-diffusion-convection et nous démontrons l'existence d'une distribution stationnaire des cellules. Puis, nous introduisons dans le modèle les cellules malignes. Pour certaines valeurs des paramètres, la solution "disease-free" devient instable et une autre solution, qui correspond à la leucémie, apparaît. Cela mène à la formation d'une tumeur qui se propage dans la moelle osseuse comme une onde progressive. La vitesse de cette propagation est étudiée analytiquement et numériquement. Les cellules de la moelle osseuse échangent des signaux qui régulent le comportement cellulaire. Nous étudions ensuite une équation integro-différentielle qui décrit la communication cellulaire et nous prouvons l'existence d'une solution du type onde progressive en utilisant la théorie du degré topologique et la méthode de Leray et Schauder. L'approche multi-agent est utilisée afin d'étudier la distribution des différents types de cellules dans la moelle osseuse.Finalement, nous étudions un modèle de type "Physiologically Based Pharmacokinetics-Pharmacodynamics" du traitement de la leucémie par l'AraC. L'AraC agit comme chimiothérapie et induit l'apoptose de toutes les cellules proliférantes, saines et malignes. La pharmacocinétique donne accès à la concentration intracellulaire d'AraC. Cette dernière, à son tour, détermine la dynamique des populations cellulaires et, par conséquent, l'efficacité de différents protocoles de traitementThis PhD thesis is devoted to mathematical modelling of haematopoiesis and blood diseases. We investigate several models, which deal with different and complementary aspects of haematopoiesis.The first part of the thesis concerns a multi-scale model of erythropoiesis where intracellular regulatory networks, which determine cell choice between self-renewal, differentiation and apoptosis, are coupled with dynamics of cell populations. Using experimental data on anemia in mice, we evaluate the roles of different feedback mechanisms in response to stress situations. At the next stage of modelling, spatial cell distribution in the bone marrow is taken into account, the question which has not been studied before. We describe normal haematopoiesis with a system of reaction-diffusion-convection equations and prove existence of a stationary cell distribution. We then introduce malignant cells into the model. For some parameter values the disease free solution becomes unstable and another one, which corresponds to leukaemia, appears. This leads to the formation of tumour which spreads in the bone marrow as a travelling wave. The speed of its propagation is studied analytically and numerically. Bone marrow cells exchange different signals that regulate cell behaviour. We study, next, an integro-differential equation which describes cell communication and prove the existence of travelling wave solutions using topological degree and the Leray-Schauder method. Individual based approach is used to study distribution of different cell types in the bone marrow. Finally, we investigate a Physiologically Based Pharmacokinetics-Pharmacodynamics model of leukaemia treatment with AraC drug. AraC acts as chemotherapy, inducing apoptosis of all proliferating cells, normal and malignant. Pharmacokinetics provides the evolution of intracellular AraC. This, in turn, determines cell population dynamics and, consequently, efficacy of treatment with different protocols
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Gabriel, Pierre. "Equations de transport-fragmentation et applications aux maladies à prions." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066144.
Full textAbstract:
Les phénomènes de croissance et de fragmentation des polymères jouent un rôle central dans le développement des maladies à prions. Pour les étudier, nous adoptons le formalisme des populations structurées et analysons l'équation intégro-différentielle de transport-fragmentation. Dans un premier temps, nous nous intéressons au problème aux valeurs propres pour l'opérateur de transport-fragmentation linéaire. Nous montrons l'existence et l'unicité de la valeur propre principale et des vecteurs propres associés sous des conditions générales incluant les cas dégénérés dans lesquels le coefficient de transport s'annule à l'origine. Nous analysons ensuite la dépendance de ces éléments propres par rapport aux paramètres de l'équation et mettons en évidence l'existence de comportements non monotones. Les résultats obtenus nous permettent d'aborder deux problèmes de natures différentes. La dépendance par rapport au transport est utilisée pour trouver les états d'équilibres et analyser le comportement en temps long de modèles non-linéaires, dont « l'équation du prion ». La dépendance par rapport à la fragmentation nous permet quant à elle d'étudier un problème d'optimisation. Celui-ci consiste à introduire un contrôle sur la fragmentation et à trouver la stratégie qui maximise la croissance de la population, ceci à des fins diagnostiques. Dans un dernier chapitre, nous présentons un schéma numérique conservatif pour des équations d'agrégation-fragmentation comprenant un terme de coagulation.
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Biane, Célia. "Reprogrammation comportementale : modèles, algorithmes et application aux maladies complexes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLE050.
Full textAbstract:
Les maladies complexes comme le Cancer et la maladie d'Alzheimer sont causées par des perturbations moléculaires multiples responsables d'un comportement cellulaire pathologique.Un enjeu majeur de la médecine de précision est l'identification des perturbations moléculaires induites par les maladies complexes et les thérapies à partir de leurs conséquences sur les phénotypes cellulaire.Nous définissons un modèle des maladies complexes,appelé la reprogrammation comportementale,assimilant les perturbations moléculaires à des altérations des fonctions dynamiques locales de systèmes dynamiques discrets induisant une reprogrammation de la dynamique globale du réseau. Ce cadre de modélisation s'appuie d'une part, sur les réseaux Booléens contrôlés, qui sont des réseaux Booléens dans lesquels sont insérés des paramètres de contrôle modélisant les perturbations et, d'autre part, sur la définition de modes (Possibilité, Nécessité) permettant d'exprimer les objectifs de cette reprogrammation.A partir de ce cadre, nous démontrons que le calcul des noyaux, i.e., des ensembles minimaux d'actions permettant la reprogrammation selon un mode s'exprime comme un problème d'inférence abductive en logique propositionnelle. En nous appuyant sur les méthodes historiques de calcul d'impliquants premiers des fonctions Booléennes,nous développons deux méthodes permettant le calcul exhaustif des noyaux de la reprogrammation. Enfin, nous évaluons la pertinence du cadre de modélisation pour l'identification des perturbations responsables de la transformation d'une cellule saine en cellule cancéreuse et la découverte de cibles thérapeutiques sur un modèle du cancer du sein. Nous montrons notamment que les perturbations inférées par nos méthodes sont compatibles avec la connaissance biologique en discriminant les oncogènes des gènes suppresseurs de tumeurs et en récupérant la mutation du gène BRCA1. De plus, la méthode récupère le phénomène de létalité synthétique entre PARP1 et BRCA1, qui constitue un traitement anticancéreux optimal car il cible spécifiquement les cellules tumoralesComplex diseases such as cancer and Alzheimer's are caused by multiple molecular perturbations responsible for pathological cellular behavior. A major challenge of precision medicine is the identification of the molecular perturbations induced by the disease and the therapies from their consequences on cell phenotypes. We define a model of complex diseases, called behavioral reprogramming, that assimilates the molecular perturbations to alterations of the dynamic local functions of discrete dynamical systems inducing a reprogramming of the global dynamics of the network. This modeling framework relies on the one hand, on Control Boolean networks, which are Boolean networks containing control parameters modeling the perturbations and, on the other hand, the definition of reprogramming modes (Possibility, Necessity) expressing the objective of the behavioral reprogramming. From this framework, we demonstrate that the computation of the cores, namely, the minimal sets of action allowing reprogramming is a problem of abductive inference in propositional logic. Using historical methods computing the prime implicants of Boolean functions, we develop two methods computing all the reprogramming cores.Finally, we evaluate the modeling framework for the identification of perturbations responsible for the transformation of a healthy cell into a cancercell and the discovery of therapeutic targets ona model of breast cancer. In particular, we showthat the perturbations inferred by our methods a recompatible with biological knowledge by discriminating oncogenes and tumor suppressor genes and by recovering the causal of the BRCA1 gene. In addition, the method recovers the synthetic lethality phenomenon between PARP1 and BRCA1 that constitutes an optimal anti-cancer treatment because it specifically targets tumor cells
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Pons, Salort Margarita. "Modélisation mathématique des interactions multi-hôtes et multi-pathogènes en épidémiologie des maladies infectieuses : conséquences sur la persistance, l'émergence et le contrôle de pathogènes." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066640.
Full textAbstract:
This thesis falls within the field of community epidemiology, an ecological perspective of infectious diseases that takes into account communities of hosts and/or communities of pathogens to study various current problems in infectious disease epidemiology. Mathematical and statistical approaches, mainly multi-pathogen and multi-host transmission models, are used to address different questions related to pathogen persistence and coexistence. The first part of the thesis concentrates on the mechanisms responsible for multi-host-pathogen persistence. We investigate the role of different bat species and their biological traits on Lyssavirus persistence in a metapopulation system of caves. The second part focuses on how patterns of strain diversity are affected by vaccines that target a subset of strains, and how changes in strain diversity might affect disease incidence. These questions are investigated for Human Papillomavirus (HPV) and Streptococcus pneumoniae. Concerning HPV, we first explore the conditions for genotype replacement as a consequence of mass vaccination. And then, we re-examine the oncogenic potential of HPV types with respect to invasive cervical cancer performing meta-analyses of published data. Regarding the pneumococcus, we study how the 7-valent pneumococcal conjugate vaccine changed the trends of pneumococcal meningitis incidence in France, and how a concurrent and substantial reduction in antibiotic use modulated the phenomenon of serotype replacementCette thèse s'inscrit dans le champ de l'épidémiologie des communautés, une perspective écologique des maladies infectieuses qui prend en compte des communautés de populations hôtes et/ou des communautés microbiennes pour aborder un certain nombre de problèmes actuels en épidémiologie des maladies infectieuses. Des approches mathématiques et statistiques, principalement des modèles de transmission multi-hôtes et multi-pathogènes, sont utilisées pour aborder différentes questions liées à la persistance et à la coexistence de pathogènes. La première partie de cette thèse se concentre sur les mécanismes de persistance de pathogènes multi-hôtes. Nous explorons le rôle de différentes espèces de chauve-souris et de leurs traits biologiques sur la persistance d’un Lyssavirus au sein d’un système de grottes en métapopulation. La deuxième partie s’intéresse aux changements de la diversité de souches d’une espèce dûs aux vaccins qui ciblent un sous-ensemble de ces souches et à l’effet de ces changements sur l’incidence des maladies. Ces questions sont abordées pour les Papillomavirus Humains (HPV) et pour le pneumocoque. Pour HPV, nous explorons d’abord les conditions qui pourraient amener à un remplacement génotypique dû à la vaccination. Nous réexaminons ensuite le potentiel oncogène des types d’HPV agents causals du cancer du col de l’utérus par méta-analyse de données publiées. Pour le pneumocoque, nous étudions comment le vaccin conjugué 7-valent a changé les tendances des méningites à pneumocoque en France et comment une réduction de l’usage d’antibiotiques qui a eu lieu en parallèle à l’introduction du vaccin a modulé le remplacement sérotypique induit par la vaccination
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Silhol, Romain. "Estimation et validation de modèles individus-centrés de propagation épidémique : la varicelle en Corse." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066180.
Full textAbstract:
Aujourd'hui, les modèles individu-centrés sont de plus en plus fréquemment utilisés dans le domaine de la modélisation épidémique. La validité a priori de ces modèles semble plus grande, car ils incluent nombreux paramètres comme l'hétérogénéité des contacts, des déplacements. L'objectif de cette thèse est d'évaluer la validité des prédictions issues de tels modèles par confrontation avec des données observées. Nous avons d'abord effectué deux enquêtes pour caractériser en détail l'épidémiologie d'une maladie transmissible à l'échelle d'une région: pour des raisons pratiques, nous avons choisi la Corse, et la varicelle car elle reste une maladie connue. A partir des données, nous avons mis en évidence le fait que la structure de population modifie le risque d'infection: par exemple, l'âge à la varicelle est plus précoce dans les zones plus densément peuplées. Dans un deuxième temps, nous avons mis en place un modèle de simulation individu-centré pour la varicelle en Corse. Il incorpore différents niveaux de contact dans la population enfantine : foyers, école, municipalité. Nous avons exposé une méthodologie permettant de simuler une population réaliste sur un grand nombre d'années. En comparant les modèles aux données, nous avons montré que les caractéristiques des cas simulés étaient en accord avec les données observées. En conclusion, ce travail a permis de mettre en place une description de l'épidémiologie de la varicelle à un niveau de détail permettant l'examen des performances locales de modèles de simulation individu-centrés. La concordance entre caractéristiques observées et simulées à un niveau détaillé est une étape vers la validation effective de ce type de modèle
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Andraud, Mathieu. "Modélisation de la dynamique d’infection par le circovirus porcin de type 2 (PCV-2) dans un élevage de type naisseur-engraisseur." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S143.
Full textAbstract:
Un modèle stochastique individu-centré représentant la dynamique de population au sein d’un élevage de production porcine a été développé, puis couplé avec un modèle épidémiologique spécifique au circovirus porcin de type 2 (PCV-2), agent étiologique de la maladie de l’amaigrissement du porcelet (MAP). Un effort particulier a été porté sur l’estimation des paramètres du modèle épidémiologique pour laquelle deux essais expérimentaux de transmission du virus ont été mis en place. Le modèle résultant a permis de tester l’impact de différentes stratégies de conduite et mesures de prophylaxie sur la dynamique d’infection, identifiée comme facteur de risque majeur du développement de la maladieA stochastic individual-based model has been developed to represent the population dynamics within a pig production herd and coupled with a PCV-2 specific epidemiological model. Two experimental transmission studies were carried out to estimate accurately the main parameters of the epidemiological model. The resulting model has been used to evaluate the influence of husbandry and control measures on PCV-2 within herd infection dynamics, previously identified as a major risk factor for post-weaning multisystemic wasting syndrome
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Sarrot-Reynauld, Françoise. "Influence de la comorbidité sur le pronostic des accidents vasculaires cérébraux : de l'intuition à la modélisation." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE19011.
Full text
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Leclerc, Melen. "Approche par modélisation et expérimentation du développement spatio-temporel des maladies telluriques : le cas du pathosystème betterave à sucre – Rhizoctonia solani." Rennes, Agrocampus Ouest, 2013. http://www.theses.fr/2013NSARC109.
Full textAbstract:
Il est encore difficile de prédire et de contrôler le développement des maladies telluriques qui sont à l’origine de nombreux dégâts dans les systèmes de culture. Ce travail interdisciplinaire en épidémiologie a pour objectif de comprendre et de modéliser le développement spatio-temporel des épidémies telluriques afin d’identifier des leviers de gestion pour ces maladies. En se basant sur le pathosystème betterave sucrière – Rhizoctonia solani, la thèse se focalise sur trois problèmes. Dans un premier temps, en alliant mesures expérimentales de la dispersion du pathogène et simulations d’un modèle stochastique spatialement explicite, nous montrons que la croissance de l’hôte peut induire un changement dans le comportement du système qui, dans certains cas, devient invasif alors qu’il était initialement non-invasif. Dans un second temps, sur la base de mesures expérimentales nous proposons un modèle âge-dépendant de la distribution de la période d’incubation qui est utilisé pour relier les infections cachées et les observations de maladie. Le comportement cryptique des épidémies est ensuite étudié par simulation d’un modèle spatial hiérarchique qui intègre la période d’incubation. Dans un troisième temps, un modèle spatialement implicite est utilisé pour estimer les taux d’infection à partir de données temporelles de maladie et pour analyser les effets de la biofumigation sur les épidémies. Ces paramètres sont ensuite utilisés pour prédire le développement stochastique des épidémies à partir d’un modèle spatial individu-centré. Les résultats confirment que la biofumigation ne permet qu’un contrôle partiel des épidémies mais suggèrent que ce contrôle biologique diminue l’incertitude autour du développement cryptique de la maladie. Pour finir, les résultats de ces travaux sont discutés et les perspectives qu’ils suscitent sont présentéesNowadays it is still difficult to predict and control the spread of soilborne diseases that cause substantial damage in crop systems. The aim of this epidemiological interdisciplinary work is to propose models for the spatio-temporal spread of soilborne pathogens in order to point out key parameters for the control of soilborne diseases. This thesis considers the spread of Rhizoctonia solani on sugar beet as an example pathosystem and focuses on three main problems. First, we use experimental measures of the dispersal of the pathogen to parameterise a stochastic spatially explicit model and we show that host growth can trigger the development of epidemics by causing a switch from non-invasive to invasive behaviour. Second, using experimental data we build an age-varying model for the distribution of the incubation period that links hidden infections and above-ground observations of the disease. Then, we investigate the cryptic behaviour of epidemics by using a hierarchical model that considers a realistic incubation period. Third, we use a spatially-implicit model to estimate rates of infection from temporal disease data, and, to analyse the effects of biofumigation on epidemics. These parameters are integrated into an individual-based model to predict the stochastic development of epidemics. Our results confirm that biofumigation only permits a partial control and suggest that this biological control reduces uncertainty of the cryptic development of the disease. To finish with, we discuss the results of the thesis and we present the perspectives of this work
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Van, de Velde Nicolas. "Modélisation de l'efficacité populationnelle du vaccin contre le virus du papillome humain au Canada." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29766/29766.pdf.
Full textAbstract:
Objectif: Les deux objectifs principaux de cette thèse étaient de développer 1) des modèles mathématiques pour prédire l’efficacité populationnelle de la vaccination contre les VPH et 2) des méthodes pour quantifier l’incertitude autour des prédictions de ces modèles. Méthode: Nous avons développé trois modèles mathématiques: 1) un modèle statique compartimental de l’histoire naturelle du cancer du col de l’utérus (Modèle1), 2) un modèle dynamique individus-centré de l’infection aux VPH (Modèle2), et 3) un modèle dynamique individus-centré de l’histoire naturelle des maladies associées aux VPH (Modèle3). Résultats: Les trois modèles ont prédit que la vaccination des filles pourrait diminuer substantiellement le fardeau des maladies associées aux VPH, au Canada. La durée de protection vaccinale a été identifiée comme étant le paramètre influençant le plus les résultats d’efficacité populationnelle. Le modèle 3 a prédit que le vaccin bivalent pourrait prévenir légèrement plus de cas de cancer du col sur le long terme, alors que le vaccin quadrivalent a le potentiel de réduire drastiquement les condylomes sur le court terme. Finalement, le modèle 3 a suggéré que le vaccin nonavalent actuellement en développement pourrait rapporter des bénéfices additionnels importants si son efficacité et sa durée de protection sont supérieures à 85% et 30 ans, respectivement. D’un point de vue méthodologique, nous avons développé une procédure de calibration multivariée capable de quantifier l’incertitude paramétrique dans les modèles. Elle nous a permis de montrer l’importance de cette incertitude et la nécessité de la représenter dans les résultats. Pour finir, nous avons quantifié l’incertitude structurelle liée aux hypothèses de modélisation suivantes: immunité de groupe, immunité naturelle, durée des partenariats, groupement des génotypes VPH et fonctions de temps utilisées pour représenter le déclin de la protection vaccinale. Conclusion: Nous avons développé des modèles de complexité croissante, en parallèle avec les méthodes de calibration adéquates, afin de pouvoir suivre et répondre aux questions de santé publique du moment. Notre dernier modèle est présentement utilisé pour examiner l’impact de la vaccination sur les inégalités de santé et sera utilisé dans le futur pour évaluer le rapport de coût-efficacité des nouveaux vaccins et optimiser les programmes de dépistage.Objective: The two main objectives of this thesis were to develop 1) mathematical models to predict the population-level impact of HPV vaccination in Canada, and 2) methods to quantify uncertainty around model predictions. Methods: We developed three mathematical models: 1) a static compartmental model of cervical cancer natural history (Model 1), 2) an individual-based dynamic model of HPV infection (Model 2), and 3) the first individual-based transmission-dynamic model of partnership formation and dissolution, and natural history of multi-type HPV infection and disease (anogenital warts, and cervical, anogenital and oropharyngeal cancers) (Model 3). For each model, an extensive fitting procedure was conducted, which identified multiple posterior parameter combinations (out of hundreds of thousands of prior parameter sets) that fit simultaneously highly stratified behavioral and epidemiologic data, taken from the literature, population-based datasets, and original studies. Parameter uncertainty was illustrated by presenting the median [10th;90th percentiles] of predictions, using the posterior parameter combinations. Sensitivity analysis was conducted varying vaccine efficacy, duration of protection, coverage and vaccination strategies. Results: We provided the following evidence for HPV vaccination recommendations. Models 1-3 predicted that girls-only HPV vaccination can substantially reduce HPV-related burden of disease. Predictions were most sensitive to duration of vaccine protection. Model 3 predicted that the bivalent vaccine will be slightly more effective at preventing cervical cancer in the longer term. However, the quadrivalent vaccine will substantially reduce anogenital warts. Finally, the candidate nonavalent vaccine has the potential to produce substantial incremental benefits if its efficacy and duration of protection are at least 85% and 30 years, respectively. From a methodological point of view, we illustrated that parameter uncertainty surrounding HPV natural history parameters is important and must be presented when providing predictions to decision makers. Finally, we identified key structural assumptions that influence predictions: herd immunity, natural immunity, partnership duration, individual genotypes and vaccine waning function. Conclusion: We developed increasingly sophisticated HPV models and calibration techniques to keep track with the increasingly complex policy questions being asked. Our final model is being used to examine the impact of HPV vaccination on health inequalities, evaluate the cost-effectiveness of HPV vaccination, and optimize screening.
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Soubeyrand, Samuel. "Spécifier un processus caché non modélisé en déterminant le lien asymptotique entre résidus et processus caché : application à l'analyse de la variabilité dans les expériences de propagation des rouilles du blé." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20075.
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Allard, Antoine. "Modélisation mathématique en épidémiologie par réseaux de contacts : introduction de l'hétérogénéité dans la transmissibilité." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25738/25738.pdf.
Full text
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Allorent, Delphine. "Analyse et modélisation épidémiologique de la tache angulaire du haricot ("Phaseolus vulgaris") due à "Phaeoisariopsis griseola"." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20041.
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Tournoud, Maud. "Adaptation du modèle de temps de promotion à l'étude du délai de détection du VIH chez l'enfant et de la survenue d'autres maladies infectieuses." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10166.
Full textAbstract:
Nous avons développé un modèle de survie, adapté aux données censurées par intervalle, permettant d’étudier le délai de survenue d’une maladie infectieuse. Ce modèle permet de modéliser explicitement le délai entre le moment de la transmission et la détection de l’infection, notamment lorsque les expositions à l’agent infectieux sont multiples. Initialement développé en cancérologie, ce modèle permet de prendre en compte une proportion d’individus ne présentant pas l’évènement étudié, cad. Les individus non contaminés. Dans un premier exemple sur la transmission mère enfant du VIH en Afrique du Sud, nous avons étudié l’influence du type d’allaitement (artificiel, exclusif, mixte) sur la probabilité de transmission du VIH à la naissance et au cours de l’allaitement. Il a été montré que le type d’allaitement n’avait pas d’influence significative sur la probabilité de transmission à la naissance et que l’allaitement exclusif était associé à un risque de transmission largement négligeable devant l’allaitement mixte. Dans un deuxième exemple sur les infections urinaires nosocomiales sur sonde en unité de soins intensifs, nous avons étudié la part des infections attribuables à la pose de la sonde et à sa présence, la pose de la sonde urinaire étant associé à un risque de transmission dix fois moins important que celui associé à la présence de la sondeTo study the delay between transmission and detection of an infectious disease, particularly in situation of multiple exposures, we have developed a survival model, adapted to interval censored data. Initially developed in cancerology, this model enables to take into account a proportion of patients who will not undergo the studied event, ie. Patients who were not contaminated. In a first example that deals with mother-to-child transmission of HIV-1 in South Africa, we have studied the influence of infant feeding practices (formula, exclusive breastfeeding or mixed feeding) on the probability of HIV-1 transmission at birth and during breastfeeding. It was shown that the probability of transmission at birth was not significantly modified by early breastfeeding practice. While breastfeeding continued to be exclusive there was a negligible risk of transmission in comparison with that observed with mixed feeding. In a second example on nosocomial urinary tract infections in intensive care units, it was shown that the proportion of infections attributable to the catheter placement was ten fold smaller than the proportion of infections attributable to its long-term use
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Vergeur-Laborie, Valérie. "Simulation numérique de l'écoulement artériel cérébral : contribution à l'étude des conséquences hémodynamiques des sténoses situées en amont et en aval du polygone de Willis." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30168.
Full textAbstract:
La circulation sanguine cerebrale - en presence de stenoses et occlusions dans les voies d'apport - est etudiee par un modele mathematique base sur une formulation non lineaire de l'ecoulement pulse d'un fluide dans un reseau de tubes deformables. Cette etude parametrique menee de maniere systematique et quantitative en terme de repartition des debits et des pressions porte essentiellement sur l'evaluation du role du polygone de willis et du reseau anastomotique piemerien face a deux sortes de dissymetries occasionnees par des stenoses dans les arteres afferentes (carotides internes) et efferentes (cerebrales moyennes). Le modele montre que les consequences hemodynamiques locales et globales des stenoses carotidiennes, tant unilaterales que bilaterales, dependant plus fortement de la structure du polygone de willis au travers du calibre de l'artere communicante anterieure que de la severite geometrique des stenoses elles-memes. D'une maniere plus generale, le debit dans l'artere stenosee est d'autant plus faible et le debit collateral d'autant plus fort que la stenose est plus serree et que le calibre de l'artere communicante anterieure est plus eleve. Ce calibre est aussi determinant dans la chute de pression, qui peut descendre au-dessous de la limite inferieure d'autoregulation dans le territoire dependant de l'artere stenosee. Par contre, dans le cas des stenoses sylviennes, le cercle de willis n'assure aucune suppleance, celle-ci est partiellement prise en charge par le reseau anastomotique piemerien
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Farah, Ahcène. "Contribution à la modélisation mathématique de la biomécanique de la pompe cardiaque : application à l'analyse des déformations pathologiques du ventricule gauche." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10405.
Full textAbstract:
A partir d'images du ventricule gauche (VG), deux modèles mathématiques ont été développés pour l'étude des troubles de la contractilité ; l'un géométrique modélise le comportement du VG en cas d'akinésie et de dyskinésie, l'autre à éléments finis traite de la dyskinésie. Une autre méthode d'analyse, à l'aide de ces modèles, est proposée pour: 1) l'étude de la fraction d'éjection (FE) du VG en fonction de la surface atteinte et de son élasticité effective ; ceci donne une FE <0. 30 pour un rapport d’atteinte totale supérieur à 21%. 2) l'étude des variations des paramètres de l'extension paradoxale en phase d'éjection par rapport à la phase de contraction isovolumique ; les résultats obtenus montrent que la poche créée par l'extension est entrainée lors de l'éjection, et que dans cette dernière phase la variation de ses dimensions est quasiment négligeable. 3) la détermination du module de Young pour une région du myocarde à contractilité anormale ; ce module peut être employé comme paramètre de diagnostic. La comparaison des résultats des deux modélisations (géométrique et numérique), montre que le modèle géométrique donne des résultats légèrement supérieurs à ceux du modèle à éléments finis (différence voisine de 4%). Ces modèles laissent apercevoir des perspectives d'optimisation en vue d'une utilisation directe en routine clinique
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Fouchet, David. "Rôle des anticorps maternels dans le changement d' impact d'une maladie infectieuse : impact du choix du modèle sur la compréhension des relations hôte parasites." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10151.
Full textAbstract:
En opposition avec la vision classique selon laquelle les anticorps maternels sont immunosuppesseurs, Zinkernagel (2001) a proposé qu’ils ne bloquent pas les infections mais servent uniquement à les atténuer, activant ainsi le système immunitaire de l’hôte à moindre coût. Je me suis appuyé sur le système lapin-myxomatose pour, à l’aide de modèles mathématiques, formaliser l’atténuation des maladies par les anticorps maternels, en comprendre les causes évolutives et les conséquences épidémiologiques. En effet, dans un tel système, les jeunes se trouvent face à deux situations. D’un côté, ils peuvent s’infecter tôt, développer une maladie atténuée et ainsi s’immuniser contre une éventuelle réinfection. De l’autre, ils peuvent grandir sans jamais être infectés, mais ils deviennent alors sensibles à la forme la plus sévère de la maladie. Un fort niveau de circulation du pathogène peut donc en réduire l’impact en permettant aux jeunes de s’immuniser à faible coût
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Duret, Marie-Pierre. "Les modèles en phytopathologie : étude du champignon Sclerotinia sclerotiorum sur colza (Brassica napus)." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10120.
Full textAbstract:
Le travail se situe au carrefour de plusieurs disciplines qui sont la biologie des populations, l'epidemiologie d'une maladie sur plantes, la modelisation, l'agronomie et la biometrie. La synthese bibliographique s'attache a une litterature specifique du domaine d'etude envisage, la phytopathologie. Sont presentes les modeles les plus couramment employes pour decrire et predire le developpement des maladies sur plantes, pour estimer les pertes de rendement qu'elles entrainent. Les problemes rencontres lors de l'acquisition des donnees indispensables a leur elaboration et leur mise en place sur le terrain sont discutes. L'importance de la notion de seuil de nuisibilite (biologique et economique) pour la construction d'un modele de prevision de pertes de rendement est egalement mise en evidence. Le systeme biologique etudie concerne un champignon ascomycete, sclerotinia sclerotiorum, qui se developpe sur le colza (brassica napus l. Var. Oliefera) et affecte son rendement. Les donnees sont fournies par le cetiom. Le protocole experimental permettant une etude epidemiologique de ce champignon est detaille, valide et des ameliorations possibles sont proposees. Des donnees issues d'enquetes agronomiques ou d'itineraires techniques sont egalement etudiees. Une partie methodologique montre l'apport des analyses multivariees (acp, acm, acp inter et intra-classes) au traitement de donnees d'epidemiologie vegetale en insistant sur leur interet pour la selection des variables reellement explicatives de la maladie et pour l'etude de l'influence de differents taux d'attaque, sur les variables morphologiques et le rendement. Une methodologie particuliere, derivee de la regression orthogonale, et l'utilisation de la methode d'analyse multitableaux statis sont proposees. Les criteres statistiques d'aide a la selection de la meilleure equation de regression sont egalement presentes. L'impact de faibles taux d'attaque de sclerotinia sclerotiorum sur le rendement du colza et l'existence d'une relation entre les caracteristiques morphologiques des plantes et le developpement d'une attaque sont etudies. Les resultats obtenus permettent d'emettre une hypothese sur le fonctionnement de la maladie dans le cas d'une faible attaque de sclerotinia sclerotiorum
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El, Bouti Tamara. "Optimisation robuste et application à la reconstruction du réseau artériel humain." Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2015. http://www.theses.fr/2015VERS018V/document.
Full textAbstract:
Les maladies cardiovasculaires représentent actuellement une des premières causes de mortalité dans les pays développés liées à l’augmentation constante des facteurs de risques dans les populations. Différentes études cliniques ont montré que la rigidité artérielle était un facteur prédictif important pour ces maladies.Malheureusement, il s’avère difficile d’accéder expérimentalement à la valeur de ce paramètre. On propose une approche qui permet de déterminer numériquement la rigidité artérielle d’un réseau d’artères à partir d’un modèle monodimensionnel personnalisé de la variation temporelle de la section et du débit sanguin des artères. L’approche proposée résout le problème inverse associé au modèle réduit pour déterminer la rigidité de chaque artère, à l’aide de mesures non invasives de type IRM, echotracking ettonométrie d’aplanation.Pour déterminer la robustesse du modèle construit vis à vis de ses paramètres, une quantification d’incertitude a été effectuée pour mesurer la contribution de ceux-ci, soit seuls soit par interaction, à la variation de la sortie du modèle, ici la pression pulsée. Cette étude a montré que la pression pulsée numérique est un indicateur numérique robuste pouvant aider au diagnostic de l’hypertension artérielle.Nous pouvons ainsi offrir au praticien un outil numérique robuste et peu coûteux permettant un diagnostic précoce et fiable des risques cardiovasculaires pour tout patient simplement à partir d’un examen non invasifCardiovascular diseases are currently the leading cause of mortality in developed countries, due to the constant increase in risk factors in the population. Several prospective and retrospective studies have shown that arterial stiffness is an important predictor factor of these diseases. Unfortunately, these parameters are difficult to measure experimentally. We propose a numerical approach to determine the arterial stiffness of an arterial network using a patient specificone-dimensional model of the temporal variation of the section and blood flow of the arteries. The proposed approach estimates the optimal parameters of the reduced model, including the arterial stiffness, using non-invasive measurements such MRI, echotracking and tonometry aplanation. Different optimization results applied on experimental cases will be presented. In order to determine the robustness of the model towards its parameters, an uncertainty analysis hasbeen also carried out to measure the contribution of the model input parameters, alone or by interaction with other inputs, to the variation of model output, here the arterial pulse pressure. This study has shown that the numerical pulse pressure is a reliable indicator that can help to diagnose arterial hypertension.We can then provide the practitioner a robust patient-specific tool allowing an early and reliable diagnosis of cardiovascular diseases based on a non-invasive exam
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Haffaf, Hadjer Wafaa. "Analyse de l'agrégation des protéines dans les maladies neurodégénératives amyloïdes : application aux maladies à prion." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066263/document.
Full textAbstract:
Les maladies neurodégénératives amyloïdes sont caractérisées par la dégénération et l'agrégation de protéines spécifiques. Ces processus d'agrégations restent mal compris par les spécialistes, et pour la plupart, hypothétiques seulement. Dans cette thèse, faîte en collaboration avec des biophysiciens, nous analysons ces méchanismes d'agrégations en nous basant sur des données expérimentales. Pour cela, la modélisation est une étape incontournable. Nous présentons deux modèles que nous confrontons aux expériences. Le premier modèle, connu de la littérature, est celui de Becker-Döring. Un système infini d'équations différentielles ordinaires. Ce premier modèle nous permet de reproduire se manière satisfaisante les premières étapes des expériences. Le second modèle que nous introduisons, se base sur une hypothèse réactionnelle additionnelle, formulée à partir des simulations du premier modèle, et qui consiste en la formation de fibres différentes. Ce deuxième modèle nous permet de mieux reproduire les expériencesThe amyloid neurodegenerative diseases are characterized by the degeneration and the aggregation of specific proteins. These aggregation processes remain misunderstood by specialists and, mostly, only hypothetical. In this thesis, and in collaboration with biophysicists, we analyze the mechanisms of aggregation, relying on experimental data. Modeling is then a must. We present two models which we compare with the experiments. The first model, well-known from the literature is the Becker-Döring system. An infinite system of ordinary differential equations. This first model allows us to reproduce satisfactorily the early stages of the experiments. The second model we introduce is based on an additional hypothesis which is about the formation of different fibers. This second model allows us to reproduce the experiments
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Ciss, Mamadou. "Modélisation spatio-temporelle de la multiplication-dispersion du puceron des épis du blé à l'échelle de la France." Rennes, Agrocampus Ouest, 2013. http://www.theses.fr/2013NSARG012.
Full textAbstract:
Les pucerons des céréales et en particulier le puceron des épis, Sitobion avenae, sont des ravageurs occasionnels graves du blé au printemps en Europe de l’ouest : en cas de fortes pullulations ils peuvent entraîner des baisses de rendement pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines de quintaux à l’hectare. Leur pullulation sosnt a priori, difficilement prévisibles. De ce fait, les traitements insecticides en végétation sont fréquents, alors qu’a posteriori, ils ne sont pas souvent justifiés ; d’où l’utilité de construire un ouil d’aide à la décision afin d’optimiser l’utilisation des traitements insecticide. Ainsi dans un premier temps, un modèle mathématique déterministe de type réaction-convection-diffusion représentant la dynamique printanière du puceron des épis des céréales, S. Avenae, sur blé d’hiver a été formulé. Dans un second temps, les paramètres de ce modèle (taux d’accroissement, conditions initiales, coefficient d’envol, coefficient d’atterrissage, coefficient de diffusion) ont été soit estimés avec des données récoltées aux champs entre 1975 et 2011, soit repris de la bibliographie. Enfin, des simulations numériques ont été effectuées à l’échelle de la France à l’aide d’une version du modèle sans convection et ont permis de décrire une vague dispersive printanière sous l’effet des conditions agro-climatiques annuelles et de leurs variations locales à l’échelle de 25 km2 (température de l’hiver et du printemps, surface en blé d’hiver et, phénologie des cultivars de blé)The grain aphid Sitobion avenae is a major agricultural pest in Western Europe. It causes occasionnaly strong demages during spring, decreasing yield up to several tons by hectare in case of large build up. The overgrowths are difficult to forecast and many insecticide sprays are unjustified. Therefore it is important to design a spatially explicit Decision Support System (DSS) in order to optimize insecticide treatments use. In a first step, we deterministically developed a mathematical model based on convection-diffusion-reaction equations, representing aphid population dynamics from the beginning of the spring to mid-summer. Secondly the parameters of the model (growth rate, landing rate, take-off rate, diffusion coefficient and initial conditions) were estimated from field data between- 1975 to 2011, or taken from the literature. Finally, numerical simulations at France scale described a both spatial and temporal irregular wave by considering agro-climatic factors in the landscape (winter and spring temperatures, winter wheat surfaces and wheat phenology) and their variations at a 25 km2 scale
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Courcoul-Lochet, Aurélie. "Modélisation de la propagation de Coxiella burnetii en troupeau bovin laitier." Rennes 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591053.
Full textAbstract:
Q fever is a worldwide zoonosis caused by Coxiella burnetii which induces reproductive disorders in livestock. Ruminants are also recognized as the most important source of human infection. Therefore, the control of this infection in cattle is crucial to limit both the infection in livestock and the zoonotic risk. The objective of this thesis was to better understand the natural course of the infection within dairy cattle herds in order to propose effective control measures. A stochastic individual-based model in discrete time was conceptualised to represent the C. Burnetii spread within a dairy herd. Its main epidemiological parameters were assessed from field data using a Bayesian approach. As a great heterogeneity between shedder cows, known to impact infection dynamics, has been described, the shedding routes and levels were explicitly represented in a variant of the first model. The most influential parameters of the infection dynamics, identified through a sensitivity analysis, were the levels of shedding, the characteristics of the bacterium in the environment and some physiological features of cows. Lastly, the long-term effectiveness of three different vaccination strategies in reducing the shedders prevalence, the number of abortions, the environmental bacterial load, and in leading to infection extinction was tested by simulation. A 10-year vaccination programme for both cows and heifers was found to be the most effective one. Besides providing a better understanding of C. Burnetii infection dynamics, this work can help prioritizing needs of research and designing effective control programmes for Q fever in cattleLa fièvre Q est une zoonose mondialement répandue due à Coxiella burnetii. Elle peut engendrer des troubles de la reproduction chez les ruminants. De plus, ces derniers constituent la principale source d’infection pour l’Homme. Il est donc nécessaire de lutter contre la propagation de C. Burnetii en troupeaux bovins pour améliorer les performances de ces élevages et limiter le risque zoonotique. L’objectif de cette thèse a été de mieux comprendre la propagation de l’infection au sein d’un troupeau bovin laitier, afin de mieux la contrôler. Un modèle épidémiologique stochastique, individu-centré et en temps discret représentant la propagation intra-troupeau de C. Burnetii a été développé. Ses paramètres ont été estimés à partir de données de terrain en utilisant une approche Bayésienne. Une forte hétérogénéité entre vaches excrétrices ayant été rapportée, les voies et niveaux d’excrétion ont été explicitement représentés dans une variante du premier modèle. Les paramètres influençant le plus la dynamique d’infection, identifiés par une analyse de sensibilité, étaient les niveaux d’excrétion, les caractéristiques de la bactérie dans l’environnement et certains traits physiologiques des animaux. Enfin, trois stratégies de vaccination ont été représentées dans le modèle et leurs efficacités à long terme ont été comparées par simulation. La vaccination des vaches et génisses pendant 10 ans s’est avérée la stratégie la plus efficace. En conclusion, outre une meilleure compréhension de la dynamique d’infection, ce travail fournit une aide à la priorisation des besoins de recherche et à la définition des mesures efficaces pour contrôler la fièvre Q en troupeaux bovins laitiers
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Eymard, Nathalie. "Modélisation hybride de l’hématopoïèse et de maladies sanguines." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10340/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée au développement de modèles mathématiques de l'hématopoïèse et de maladies du sang. Elle traite du développement de modèles hybrides discrets continus et de leurs applications à la production de cellules sanguines (l'hématopoïèse) et de maladies sanguines telles que le lymphome et le myélome. La première partie de ce travail est consacrée à la formation de cellules sanguines à partir des cellules souches de la moelle osseuse. Nous allons principalement étudier la production des globules rouges, les érythrocytes. Chez les mammifères, l'érythropoïèse se produit dans des structures particulières, les îlots érythroblastiques. Leur fonctionnement est régi par de complexes régulations intra et extracellulaire mettant en jeux différents types de cellules, d'hormones et de facteurs de croissance. Les résultats ainsi obtenus sont comparés avec des données expérimentales biologiques ou médicales chez l'humain et la souris. Le propos de la deuxième partie de cette thèse est de modéliser deux maladies du sang, le lymphome lymphoblastique à cellules T (T-LBL) et le myélome multiple (MM), ainsi que leur traitement. Le T-LBL se développe dans le thymus et affecte la production des cellules du système immunitaire. Dans le MM, les cellules malignes envahissent la moelle osseuse et détruisent les îlots érythroblastiques empêchant l'érythropoïèse. Nous développons des modèles multi-échelles de ces maladies prenant en compte la régulation intracellulaire, le niveau cellulaire et la régulation extracellulaire. La réponse au traitement dépend des caractéristiques propres à chaque patient. Plusieurs scénarios de traitements efficaces, de rechutes et une résistance au traitement sont considérés. La dernière partie porte sur un modèle d'équation de réaction diffusion qui peut être utilisé pour décrire l'évolution darwinienne des cellules cancéreuses. L'existence de “pulse solutions”, pouvant décrire localement les populations de cellules et leurs évolutions, est prouvéeThe thesis is devoted to mathematical modeling of hematopoiesis and blood diseases. It is based on the development of hybrid discrete continuous models and to their applications to investigate production of blood cell (hematopoiesis) and blood diseases such as lymphoma and myeloma. The first part of the thesis concerns production of blood cells in the bone marrow. We will mainly study production of red blood cells, erythropoiesis. In mammals erythropoiesis occurs in special structures, erythroblastic islands. Their functioning is determined by complex intracellular and extracellular regulations which include various cell types, hormones and growth factors. The results of modeling are compared with biological and medical data for humans and mice. The purpose of the second part of the thesis is to model some blood diseases, T cell Lymphoblastic lymphoma (T-LBL) and multiple myeloma (MM) and their treatment. TLBL develops in the thymus and it affects the immune system. In MM malignant cells invade the bone marrow and destroy erythroblastic islands preventing normal functioning of erythropoiesis. We developed multi-scale models of these diseases in order to take into account intracellular molecular regulation, cellular level and extracellular regulation. The response to treatment depends on the individual characteristics of the patients. Various scenarios are considered including successful treatment, relapse and development of the resistance to treatment. The last part of the thesis is devoted to a reaction-diffusion model which can be used to describe Darwinian evolution of cancer cells. Existence of pulse solutions, which can describe localized cell populations and their evolution, is proved
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Guigal, Pierre-Michel. "Modélisation de la propagation infectieuse dans un réseau organise d'individus : apport de la prétopologie et de la géometrie fractale." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0064.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une modélisation du pronostic et du diagnostic d'une maladie dont la propagation est très liée à l'organisation de la population. Compte tenu des hypothèses, on met en évidence le fait que les caractéristiques de susceptibilité (déterminées à partir de relations locales) engendrent un type d'organisation globale de la population et constitue un facteur essentiel pour le pronostic. La tremblante du mouton nous sert de support concret dans notre démarche. La prétopologie nous a permis de formaliser un premier modèle ensembliste de l'organisation de la population et suggère qu'une loi d'échelle structure le réseau des relations locales. Cette propriété conduit à rechercher un comportement autosimilaire dans la constitution des clusters. Les méthodes syntaxiques de la reconnaissance de forme nous ont permis de dégager un modèle grammatical de la constitution d'un cluster au sein d'un réseau de relations locales. Celui-ci met en évidence la propriété d'autosimilarité qui nous autorise à formuler notre objectif d'analyse de la structure globale dans le cadre de la géométrie fractale. L'adaptation de la loi de distribution de Zifp-Mandelbrot à l'organisation hiérarchique de cette relation locale nous a permis d'en construire une méthode d'analyse paramétrique. L'intégration des données paramétriques issues de cette analyse dans un système d'équations différentielles nous a conduit à proposer un modèle compartimental d'un type nouveau pour une représentation analytique des phénomènes complexes de la diffusion dans un réseau. Afin de valider notre approche synthétique des phénomènes de diffusion dans un réseau organisé, nous avons construit un algorithme d'automate cellulaire pour la simulation des événements locaux de relation et de diffusion. Les résultats obtenus par la méthode analytique sont en accord avec ceux que donne le modèle distribué, et montrent que ce type d'approche est opérantThis report deals with forecast and diagnosis modelling of a disease wich spread is intimately linked to the population organisation. According to some hypothesis, we bring to the fore that the characteristics of susceptibility (defined as local relations) give raise to a kind of global organisation in the population. This characteristic forms a main factor in forecasting. Scrapie in sheep give us a concrete support for this approach. The pretopological theory allows us to design a simplified model of the population organisation and suggests that a scale law may structure a network of local relations. This property leads to look for a self similar process in the clusters consitution. We implement pattern recognition methods based on syntax to design a model of cluster constitution on a network of local relations. This on reveals the self similarity property wich allows us to formulate the aim of analysis in the frame of fractal geometry. An adaptation of the Zifp-Mandelbrot law to hierarchic organisation of the local relations enable us to propose a parametric method of anlaysis. We use these results in a new kind of compartmental model that give an analytic representation of the complex phenomena of spreak in a network. In order to validate this synthetic approach of complex spreak in a network, we propose a cellular automaton for simulation of local events as relation and spread. We obtain similar results by the two ways. This result suggests that the synthetic approach is operative
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Kretowski, Marek. "Modélisation et classification en imagerie médical." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10089.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette these sont organisés en deux parties. La premiere partie propose un approche de l'analyse d'image basée sur la modélisation : un modele physiologique du foie, et un modele physique de la tomographie a rayons X sont couplés. Le modele hépatique, dont la vascularisation est l'élément essentiel integre la croissance de l'organe ainsi que le développement d'une pathologie. La propagation d'un produit de contraste est modélisée dans la vascularisation, au niveau des vaisseaux et du parenchyme. Ceci permet la simulation d'images réalistes et le suivi du rehaussement d'une tumeur en phase artérielle ou portale. La deuxieme partie est consacrée a la classification d'images médicales a partir des caractéristiques de texture : leurs variations avec les parametres d'acquisition (résolution, épaisseur, temps) sont analysées, a partir d'images simulées. Puis, une nouvelle méthode de classification (arbre de décision multidimensionnel utilisant le critere dipolaire) est développée. Ce classifieur est appliqué a des images scanner de foies métastatiques, caractérisées par les méthodes d'analyse texture statistiques et donne une bonne discrimination entre foie sain et foie tumoral.
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Sallah, Kankoe. "Diffusion spatio-temporelle des épidémies : approche comparée des modélisations mathématiques et biostatistiques, cibles d'intervention et mobilité humaine." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0607.
Full textAbstract:
Dans la première partie de cette thèse, nous avons mis en place un métamodèle de transmission du paludisme basé sur la modélisation compartimentale susceptible-infecté-résistant (SIR) et prenant en compte les flux de mobilité humaine entre différents villages du Centre Sénégal. Les stratégies d’intervention géographiquement ciblées, s’étaient avérées efficaces pour réduire l’incidence du paludisme aussi bien dans les zones d’intervention qu’à l’extérieur de ces zones. Cependant, des actions combinées ciblant à la fois le vecteur et l’hôte, coordonnées à large échelle sont nécessaires dans les régions et pays visant l’élimination du paludisme à court/moyen terme.Dans la deuxième partie nous avons évalué différentes méthodes d’estimation de la mobilité humaine en l’absence de données individuelles. Ces méthodes incluaient la traçabilité spatio-temporelle des téléphones mobiles ainsi que les modèles mathématiques de gravité et de radiation. Le transport de l’agent pathogène dans l’espace géographique, par la mobilité d’un sujet infecté est un déterminant majeur de la vitesse de propagation d’une épidémie. Nous avons introduit le modèle d’impédance qui minimise l’erreur quadratique moyen sur les estimations de mobilité, en particulier dans les contextes où les ensembles de population sont caractérisés par leurs tailles hétérogènes.Nous avons enfin élargi le cadre des hypothèses sous-jacentes à la calibration des modèles de gravité de la mobilité humaine. L’hypothèse d’une distribution avec excès de zéros a fourni un meilleur ajustement et une meilleure prédictibilité, comparée aux hypothèses classiques n’assumant pas un excès de zéros : Poisson, QuasipoissonIn the first part of this thesis, we have developed a malaria transmission metamodel based on the susceptible-infected-resistant compartmental modeling framework (SIR) and taking into consideration human mobility flows between different villages in the Center of Senegal. Geographically targeted intervention strategies had been shown to be effective in reducing the incidence of malaria both within and outside of intervention areas. However, combined interventions targeting both vector and host, coordinated on a large scale are needed in regions and countries aiming to achieve malaria elimination in the short/medium term.In the second part we have evaluated different methods of estimating human mobility in the absence of real data. These methods included spatio-temporal traceability of mobile phones, mathematical models of gravity and radiation. The transport of the pathogen through the geographical space via the mobility of an infected subject is a major determinant of the spread of an epidemic. We introduced the impedance model that minimized the mean square error on mobility estimates, especially in contexts where population sets are characterized by their heterogeneous sizes.Finally, we have expanded the framework of assumptions underlying the calibration of the gravity models of human mobility. The hypothesis of a zero inflated distribution provided a better fit and a better predictability, compared to the classical approach not assuming an excess of zeros: Poisson, Quasipoisson
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Benavides, Julio. "Dynamique des maladies dans les systèmes sociaux complexes : émergence des maladies infectieuses chez les primates." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20163/document.
Full textAbstract:
Comprendre l'émergence et la propagation des maladies infectieuses chez les animaux sauvages est devenue une priorité en santé publique et en conservation. En combinant la collecte de données et le développement de modèles épidémiologiques, cette thèse s'est focalisée sur la compréhension de deux phénomènes clés: (i) étudier comment l'hétérogénéité au niveau des individus, des groupes, de la population et de l'environnement influence la propagation de parasites et (ii) quantifier la transmission de bactéries résistantes aux antibiotiques depuis l'homme vers les animaux sauvages dans trois aires protégées d'Afrique (Tsaobis NP- Namibie, Lopé NP-Gabon et Dzanga-Ndoki NP- République Centrafricaine). Les principaux résultats de ce travail montrent que : (1) De multiples facteurs incluant la température, la pluie, l'utilisation du territoire, le genre, l'âge et la condition physique influencent la richesse spécifique de parasites gastro-intestinaux chez le babouin chacma, (2) Les contacts entre animaux autour des points d'attractions de l'habitat peuvent influencer de manière importante la propagation spatio-temporelle d'une maladie, (3) La transmission d'entérobactéries résistantes semble avoir lieu depuis les humains ou le bétail vers les animaux sauvages dans des zones où le contact entre ces populations est élevé, (4) Le gradient de densité de gorilles produit par la chasse peut générer une augmentation de prévalence d'un parasite avec la distance au point d'introduction. Les conclusions de ce travail ouvrent de nouvelles possibilités pour l'étude des maladies émergentes chez les animaux sauvagesUnderstanding the emergence and spread of infectious disease in wild animal populations has become an important priority for both public health and animal conservation. Combining the collection of empirical data with the development of epidemiological models, this thesis focuses on understanding two key issues of wildlife epidemiology: (i) how heterogeneity at the individual, group, population and landscape level affects parasite spread (ii) investigating whether transmission of antibiotic resistant bacteria from humans to wildlife is occurring within three protected areas of Africa (Tsaobis NP-Namibia, Lope NP-Gabon and Dzanga-Ndoki NP-Central African Republic). The main findings of this work indicated that: (1) multiple-scale factors including temperature, rainfall, home range use, sex, age and body condition influence gastro-intestinal parasite richness among wild baboons; (2) animal contacts around ‘habitat hotspots' can substantially influence the spatio-temporal dynamics of a disease; (3) antibiotic resistant enterobacteria seem to be spreading from humans/livestock to wildlife when the territory overlap between these two populations is expected to be high; (4) gradients in gorilla density created by bushmeat hunting can reverse the expected pattern of decreasing parasite prevalence with distance to human-spillover. The conclusions of this work open new possibilities for studying the mechanisms explaining the spread of emerging infectious diseases among wild animals
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Sivera, Raphaël. "Modélisation et mesure de l'évolution morphologique du cerveau à partir d'IRM structurelles pour l'étude des maladies neurodégénératives." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4082.
Full textAbstract:
En imagerie médicale computationnelle, l'analyse statistique des déformations permet de caractériser les effets des maladies neurodégénératives sur la morphologie cérébrale. Elle soulève cependant des problèmes méthodologiques spécifiques et l'interprétation des résultats reste complexe. L'objectif de cette thèse est de mettre en place un cadre méthodologique et applicatif permettant une meilleure interprétation clinique des résultats. Dans la première partie, nous proposons un modèle joint des effets du vieillissement et de la maladie d'Alzheimer sur le cerveau. Le modèle propose une description simple des deux processus et peut être utilisé pour générer des évolutions réalistes et personnalisées pour divers diagnostics. Dans la seconde partie, une analyse statistique morphométrique est réalisée dans le cadre de l'essai clinique MAPT. Un effet de l’intervention multidomaine sur la morphologie cérébrale est mis en évidence en multivariée alors qu’il n'est pas directement observable sur les variables cliniques ou les mesures volumétriques. Nous montrons que ces différences associées au traitement sont corrélées à de meilleures performances cognitives. La troisième partie détaille plus en profondeur la méthodologie statistique utilisée. Il s’agit d’un cadre général de test d'hypothèse à partir d'images multivariées qui généralise les outils non paramétriques existants et requiert peu d'hypothèses pour être appliqué. Enfin, la dernière partie explore les relations existantes entre la morphologie cérébrale et la cognition chez les personnes âgées. Les corrélations spatiales et les schémas d'évolution observés suggèrent l'existence de plusieurs dynamiques d'évolutionsIn medical imaging, the statistical analysis of deformations enables the characterization of the effects of neurodegenerative diseases on the brain morphology. Deformations are able to capture precise changes but their analysis raises specific methodological challenges and the results may be difficult to interpret. The objective of this thesis is to present deformation-based methods and to show applications that contribute towards a better clinical interpretation of morphological changes. In the first part, we introduce a joint model of the effects of normal aging and Alzheimer’s disease on the brain morphology. The model proposes a simple description of both processes and is used to generate realistic and personalized evolutions under several diagnosis conditions. In the second part, a morphometric study is conducted on the MAPT cohort. We bring out an effect of the multidomain intervention on the longitudinal deformation of the brain using multivariate statistics. This effect is not observable using clinical assessments or volumetric measures, but we show that the differences associated with the treatment are correlated with better cognitive performance. The third part extends the statistical methodology used in the second part. A complete hypothesis testing framework for multivariate images is presented. It generalizes existing non-parametric frameworks and requires few hypothesis on the data to be applied. Finally the last part builds on the methodology of the previous sections to explore the relation between morphology and cognition in elderly subjects. The spatial correlations and the patterns of evolution described in this section suggest the existence of several dynamics of evolutions that are associated with specific cognitive changes
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Dor, Frédéric. "Validation de modèles d'estimation de l'exposition humaine aux polluants des sols : étude Solex : contribution à l'analyse de l'exposition professionnelle aux sols pollués." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE18006.
Full text
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Viet, Anne-France. "Propagation du virus de la diarrhée virale bovine dans un troupeau laitier : modélisation stochastique individu-centrée pour une population structurée en groupes et d'effectif contrôlé." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN1A012.
Full textAbstract:
La propagation du virus de la Diarrhée Virale Bovine est modélisée et étudiée au sein d'un troupeau laitier en tenant compte de la structure en groupes, de la conduite du troupeau et du contrôle de l'effectif. Un modèle stochastique a été développé pour représenter la variabilité des dynamiques de propagation de l'infection. Le modèle est individu-centré et représente la dynamique du troupeau, les changements d'état de santé et la transmission du virus. Le comportement du modèle est simulé. Une validation qualitative du modèle a été réalisée en confrontant les données simulées à des données d'observations agrégées au niveau troupeau. La pertinence de la prise en compte du degré de séparation entre groupes sur les dynamiques de propagation du virus a été montrée. La méthodologie utilisée va pourvoir être utilisée par la suite pour étudier l'efficacité des stratégies de maîtrise. Les études de l'influence de différents facteurs et les extensions possibles du modèle sont discutées.
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Genton, Céline. "Capacités de récupération d’une population de gorilles de plaine de l’Ouest (Gorilla gorilla gorilla) suite à un effondrement démographique engendré par une épidémie à virus Ebola." Rennes 1, 2012. https://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/cd5f9a9b-be38-47b8-bc6d-97524144347a.
Full textAbstract:
Engendrant un taux de mortalité atteignant 95%, les épidémies à virus Ebola ayant affecté les populations de gorilles de plaine de l’Ouest conduisirent à la classification de ce taxon comme « En danger critique d’extinction ». Cette étude s’intéresse aux capacités de récupération de ses populations. Grâce à des données uniques d’observation en phase pré- et post-épidémique, nous avons évalué l’impact de l’épidémie sur la structure et la dynamique sociale d’une population et estimé son potentiel de récupération au cours des six ans qui ont suivi. Nos résultats de démographie et de dynamique, couplés à des approches statistique et de modélisation démographique détaillée au niveau des classes d’âge et de sexe, et intégrant l’immigration, nous ont permis montrer 1) un impact délétère sur le potentiel reproducteur; 2) les atouts de la flexibilité et de l’organisation sociale dans la récupération de la structure de la population; 3) le rôle de l’immigration pour la récupération à long-terme des effectifs. La mise en évidence de caractéristiques structurelles typiques d’une population affectée par Ebola nous a permis de montrer qu’une population voisine était indemne. Ceci montre l’impact hétérogène des épidémies au niveau régional, pouvant induire une fragmentation des populations. Ce nouvel élément permet de discuter les hypothèses d’émergence et de propagation du virus, et pose la question de l’impact de la fragmentation de la population sur sa dynamique globale et sur la récupération des populations locales affectées. Nos résultats suggèrent une faible résilience des populations de gorilles de plaine face à Ebola et la menace de ce virus pour la persistance des populationsThe impact of Ebola epidemics which induced up to 95% mortality in Western lowland gorilla populations (Gorilla gorilla gorilla) led to the classification of this taxon as "critically endangered". This study focuses on the recovery potential of gorilla populations after Ebola. On the basis of an unique set of data in pre- and post-epidemic periods, we evaluated the impact of the epidemic on the social structure and dynamics of a population. We then estimated its potential of recovery during the six years following the outbreak. Our results on demography and dynamics, coupled with statistical approaches and a modeling work at a demographic age and sex level, including immigration, showed1) a deleterious impact on the breeding potential, 2) the advantages of the social flexibility and the social organization of gorillas in the recovery of the demographic structure of their population, 3) the role of immigration in the long-term recovery of population size. Our determination of the demographic features characterizing a population affected by Ebola allowed us to specify that a studied neighboring population was unaffected. These findings highlighted that Ebola impact had been heterogeneous at a regional level, which probably induced some population fragmentation. This new insight lets discuss the hypotheses on the emergence and spread of the virus and questions the impact of the fragmentation on population dynamics and recovery of affected local populations. Our results suggest a low resilience of populations of lowland gorillas against Ebola virus and the threat to population persistence
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Beurton-Aimar, Marie. "Architecture d'un système d'aide au diagnostic médical : application en rhumatologie inflammatoire." Bordeaux 2, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR28712.
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Leplay, Antoine. "Le concept de la modélisation évolutive : application à l'étude des corrélations croisées entre séries journalières de pollution atmosphérique et de morbidité respiratoire." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1988. http://www.theses.fr/1988GRE19002.
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Pierre, Charles. "Modélisation et simulation de l'activité électrique du coeur dans le thorax, analyse numérique et méthodes de volumes finis." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2058.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation en bio-mathématiques et dans celui de l'analyse numérique et du calcul scientifique. Le modèle bidomaine décrit l'activité électrique du coeur. Cette activité est complexe : elle relève à l'échelle cellulaire de processus biochimiques et à l'échelle macroscopique de la structure anisotrope des tissus cardiaques, des caractéristiques du thorax. Une application fondamentale du modèle est la simulation d'électrocardiogrammes. Des méthodes de calcul type volumes finis sont développées pour la résolution du modèle. Dans un premier temps, la stabilité et la convergence de schémas volumes finis classiques est établie, en théorie et numériquement, pour une version simplifiée du modèle bidomaine. Pour faire face à des difficultés conceptuelles et pratiques du modèle complet (anisotropie des tissus, conditions limites, maillages non structurés distordus), une seconde classe de schémas 2D-3D, cell-vertex centered, est mise au point et testéeThe two purposes of that PhD thesis are firstly the modeling in the field of bio mathematics and secondly numerical analysis and scientific computing. The bidomain model describes the electrical activity of the heart. This activity is complex : at the cellular scale it is based on biochemical processes and at the macroscopic scale on the anisotropic structure of the cardiac tissues and the torso characteristics. A fundamental application for that model is the simulation of electrocardiograms. Finite volumes methods have been developed to solve the model. First of all the stability and the convergence of a classical finite volumes scheme is proved, theoretically and numerically, for a simplified version of the bidomain model. To handle with conceptual and practical difficulties of the complete model (tissues anisotropy, limit conditions, distorted and unstructured meshes), a second class of finite volumes schemes in 2D or 3D, called cell-vertex centered, has been elaborated and tested
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Ventre, Jeanne. "Modèles réduits d’écoulement sanguin dans les grandes artères : applications aux pathologies cardiovasculaires." Thesis, Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS119.
Full textAbstract:
Comprendre et prédire l’hémodynamique impliquée dans les pathologies cardiovasculaires est essentiel pour améliorer la gestion et le diagnostic de ces maladies. Les modèles d'écoulement sanguins sont une alternative intéressante aux approches classiques comme les examens invasifs et les techniques d’imagerie médicale. Pour être utilisés comme des outils prédictifs pour des simulations patient-spécifique, les modèles doivent avoir un temps de calcul réduit, de l’ordre de celui du diagnostic médical. Les modèles complexes tri-dimensionnels qui considèrent les interactions entre le fluide et la structure du tissue artériel fournissent des données très précises. Néanmoins, ils nécessitent un coût, à la fois numérique et paramétrique, trop important pour être utilisés dans de grands réseaux vasculaires. Les modèles dits réduits permettent, eux, de déterminer les champs de pression et vitesse avec un coût de calcul faible et à des emplacements du réseau artériel inaccessible aux techniques de visualisation ou aux méthodes de mesure classiques. Cette thèse se concentre donc sur ces modèles réduits et nous dérivons une hiérarchie de modèles, du plus simple au plus complexe, que nous appliquons pour étudier différentes pathologies comme par exemple les sténoses vasculaires ou encore l'hypertension pulmonaireUnderstanding and predicting the hemodynamics of cardiovascular pathologies is crucial to improve the management and diagnosis of such diseases. Mathematical blood flow models are a suited alternative to classical approaches such as invasive measurements, data analysis methods, and medical imaging techniques. To be used as predictive tools for patient-specific studies, blood flow models need to be computed in real medical time, typically the diagnosis time. Three-dimensional models that simulate the interaction between the fluid and the mechanics of the arterial wall provide really precise data, however, they require important computational resources. Reduced-order models allow determining the pressure and flow fields with a low computational cost and in regions of the arterial network inaccessible to visualization techniques and invasive measurements. The goal of this thesis is therefore to derive a hierarchy of reduced-order models, from simple to complex, in order to study different pathologies as for instance vascular stenoses, or pulmonary hypertension
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Bidot, Caroline. "Modélisation mathématique de la réponse lymphocytaire T spécifique à une infection virale." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00085132.
Full textAbstract:
Le lymphocyte T est une cellule clé de l'immunité spécifique. Dans le but de créer un outil de compréhension et de prédiction de certains mécanismes immunitaires, une modélisation de la réponse immunitaire du lymphocyte T est proposée. L'activation du lymphocyte par la reconnaissance d'un peptide apprêté par une cellule présentatrice d'antigène est une étape essentielle de cette réponse immunitaire. Cette activation a été modélisée par un système d'équations différentielles ordinaires, de type cinétique chimique, représentant l'évolution temporelle des concentrations de différentes protéines lymphocytaires (TCR/CD3, CD28, CD69, CD25, IL-2). Afin de considérer une quantité d'antigène variable dans l'organisme, un modèle de prolifération virale a aussi été écrit, basé sur des exemples de modèles proies/prédateurs, obtenant ainsi un système d'équations différentielles ordinaires mettant en jeu un virus donné, les cellules cibles du virus, saines ou infectées, et l'action des lymphocytes T cytotoxiques. Un couplage de ces deux modèles (activation lymphocytaire T et prolifération virale) permet une approche de simulation de la réponse lymphocytaire T spécifique à une infection virale.
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Henry, Delphine. "Outils pour la modélisation de structures et la simulation d'examens échographiques." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE19008.
Full text
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Sun, Mengfeng. "Analyse qualitative de plusieurs types de systèmes de maladies infectieuses avec effets de réaction ou de diffusion." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I027/document.
Full textAbstract:
Cette thèse étudie quelques problèmes qualitatifs pour les systèmes d’équations différentielles modélisant des maladies infectieuses avec des effets de réaction ou de diffusion. Il se compose en trois parties.Premièrement, nous étudions un système de réaction-diffusion complex décrivant la propagation spatio-temporelle de la grippe avec de multiples souches. Nous établissons des conditions d’existence d’ondes semi-progressives, progressives fortes et faibles (persistantes) à partir de l’équilibre sans maladie. Nous discutons en outre plusieurs situations dans lesquelles les ondes se-mi-progressives n’existent pas, et donnent une estimation de la vitesse minimale d’onde. Deuxième-ment, nous analysons une classe de systèmes éco-épidémiologiques dans lesquels les proies sont sujettes à l’effet Allee et à l’infection. Pour certains sous-systèmes, nous déterminons l’existence du point de bifurcation (bifurcation Hopf et bifurcation d’orbites hétéroclines). Nous montrons que l’effet Allee fort peut créer une courbe séparatrice (ou une surface), conduisant à une stabilité mul-tiple. Nous trouvons que les cycles hétéroclines forment un réseau hétérocline et identifient une or-bite périodique intérieure. Enfin, nous donnons une analyse qualitative de deux systèmes différentiels basés sur le réseau couplant la propagation de l’épidémie et la diffusion de l’information: le système d’interaction et le système de contrôle des épidémies. Plus spécifiquement, nous obtenons l’existence de l’équilibre sans maladie, l’équilibre endémique et la variété de synchronisation, ainsi que leur stabilité asymptotique globaleThis thesis studies some qualitative problems for systems of differential equations modeling in-fectious diseases with reaction or diffusion effects. It consists of three parts.Firstly, we study a complex reaction-diffusion system describing the spatiotemporal spread of in-fluenza with multiple strains. We establish conditions for the existence of semi-, strong and weak (persistent) traveling waves starting from the disease-free equilibrium. We further discuss several situations in which semi-traveling waves do not exist, and give an estimation of minimal wave speed. Secondly, we analyze a class of eco-epidemiological systems where prey is subject to Allee effect and infection. For certain subsystems, we determine the existence of the bifurcation point (Hopf bifurca-tion and bifurcation of heteroclinic orbits). We show that the strong Allee effect can create a separa-trix curve (or surface), leading to multi-stability. We find that the heteroclinic cycles form a hetero-clinic network and identify an interior periodic orbit. Finally, we give a qualitative analysis of two network-based differential systems coupling epidemic spread and information diffusion: the interplay system and the epidemic control system. More specifically, we obtain the existence of the disease-free equilibrium, endemic equilibrium and synchronization manifold, and their global asymptotic stability
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Jourdan, Laetitia. "Métaheuristiques pour l'extraction de connaissances : application à la génomique." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007983.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans cette thèse traite de l'extraction de connaissances à l'aide de métaheuristiques et de ses applications à des problématiques en génomique. Dans un premier temps, nous donnons un état de l'art des métaheuristiques utilisées pour l'extraction de connaissances et plus particulièrement de l'utilisation des algorithmes génétiques en orientant notre présentation sur trois aspects fondamentaux des métaheuristiques : la représentation d'une solution, la fonction d'évaluation et le choix des opérateurs. Nous présentons ensuite deux problématiques issues d'une collaboration avec l'Institut de Biologie de Lille autour de la recherche de facteurs génétiques de prédisposition à certaines maladies multifactorielles (diabète de type II, obésité). Nous proposons une modélisation de ces problèmes en problèmes d'extraction de connaissances. Nous traitons ensuite les différentes taches d'extraction de connaissances identifiées comme des problèmes d'optimisation et proposons un schéma d'algorithme génétique possédant des mécanismes avancés d'intensification et de diversification pour les résoudre. Les apports de ces mécanismes sont testés modulairement afin de montrer leurs performances. Nous intégrons également des connaissances du domaine biologique afin de répondre aux problématiques posées. Cette intégration s'effectue aussi bien au niveau des fonctions d'évaluation proposées qu'au niveau de certains mécanismes utilisés. Enfin, différents modèles de parallélisme sont utilisés.
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Hoang, Tuan Nha. "Incertitude des données biomécaniques : modélisation et propagation dans les modèles de diagnostic des pathologies du système musculosquelettique." Thesis, Compiègne, 2014. http://www.theses.fr/2014COMP2171/document.
Full textAbstract:
Les pathologies du système musculosquelettique concernant les déformations / anomalies osseuses et musculaires (e.g. paralysie cérébrale) ont un fort impact sur la qualité de vie des personnes concernées. Les objectifs de la thèse sont d’approfondir les études précédentes en intégrant la modélisation de l’incertitude des données biomécaniques et biomédicales dans les modèles de diagnostic prédictif des pathologies du système musculosquelettique. L’intervalle a été choisi pour représenter l’incertitude des données biomécaniques. Ce formalisme est simple et peu coûteux sur le plan du calcul. Les données (physiologiques, morphologiques, mécaniques et analyse du mouvement) ont été recueillies à partir de la littérature en utilisant les moteurs de recherche des articles scientifiques fiables pour établir un espace d’incertitude. La nouvelle méthode de classement (nommée US-ECM) proposée est une méthode de classement semi-supervisé qui utilise la partition crédale pour représenter les connaissances partielles sur les clusters. L’utilisation de la fonction de croyance pour représenter ces éléments de connaissance permet de les combiner d’une manière souple et robuste. De plus, l’extension de cette méthode avec un espace d’incertitude multidimensionnelle a montré la meilleure performance par rapport à la version originale. L’analyse des avis d’expert permettra d’inclure ou d’exclure les sources de données selon leurs niveaux de fiabilité. Ensuite, le modèle de regroupement (US-ECM) développé sera appliqué sur une nouvelle base de données pour évaluer l’impact de la fiabilité des données sur la performance de diagnosticThe aim of the project is to investigate the modeling of the reliability/incertitude/imprecision of biomedical and biomechanics data (medical images, kinematics/kinetics/EMG data, etc.) and its propagation in the predictive diagnosls models of the disorders of musculoskeletal systems. These diagnosis models will be based on multimodal and multidimensional patient data (3D medical imaging, mechanical data,dinical data,etc.). The literature-based data have been collected to estabish an uncertainty space, which represents fused data from multiple sources, of morphological, mechanical, and movement analysis properties of the musculoskeletal system from multiple sources (i.e. research papers from Science Direct and Pubmed). After that,a new clustering method (US-ECM) is proposed for integrating fused data from multiple sources ln form of a multidimensional uncertainty space (US). Reliability of biomechanical data was evaluated by a fusion approach expert opinion. Reliability criteria of a data source (ie scientific paper published) focus on the technique used the acquisition protocol and measurement and the number of data. A system of questionnaires was developed to co!lect expert opinion. Then, the theory of beliet functions has been applied to merge these opinion to establish a confidence level each data source
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Chabiniok, Radomir. "Modélisation biomécanique personnalisée du cœur et applications cliniques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839929.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse porte sur la validation d'un modèle biomécanique du cœur à base de mesures expérimentales, et sur des investigations concernant des applications cliniques en modélisation personnalisée. Dans le cadre 1D, nous avons reproduit des expériences physiologiques de contraction d'une fibre cardiaque. Concernant la validation 3D, nous avons effectué dans une collaboration clinique une expérience avec des animaux (cochons), afin d'obtenir des données saines et après création d'infarctus. Nous avons démontré que notre modèle est capable de représenter le cœur sain, et que l'infarctus peut être correctement modélisé en modifiant uniquement les paramètres directement concernés par la pathologie. Dans la première application clinique nous avons démontré que le modèle est prédictif sur l'effet immédiat d'une "Cardiac Resynchronization Therapy" (CRT), sur le critère du "max LV dp/dt". La personnalisation du modèle a été réalisée au moyen des données d'IRM et de pressions au stade 'baseline' (avant la CRT). Puis, tous les paramètres du modèle étant figés, nous avons appliqué les schémas d'activation électrique correspondant aux modes de CRT. Nous avons obtenu une prédiction très proche des indicateurs mesurés sur 3 patients avec plusieurs schémas d'activation. Cette étude clinique préliminaire montre que la modélisation de CRT est très prometteuse comme assistance à la planification thérapeutique. Dans une deuxième application nous avons adapté des méthodes d'assimilation de données développées dans l'Equipe-Projet MACS à l'INRIA, à des fins d'aide au diagnostic. Nous avons ainsi réalisé une estimation conjointe état-paramètres en utilisant des données réelles (IRM). Nous avons démontré l'efficacité de ces méthodes, et l'intérêt des paramètres de contractilité estimés comme indicateurs de la fonction du myocarde.
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Pinotti, Francesco. "Dynamiques multi-souche sur réseaux." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS289.
Full textAbstract:
Pour de nombreux pathogènes humains, des souches distinctes co-circulent dans les populations hôtes. Cependant, malgré notre capacité à observer la diversité de ces souches, les mécanismes biologiques, environnementaux et ceux liés à l'hôte façonnant cette co-existence restent peu étudiés. Dans ce contexte, l'importance de la modélisation de la structure des contacts entre les individus d’une même population est de plus en plus reconnue, mais n’en est encore qu’à ses débuts. La majorité des travaux conduits à ce jour porte sur deux pathogènes qui sont soit en compétition, soit en coopération. Nous avons approfondi ici les connaissances actuelles sur la co-existence des souches circulant sur des réseaux de contacts. Dans un premier travail, nous avons évalué le rôle des contacts sur la diversité écologique des souches à l’aide d’un modèle parcimonieux de compétition. Nos résultats théoriques améliorent notre interprétation des tendances observées, dans un jeu de données composé d’information sur les contacts entre individus dans un hôpital, et leur portage de Staphylocoque doré. Dans un second travail, nous avons développé un modèle tenant compte à la fois de la compétition et de la coopération entre souches. Nous considérons deux souches en compétition, d’un premier pathogène, qui coopèrent toutes deux avec un second pathogène. L’interaction entre la compétition et la coopération conduit à une dynamique assez riche. Ici, l’existence de communautés d’hôtes permet la co-existence de souches, en créant dynamiquement des niches écologiques différentes. Nos résultats confirment l'importance de la structure des contacts entre les hôtes dans la diversité des souches co-circulantesFor many human pathogens, distinct strains have been reported to circulate in the host population. However, despite our ability to observe strain diversity, biological, environmental and host-related mechanisms shaping co-existence patterns remain largely unexplored. In this context, the importance of modeling contact structure is becoming increasingly recognized, yet, the study of this aspect is still at the beginning. To date, the majority of works focus on two pathogens that either compete or cooperate. Here, we extend current knowledge about strain co-existence on contact networks in two directions, characterizing the ecology of an open strain population, and analyzing the effect of heterogeneous concurrent interactions. In a first study, we assess the role of important contact properties on ecological diversity in a parsimonious model of strain competition. We found that our theoretical results improve our interpretation of observed patterns in a joint dataset consisting of face-to-face interactions and Staphylococcus aureus carriage in a hospital. In a second work, we study a theoretical model accounting for both competition and cooperation. We consider two competing strains that both cooperate with a second pathogen. The interplay between transmissibility and cooperative factor led to a rich phase diagram, showing complex boundaries and bistability. Here, repartition of hosts into communities enables strain co-existence by dynamically creating different ecological niches. Our findings confirm the importance of host contact structure as a driver of strain diversity
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Demin, Ivan. "Modélisations mathématiques de l'hématopoïèse et des maladies sanguines." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653348.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la modélisation mathématique de l'hématopoïèse et des maladies sanguines. Plusieurs modèles traitant d'aspects différents et complémentaires de l'hématopoïèse y sont étudiés.Tout d'abord, un modèle multi-échelle de l'érythropoïèse est analysé, dans lequel sont décrits à la fois le réseau intracellulaire, qui détermine le comportement individuel des cellules, et la dynamique des populations de cellules. En utilisant des données expérimentales sur les souris, nous évaluons les rôles des divers mécanismes de retro-contrôle en réponse aux situations de stress.Ensuite, nous tenons compte de la distribution spatiale des cellules dans la moelle osseuse, question qui n'avait pas été étudiée auparavant. Nous décrivons l'hématopoïèse normale à l'aide d'un système d'équations de réaction-diffusion-convection et nous démontrons l'existence d'une distribution stationnaire des cellules. Puis, nous introduisons dans le modèle les cellules malignes. Pour certaines valeurs des paramètres, la solution "disease-free" devient instable et une autre solution, qui correspond à la leucémie, apparaît. Cela mène à la formation d'une tumeur qui se propage dans la moelle osseuse comme une onde progressive. La vitesse de cette propagation est étudiée analytiquement et numériquement. Les cellules de la moelle osseuse échangent des signaux qui régulent le comportement cellulaire. Nous étudions ensuite une équation integro-différentielle qui décrit la communication cellulaire et nous prouvons l'existence d'une solution du type onde progressive en utilisant la théorie du degré topologique et la méthode de Leray et Schauder. L'approche multi-agent est utilisée afin d'étudier la distribution des différents types de cellules dans la moelle osseuse.Finalement, nous étudions un modèle de type "Physiologically Based Pharmacokinetics-Pharmacodynamics" du traitement de la leucémie par l'AraC. L'AraC agit comme chimiothérapie et induit l'apoptose de toutes les cellules proliférantes, saines et malignes. La pharmacocinétique donne accès à la concentration intracellulaire d'AraC. Cette dernière, à son tour, détermine la dynamique des populations cellulaires et, par conséquent, l'efficacité de différents protocoles de traitement.
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Valdano, Eugenio. "Analyse quantitative de la vulnérabilité des réseaux temporels aux maladies infectieuses." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066211/document.
Full textAbstract:
La modélisation des maladies infectieuses représente un outil important pour évaluer la vulnérabilité d'une population à l'introduction d'un nouveau agent pathogène. La possibilité d’enregistrer les contacts responsables de la propagation des maladies représente à la fois une ressource et un défi pour les modèles épidémiques. En particulier, l'interaction entre la dynamique des maladies et l'évolution dans le temps des structures de contact influence la façon dont les agents pathogènes se propagent, en changeant les conditions qui mènent à une flambée épidémique (seuil épidémique). Jusqu'à maintenant, les chercheurs n'ont caractérisé le seuil épidémique sur des structures de contact qui évoluent dans le temps que dans des contextes spécifiques. En utilisant un formalisme multi-couches, nous calculons analytiquement le seuil épidémique sur un réseau temporel générique. Nous utilisons cette méthode pour évaluer l'impact de la résolution temporelle et la durée du réseau sur l'estimation du seuil. De plus, grâce à cette méthode, nous évaluons la vulnérabilité globale de différents systèmes à l'introduction d'agents pathogènes, et en particulier nous analysons les réseaux de mouvements des bovins. Les données de contact souvent ne sont pas disponible en temps réel, et cela limite notre capacité de prévision. Pour répondre à ça, nous développons une méthodologie numérique pour prédire le risque épidémique ciblé, qui repose uniquement sur les données de contact passées. Notre travail fournit de nouvelles méthodologies pour évaluer et prédire le risque associé à un agent pathogène émergent, à la fois à l'échelle de la population et en ciblant des hôtes spécifiquesInfectious disease modeling represents a powerful tool for assessing the vulnerability of a population to the introduction of a new infectious pathogen. The increased availability of highly resolved data tracking host interactions is making epidemic models potentially increasingly accurate. Integrating into them all the features emerging from these data, however, still represents a challenge. In particular, the interaction between disease dynamics and the time evolution of contact structures has been shown to impact the way pathogens spread, changing the conditions that lead to the wide-spreading regime, as encoded in epidemic threshold. Up to now researchers have characterized the epidemic threshold on time evolving contact structures only in specific settings. Using a multilayer formalism, we analytically compute the epidemic threshold on a generic temporal network, accounting for several different disease features. We use this methodology to assess the impact of time resolution and network duration on the estimation of the threshold. Then, thanks to it, we assess the global vulnerability of different systems to pathogen introduction, and in particular we analyze the networks of cattle trade movements Data collection strategies often inform us only about past network configurations, and that limits our prediction capabilities. We face this by developing a data-driven methodology for predicting targeted epidemic that relies only past contact data. Our work provides new methodologies for assessing and predicting the risk associated to an emerging pathogen, both at the population scale and targeting specific hosts
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Woller, Aurore. "Entrainment of the mammalian circadian clock by metabolism in the liver : a quantitative mathematical model." Thesis, Lille 2, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL2S036/document.
Full textAbstract:
Les horloges circadiennes permettent aux organismes de synchroniser leurs processus physiologiques avec les variations périodiques de leur environnement telles que le cycle jour-nuit ou les cycles de prise alimentaire . Il n'est donc pas étonnant que les horloges périphériques des mammifères soient sensibles aux signaux de nourriture et soient capables d'ajuster les processus métaboliques (stockage et utilisation des ressources énergétiques) en fonction du status nutritionnel de la cellule. Or, notre style de vie moderne est caractérisé par une grande flexibilité au niveau des comportements alimentaire (heure des repas variable, grignotage, alimentation grasse,...) et cela est corrélé avec une forte augmentation de l'incidence des maladies métaboliques accompagnée de dérèglements de l'horloge. En particulier, les régimes high-fat entrainant de l'obésité sont associés à une importante perte d'amplitude des gènes d'horloge mais les mécanismes sous-jascents restent peu compris. Afin d'étudier ces questions, nous avons construit un modèle mathématique décrivant le couplage entre l'horloge du foie et les senseurs métaboliques SIRT1 et AMPK. Notre modèle reproduit précisément les données d'expression des principaux gènes d'horloge ainsi que l'effet d'une dérégulation de SIRT1 ou de l'AMPK. Dans ce modèle, l'activité de l'AMPK est considérée comme une mesure directe de l'alternance entre prise alimentaire et jeûne. Pour cette raison, nous nous sommes intéressés à l'effet de perturbations du rythme d'AMPK sur l'expression des gènes d'horloge. Le modèle montre qu'un amortissement du rythme d'AMPK donne lieu à une forte baisse d'amplitude dans l'expression des principaux gènes d'horloge et des niveaux de NAD+ similaire à ce qui est observé en régime high fat (ad libitum). Cela suggère fortement que les dérèglements de l'horloge observés dans ces conditions peuvent en bonne partie être expliqués par l'amortissement de l'activité de l'AMPK.Par ailleurs, des résultats expérimentaux récents (Hatori 2012) suggèrent une corrélation entre restauration de l'amplitude des gènes d'horloge et protection contre l'obésité en régime high fat. Le modèle permet de simuler l'administration pharmacologique d'un agoniste de l'horloge et montre que , suite un amortissement du rythme d'AMPK, l''amplitude des gènes d'horloge peut être restaurée mais uniquement si l'agoniste est administré à un moment bien précis de la journéeTo anticipate daily changes in their environment, most living organisms have evolved a circadian clock, which is synchronized to the diurnal cycle and orchestrates numerous biological functions. At organismal level, daylight is the main signal driving the clock. In multicellular organisms, however, clocks in peripheral organs respond to other cues. For example, the liver clock is primarily synchronized by fasting/feeding cycles and variations in the cellular metabolic state, as reflected by the NAD+/NADH and ATP/AMP ratios. To better understand the entrainment of peripheral circadian clocks by metabolic cycles, we have constructed a mathematical model of the mammalian circadian clock incorporating the metabolic sensors SIRT1 and AMPK. This model reproduces accurately experimental clock gene expression data from mouse liver in vivo and predicts correctly the effect of SIRT1 or AMPK loss-of-function. We used our mathematical model to investigate the response of the liver clock to various temporal patterns of AMPK activation, mimicking the effect of a normal diet, of fasting and of a high-fat diet feeding. Our results predict significant changes in clock gene expression and NAD+ time profiles between these situations. They suggest that the night peak in NAD+ level is due to circadian rhythms in NAMPT expression, while the day peak results from transient AMPK activation. Finally, we find that the loss of amplitude in expression rhythms observed when AMPK is depressed may be pharmacologically rescued using a timed REV-ERB agonist administration, suggesting strategies to fight against high fat diet-induced obesity
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Dacouri, B. Pierre. "Optimisation de la reconstruction en tomographie d'émission monophotonique à l'aide de la méthode de Monte Carlo : application à la mesure du débit sanguin cérébral chez l'homme." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30237.
Full textAbstract:
En tomographie d'emission monophotonique, quatre facteurs affectent principalement la quantification des donnees: l'attenuation, la diffusion compton, la variation de la reponse du systeme de detection et l'algorithme de retroprojection filtree (rpf) utilise en routine. Pour permettre une quantification des donnees, nous proposons une analyse stochastique basee sur la methode de monte carlo directe. Dans un premier temps, nous avons decrit les caracteristiques du systeme d'acquisition, analyse les diverses methodes de reconstruction d'images proposees dans la litterature puis implante l'algorithme de vraisemblance maximale en raison de ses potentialites. Dans un deuxieme temps, nous avons simule la reponse du collimateur puis etudie ses performances (resolutions, efficacite geometrique,). Nous avons calcule ensuite une matrice mc de transition. Pour y incorporer les effets d'attenuation et de diffusion, nous avons mis en uvre le calcul d'une fonction corrective qui, en chaque pixel, rende compte de ces effets degradants. Les mesures effectuees obtenues avec cette methode, a partir de donnees projectives experimentales, ont montre une amelioration sensible de la detectabilite (contraste, rapport s/b) et une reduction des fluctuations statistiques sur la mesure par rapport a la methode de rpf. L'application de l'estimateur du mle aux donnees cliniques permet d'obtenir des images du cerveau plus precises avec une amelioration de la couronne corticale. La valeur du debit sanguin cerebral resultant de la methode de mle est d'environ 5% plus basse que la valeur de reference
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Ed-Darraz, Abdelkarim. "Modèles de dynamique des populations dans un environnement aléatoire." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066591/document.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés dans cette thèse abordent certaines questions relatives à la dynamique des populations dans un environnement aléatoire. L'environnement aléatoire est décrit par un processus Markovien à valeurs dans un espace fini et qui, en appliquant certaines forces sur le choix des taux vitaux, dirigera la dynamique de la population. Lorsque la dynamique est modélisée par un processus de naissance et de mort, on répondra à la question : quand est-ce qu'on a une extinction presque sûre d'une population ? (Bacaër and EdDarraz, 2014). Lorsque la dynamique est déterministe, nous avons démontré un résultat bien connu pour la taille finale d'une épidémie (Ed-Darraz and Khaladi, 2015) Bacaër N, Ed-Darraz A (2014) On linear birth-and-death processes in a random environment. J Math Biol. 69 (1) :73-90 Ed-Darraz A, Khaladi M (2015) On the final epidemic size in random environnement, Math. Biosc 266 : 10-14This thesis addresses some issues associated with population dynamics in random environment. Random environment is described by a Markov process with values in a finite space and which, involve certain forces on the choice of vital rates, will lead the population dynamics. When the dynamic is modeled by a birth and death process, we will answer the question : When almost surely extinction settled ? (Bacaër and Ed-Darraz, 2014). In (Ed-Darraz and Khaladi, 2015) we are interested to the final size of an epidemic in random environment. J Math Biol. 69 (1) :73-90 Ed-Darraz A, Khaladi M (2015) On the final epidemic size in random environnement, Math. Biosc 266 : 10-14
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Noël, Frédérique. "Influence de la ventilation sur les propriétés de transport dans un poumon sain et enflammé." Thesis, Université Côte d'Azur, 2021. http://www.theses.fr/2021COAZ4004.
Full textAbstract:
La fonction principale du poumon est d'alimenter le sang en oxygène et d'enlever le dioxyde de carbone du sang. Le poumon s'empare de l'oxygène présent dans l'air ambiant dans lequel il rejette le dioxyde de carbone prélevé dans le sang. Cet échange est rendu possible par le processus de ventilation pulmonaire qui fait entrer et sortir périodiquement un volume d'air ambiant. D'un point de vue idéalisé, la ventilation peut être caractérisée par deux paramètres : la vitesse maximale de l'air dans la trachée (l'amplitude) et la fréquence respiratoire (la période). Le but de cette thèse est d'étudier et de modéliser le processus de transport et d'échanges d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le poumon. Le transport de gaz est modélisé par des équations de convection-diffusion-réaction dans un poumon idéalisé. Une analyse mathématique du modèle a été réalisée afin de prouver l'existence d'une solution unique ainsi que la périodicité asymptotique en temps. Des simulations numériques ont été réalisées pour étudier un large éventail de configurations physiologiques. Dans le cas d'un poumon humain en bonne santé, les quantités de gaz échangées prédites par notre modèle sont proches de la physiologie. Les énergies visqueuse et élastique dépensées lors de l'inspiration ont ensuite été minimisées en supposant que nos besoins en oxygène peuvent être représentés dans notre modèle par une contrainte du flux d'oxygène échangé avec le sang. Des simulations ont été réalisées pour l'homme, mais aussi pour tous les mammifères en utilisant les lois allométriques. Les prédictions de notre modèle montrent que les paramètres de ventilation chez les mammifères pourraient être optimisés pour dépenser le moins d'énergie possible. Ensuite, nous nous sommes concentrés sur la ventilation pulmonaire d'un humain souffrant d'une infection pulmonaire. La propagation d'une infection bronchique a été modélisée de manière idéalisée et nous avons étudié comment la ventilation est affectée par la réponse du système immunitaire à travers l'inflammation de la paroi bronchique. Nos résultats montrent que la localisation de la zone de transition entre convection et diffusion influence principalement la quantité d'oxygène échangée avec le sang. L'emplacement de cette transition peut être affecté par l'infection et donc altérer l'efficacité de la ventilation et modifier la configuration optimale. Enfin, pour mieux comprendre l'efficacité d'un traitement médicamenteux délivré sous forme d'aérosol, nous avons modélisé le dépôt de particules d'aérosol dans la première bifurcation des bronches du poumon humain. Notre modèle prend en compte l'évolution du rayon des particules due à l'échange de vapeur d'eau et l'évolution de la température des particules due au changement du milieu environnant. Nos résultats montrent que la modélisation de ces paramètres est importante pour représenter plus précisément le dépôt des particules sur les parois des bronches. Ces travaux permettent de mieux comprendre comment le processus de ventilation pulmonaire est ajusté et comment il est affecté par les pathologies pulmonaires. De plus, il souligne comment la ventilation peut être utilisée efficacement pour administrer des médicaments dans le corps humainThe main function of the lung is to supply the blood with oxygen and to drain the carbon dioxide from it. The lung captures the oxygen present in the ambient air where it rejects the carbon dioxide taken from the blood. This exchange results from the process of the lung's ventilation that repeatedly makes a volume of ambient air enter and leave the lung. In an idealized view, the ventilation can be characterized by two parameters: the maximum air velocity in the trachea (the amplitude) and the breathing frequency (the period). The goal of this thesis is to study and model the process of oxygen and carbon dioxide transport and exchanges in the lung. Gas transport is modeled by convection-diffusion-reaction equations in an idealized lung. A mathematical analysis of the model has been performed to prove the existence of a unique solution along with an asymptotic periodicity in time. Numerical simulations were performed to study a wide range of physiological configurations. In the healthy human case, the amounts of gas exchanged predicted by our model are close to physiology. The viscous and elastic energies spent during inspiration were then minimized assuming that our body needs in oxygen can be represented in our model by a constraint on the oxygen flow exchanged with the blood. Simulations were carried out for humans but also for any mammals using allometric scaling laws. The predictions of our model show that the ventilation parameters in mammals might be optimized to cost as little energy as possible. Then, we focused on the lung's ventilation of a human subject suffering from a pulmonary infection. The spread of a bronchial infection has been modeled in an idealized way and we studied how the ventilation is affected by the response of the immune system through bronchi wall inflammation. Our results show that the location of the transition zone between convection and diffusion mainly influence the quantity of oxygen exchanged with the blood. The location of this transition can be affected by the infection and hence alter the efficiency of the ventilation and modify its optimal configuration. Finally, to better understand the efficiency of a drug treatment delivered by aerosol, we modeled the deposit of aerosol particles in the first bifurcation of the bronchi of the human lung. Our model takes into account the evolution of the radius of the particles due to the exchange of water vapor and the evolution of the temperature of the particles due to the change of the surrounding environment. Our results show that the modeling of these parameters is important to represent more accurately the deposit of the particles on the walls of the bronchi. This work allows to better understand how the process of lung’s ventilation is adjusted and how it is affected by lung’s pathologies. Moreover, it highlights how ventilation can be used efficiently as a way to deliver drugs in the body
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Burz, Sebastian D. "Implication du microbiote intestinal humain dans l‘évolution des hépatopathies métaboliques non liées à l’alcoolisme (NAFLD)." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASA004.
Full textAbstract:
Les hépatopathies métaboliques non liées à l'alcoolisme (NAFLD) regroupent un spectre de maladies hépatiques allant de la stéatose hépatique (NAFL), en passant par la fibrose (NASH), puis la cirrhose en l’absence de consommation d’alcool, d’infection virale ou d’autres causes identifiées, et parfois le développement d’un carcinome hépatocellulaire (CHC). Du fait de sa prévalence importante, allant jusqu’à un quart de la population générale européenne et de ses conséquences néfastes sur la santé des personnes qui en sont atteintes, les NAFLD représentent un problème de santé publique majeur.Cette maladie hépatique a été associée à des changements du microbiote intestinal (MI) et des voies métaboliques dans lesquelles ce microbiote est impliqué. Chez la souris, le MI contribue à l’exacerbation ou à la protection de cette maladie.L’objectif de la thèse est de déterminer si chez l’Homme, le MI contribue également à cette susceptibilité individuelle aux NAFLD observée chez la souris.Une procédure standardisée complète pour préparer, stocker et gérer les transplants fécaux humains a été développée et mise en place (Burz et al., 2019).Des souris exemptes d’organismes pathogènes spécifiques (EOPS), prétraitées avec un mélange d’antibiotiques, ont été colonisées avec les microbiotes dérivés d’un individu sain ou de patients à différents stades de la NAFLD. Ces souris ont ensuite été soumises à un régime riche en lipides et en fructose, afin d’explorer l’effet des microbiotes installés sur l’apparition et l’évolution de la NAFLD induite.Ce projet a notamment permis de démontrer à travers le transfert du microbiote fécale humain, et à consommation énergétique alimentaire constante, le transfert du surpoids. Le microbiote fécal humain NAFL, aggravant la stéatose hépatique chez la souris, mais atténuant l’inflammation hépatique et caecale.Cette thèse apporte un éclairage sur l'impact du microbiote intestinal dans la mise en place de la physiopathologie naturelle des NAFLD, notamment lors de la phase précoce de la maladie. Par ailleurs le projet a généré de la connaissance supplémentaire qui pourra être développée dans des projets ultérieurs afin d’établir des stratégies thérapeutiques ciblant le MI. Cet ensemble constitue un acquis important dans un domaine de recherche très compétitif qui génère un intérêt majeur de la part des industriels de l’agroalimentaires et des pharmaceutiques, et supporte ainsi le développement international des différents partenaires du projetNon-alcoholic fatty liver diseases (NAFLD) include a spectrum of liver diseases ranging from fatty liver (NAFL), going through fibrosis (NASH), then cirrhosis in the absence of alcohol consumption, viral infection or other identified causes, and sometimes the development of hepatocellular carcinoma (HCC). Due to its high prevalence, up to a quarter of the general European population and its harmful consequences on the health of those who suffer from it, NAFLD represent a major public health issue.This liver disease has been associated with changes in gut microbiota and metabolic pathways in which this microbiota is involved. In mice, gut microbiota contributes to the worsening or protection of this disease.The goal of the thesis is to determine whether in humans the gut microbiota contributes also to this individual susceptibility observed in NAFLD mice.A complete standardized procedure for preparing, storing and managing human fecal transplants is developed and implemented (Burz et al., 2019).Specific pathogens free mice (SPF), pretreated with a cocktail of antibiotics, were colonized with microbiota derived from an healthy individual or patients at different stages of NAFLD. Then these mice were challenged with a high fructose, high fat diet in order to explore the effect of installed human microbiota on the onset and progression of induced NAFLD.This project made it possible to demonstrate, through the transfer of the human fecal microbiota, with constant food energy intake, the transfer of overweight. The human NAFL fecal microbiota worsens liver steatosis in mice, but mitigates liver and caecal inflammation.This thesis sheds additional light on the impact of gut microbiota in the establishment of the natural pathophysiology of NAFLD, especially during the early phase of the disease. The project also generated additional knowledge that could be developed in future projects in order to establish therapeutic strategies targeting gut microbiota. This set constitutes an important achievement in a very competitive research field, which generates major interest for food and pharmaceutical industries, and thus supports the international development of the different partners of the project
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Mejdoub, Nacim. "Évaluation du facteur de transfert pulmonaire et de la capacité résiduelle fonctionnelle chez le nourrisson : méthode dynamique." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1027.
Full textAbstract:
L'étude du facteur de transfert pulmonaire au CO (TLCO) et de la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) chez le nourrisson est du domaine de la recherche. Les études qui portent sur CFR sont nombreuses alors que seulement quelques-unes analysent TLCO. Dans ce travail nous avons perfectionné un système instrumental mis en place au départ pour mesurer uniquement VA chez le nouveau-né et le nourrisson. Pour cela, nous avons utilisé un modèle mathématique basé sur celui de Prisk et McKinnon (1987) qui décrit les variations des fractions de CO et He au cours d'une manœuvre de rebreathing. Les parties transitoires des fractions End-Tidal et inspirée de CO et He sont utilisées par la suite dans les équations du modèle pour mesurerTLCO et CRF. Une partie du travail a été consacrée à la conception d'une valve respiratoire composée de deux éléments solidaires. Un pneumotachographe avec un espace mort instrumental de 1,8 ml et une valve électrique en Y. L'espace mort instrumental de l'électrovalve est de 2,8 ml et le temps de commutation de son clapet est d'environ 30 ms. Nous avons exploré 26 nourrissons âgés de 1 à 12 mois répartis en deux groupes, l'un de 14 nourrissons (groupe de référence ou N) et l'autre de 12 nourrissons obstructifs (groupe P). Le rapport Tptef/TE, utilisé comme indice de l'obstruction bronchique, est diminué chez les nouveau-nés du groupe P indiquant une persistance de la limitation des débits expiratoires. Les valeurs de TLCO et CFR du groupe N sont similaires à celles reportées dans la littérature. TLCO n'est pas différent entre les groupes N et P. Ainsi l'obstruction bronchique n'influence pas la mesure de TLCO. Nous avons observé une augmentation de CRF, VT et VA dans le groupe P comparé à N. Cependant, l'indice VA/CRF est identique pour les groupes. Ces résultats suggèrent que les nourrissons du groupe P compensent l'obstruction bronchique en ajustant leur ventilation afin d'assurer un renouvellement alvéolaire et des échanges gazeux efficaces.