Academic literature on the topic 'Modèle personnalisé patient'

Le Modèle de l’Assimilation est une approche qualitative et intégrative qui permet d’étudier les processus de changement qui se déroulent en cours de psychothérapie. Selon Stiles, ce modèle conçoit la personnalité des individus comme constituée de différentes voix ; le concept de voix est utilisé pour décrire les traces laissées par les expériences passées. En cours de psychothérapie, les voix problématiques sont progressivement intégrées dans la personnalité du patient. Les auteurs ont appliqué le Modèle de l’Assimilation à l’étude d’un cas clinique d’une thérapie psychodynamique limitée dans le temps de 34 séances. Ils ont choisi 8 séances qu’ils ont retranscrites et analysées en établissant des points de contact entre la théorie et le cas clinique. Les résultats sont présentés et discutés en termes d’évolution des voix centrales.

Cet article examine la dissociation, un concept psychiatrique controversé qui se rencontre dans le quotidien du clinicien. À partir d’une recherche sur Pubmed/Ovid avec les mots clés dissociation et trouble de personnalité limite et d’autres références, l’auteure décrit le phénomène dissociatif dans ses aspects cliniques chez les sujets atteints du trouble de personnalité limite (TPL). L’article discute des hypothèses psychodynamiques et des données neurophysiologiques pour expliquer la dissociation. Certains validateurs neurophysiologiques et neuro-anatomiques produits grâce à l’imagerie cérébrale, et des études du métabolisme de neurotransmetteurs sont étudiés pour étayer les énoncés hypothétiques. L’auteure conclut sur un modèle de mécanisme de défense dans un contexte de prédisposition biologique, de carence du développement psychologique ou d’une sensibilisation post-traumatique et suggère des pistes thérapeutiques.

Résumé Cet article décrit un programme de traitements intégrés pour personnes ayant des troubles comorbides de santé mentale et de toxicomanie. La thérapie dialectique comportementale (TDC) a été développée à l'origine par Linehan (l993a ; 1993b) à l'intention des individus souffrant de troubles de personnalité limite et chroniquement suicidaires. Ses principes ont fourni le cadre pour l'organisation d'un programme de traitements spécialisés dans les domaines suivants : toxicomanie et trouble de personnalité limite, troubles liés aux substances et colère, et troubles liés aux substances et troubles alimentaires. Un aperçu de la TDC et les raisons qui appuient un programme concomitant basé sur cette approche sont discutés. On décrit les protocoles pour trois sous-groupes de patients, en portant une attention particulière aux similitudes et aux différences avec le protocole standard de la TDC. Les éléments principaux du programme sont soulignés.

La présence d’un Trouble Déficit d’Attention avec ou sans Hyperactivité (TDAH) serait corrélée avec l’utilisation de substances (surtout l’alcool), chez des adolescents, avec des taux de 16 % en population générale et 25 à 40 % en population adulte [3,4]. Chez des adultes, un taux de 6 % à 25 % est signalé chez des patients traités pour abus ou dépendances aux substances psychoactives [2]. Par ailleurs, il est nécessaire de connaître ce double diagnostic ainsi que les dimensions de personnalité afin de pouvoir adapter la prise en charge [1]. Nous avons réalisé cette étude multicentrique auprès d’une population de 60 patients alcoolodépendants suivis en consultation dans deux centres hospitalo-universitaires, à Colombes et à Rome. L’objectif de l’étude est d’analyser la sévérité de la pathologie alcoolique et les liens avec la présence d’un éventuel TDAH et des dimensions de personnalité selon le modèle de Costa et Mc Crae (Big Five). Pour le diagnostic de TDAH, nous avons utilisé la Wender Utah Rating Scale (WURS) en rétrospectif et la Brown Attention Déficit Disorder Scale (ADD). Et pour l’évaluation de la personnalité, nous avons utilisé le questionnaire NEO PI-R, et nous avons analysé les facteurs et les facettes. Les résultats des analyses statistiques descriptives seront présentés.

IntroductionDans les cas des troubles bipolaires, les taux de comorbidité avec un TDAH peut varier entre 9,5 % et 27 % [1]. Ces patients présentent un début de trouble plus précoce, avec plus d’épisodes dépressifs et des épisodes mixtes. Il existe peu d’étude sur le lien entre ces deux pathologies et les différentes dimensions de personnalité selon le modèle de Big Five. MethodsNotre étude comporte 106 patients souffrant de dépression, 102 patients bipolaires et 120 témoins, tous homogènes vis-à-vis de leurs caractéristiques démographiques. Le diagnostic de TDAH se basait sur les critères DSM-IV-TR. Les traits de TDAH étaient autoévalués avec la Wender Utah Rating Scale (WURS), la Adult ADHD Self-rating Scale (ASRS) et la Brown Attention Déficit Disorder Scale (ADD). L’Inventaire de Personnalité-Révisé, le NEO PI-R, servait également à évaluer les dimensions de la personnalité au sein des groupes cliniques. Résultats15,7 % des adultes souffrant d’un trouble bipolaire et 7,5 % souffrant d’une dépression sévère manifestaient une comorbidité d’un TDAH en comparaison avec seulement 3,3 % des témoins. Il existe des corrélations significatives entre des traits de personnalité et la présence d’un TDAH. Une analyse de régression logistique de l’ensemble des 208 sujets cliniques a montré que ceux avec des faibles niveaux de névrosisme manifestaient un taux moins important de comorbidité avec un TDAH. DiscussionNotre étude souligne le lien entre des troubles de l’humeur, notamment les troubles bipolaires, et la présence d’un TDAH chez des adultes. Nos résultats soutiennent la nécessité d’évaluer les sujets souffrant des troubles d’humeur sur une éventuelle comorbidité de TDAH en milieu clinique. Il faudra étudier d’une façon plus approfondie ces traits de personnalité et les liens entre des troubles de l’humeur et un TDAH afin de pouvoir adapter la prise en charge.

S’il est généralement admis que le traitement des troubles de la personnalité constitue une entreprise souvent parsemée d’embûches, les connaissances sur les défis et obstacles de l’intervention associés au traitement des troubles du groupe A du DSM demeurent limitées. Le présent article se propose d’illustrer ces difficultés à partir de l’étude du suivi d’un patient présentant un trouble de personnalité schizoïde, qui a bénéficié pendant plus d’un an d’un traitement psychodynamique. Les vicissitudes de ce suivi permettront d’explorer les angoisses relationnelles profondes qui peuvent compliquer le traitement de ce trouble, et comment ces angoisses doivent être prises en considération dans les interventions. Les enjeux contre-transférentiels puissants suscités par ces patients seront approfondis, en particulier ceux générés par les silences prolongés et la gestion constante de la distance thérapeutique optimale. L’article propose également une réflexion sur les limites de la conceptualisation actuelle du trouble par les modèles catégoriels comme celui du DSM, et fait ressortir comment une compréhension dynamique qui fait appel aux notions d’angoisse et d’ambivalence relationnelle peut enrichir le traitement.

Comme un précédent article dans ce journal l'a déjà proposé, les cliniciens EMDR (désensibilisation et retraitement par les mouvements oculaires) qui traitent des patients présentant des troubles complexes liés au trauma pourraient tirer bénéfice de la connaissance et de l'application de la théorie de la dissociation structurelle de la personnalité (TDSP) et de sa psychologie de l'action associée. La TDSP pose l'hypothèse selon laquelle la dissociation de la personnalité constitue la caractéristique principale de la traumatisation et d'une large gamme de troubles liés au trauma, depuis le simple état de stress post-traumatique (ESPT) jusqu'au trouble dissociatif de l'identité (TDI). La théorie peut aider les thérapeutes EMDR à développer une carte complète permettant de comprendre les problèmes des patients présentant des troubles complexes liés au trauma et de formuler et de mener à bien un plan de traitement. Le modèle qui fait consensus parmi les experts du trauma complexe est le traitement orienté par phases dans lequel une phase de stabilisation et de préparation précède le traitement des souvenirs traumatiques. Cet article se concentre sur la phase initiale de stabilisation et de préparation, très importante dans l'utilisation sûre et efficace de l'EMDR dans le traitement du trauma complexe. Les thèmes centraux sont (a) le travail sur les croyances inadaptées, (b) le dépassement des phobies dissociatives, et (c) une application étendue des ressources.

Cet article présente un modèle global qui aide le thérapeute à identifier les souvenirs cibles cruciaux pour le traitement EMDR. Cette approche, dite “des deux méthodes”, peut être utilisée pour la conceptualisation et la mise en œuvre d'un traitement pour une large gamme de symptômes et de problèmes qui ne sont pas liés à l'ESPT proprement dit. Le modèle comprend deux types de conceptualisations de cas. La première méthode porte sur les symptômes, ce qui permet de noter de façon pertinente, sur une ligne de temps, les souvenirs des événements étiologiques et/ou aggravants. Elle vise principalement la conceptualisation et le traitement des troubles de l'axe I du DSM-IV-TR. La seconde méthode est utilisée pour identifier les souvenirs qui sous-tendent ce qu'on appelle les croyances fondamentales dysfonctionnelles des patients. Cette méthode est principalement utilisée pour traiter des formes plus graves de pathologie, comme la phobie sociale sévère, l'ESPT complexe et/ou les troubles de la personnalité. Les deux méthodes de conceptualisation des cas sont expliquées ici étape par étape en détail et illustrées par des exemples cliniques.

Bien que le lithium soit le traitement de première ligne pour la prévention des rechutes dans le trouble bipolaire seuls 30 % des patients sont de bons répondeurs. Ainsi, un sous-groupe important des patients, traités avec du lithium, présente des taux élevés de rechute. En l’absence de marqueurs cliniques prédictifs de réponse il reste difficile de prédire avec précision quels patients répondront en évitant de les soumettre à de longues périodes de traitements au lithium. L’identification de biomarqueurs prédictifs est donc un enjeu majeur pour améliorer la prise en charge des patients bipolaires. Le mécanisme d’action du lithium est complexe car il exerce une action inhibitrice ou activatrice sur plusieurs voies de signalisation cellulaires. L’ensemble de ces cibles et effecteurs contribuent aux effets neuroprotecteurs dans le cerveau et de stabilisation de l’humeur et complexifient la compréhension de la réponse prophylactique au lithium. Les études visant à identifier une corrélation entre la réponse au lithium et des mutations de gènes ont produit des résultats controversés. Afin de mieux comprendre la variabilité de la réponse au lithium, une approche complémentaire aux études génétiques, consiste à étudier les effets moléculaires induits par un traitement aigu ou chronique au lithium. Il a ainsi été montré que le lithium module les niveaux d’expression de gènes au niveau des ARN messagers, des protéines aussi des miRNA dans plusieurs modèles in vivo et in vitro. Ces études ouvrent de nouvelles voies de recherche pour identifier des biomarqueurs de la réponse prophylactique au lithium pouvant être transférés en clinique afin d’éviter de longues périodes de traitement inefficace au lithium et élaborer des stratégies de traitement plus personnalisées.

Objectif: Le but de cette étude rétrospective a été de mesurer l'effet de l'introduction du modèle d'intervention de crise dans le service d'urgences d'un hôpital général, sur le nombre d'hospitalisations et de suivis ambulatoires des patients souffrant d'un trouble dépressif majeur. Méthode: L'étude porte sur l'ensemble des patients présentant un trouble dépressif majeur (critères du DSM IV) qui ont consulté le service d'urgences psychiatriques d'un hôpital général durant 2 périodes de 8 mois: avant (425 patients) et après (436 patients) l'introduction des interventions de crise. Résultats: Après l'introduction des interventions de crise, on constate une diminution significative du taux d'hospitalisations volontaires (de 17,9 % à 12,4 %), ainsi qu'une augmentation du nombre des suivis psychiatriques ambulatoires (de 82,1 % à 86,2 %). La présence d'un trouble de personnalité limite (borderline) a été associée avec une plus grande diminution du taux d'hospitalisations (27,8 % contre 38,2 %), tandis que le nombre d'hospitalisations des patients souffrant d'un trouble dépressif avec des caractéristiques psychotiques n'a pas diminué après l'introduction des interventions de crise. Les interventions de crise ont été plus efficaces pour les femmes. Conclusions: Ces résultats suggèrent l'intérêt des interventions de crise aux urgences psychiatriques pour améliorer la prise en charge des patients souffrant d'un trouble dépressif majeur, en favorisant la solution de rechange du suivi ambulatoire multimodal plutôt qu'une hospitalisation en milieu psychiatrique.

La durée de vie d'une prothèse de hanche restant limitée, de nouveaux concepts d'implants cherchent à préserver le stock osseux des patients les plus jeunes. Ces travaux de thèse concernent le développement d'un modèle de calcul capable de prédire en rétrospectif et en prospectif l'adaptation osseuse obtenue cliniquement avec un de ces nouveaux concepts: « la prothèse de hanche sans tige de Munting » Dans un premier temps, une étude rétrospective multifactorielle d'une série de 103 jeunes patients opérés avec la prothèse de Munting a montré l'influence significative de la position de l'implant et de la masse du patient sur le remodelage osseux visible sur radiographies postopératoires. Après avoir modifié le modèle de remodelage osseux de Huiskes, une étude rétrospective multifactorielle par éléments finis 2D a permis de vérifier la bonne corrélation des résultats de calcul avec les observations cliniques. Dans un deuxième temps, nous avons développé un modèle 3D prospectif, personnalisé à partir de l'imagerie médicale d'une jeune patiente (16 ans) opérée avec une prothèse de Munting. Les résultats ont mis en évidence l'insuffisance d'un modèle de chargement 2D mais aussi la nécessité de modifier la loi de remodelage osseux dans le cas spécifique d'un os en phase de croissance. Notre démarche, qui s'est appuyée sur l'observation de résultats cliniques, devra permettre de contribuer au développement de nouveaux concepts d'implants pour les patients jeunes. La prise en compte d'un chargement 3D ainsi que l'utilisation de la méthodologie mise en place pour l'étude et le suivi prospectif de nouveaux cas personnalisés devrait permettre d'améliorer le modèle proposé
As expected life of a hip prosthesis is still limited, new concepts of implants seek to preserve bone stock of the younger patients. This Ph. D. Thesis aims at developing and evaluating the potential of computer simulations to predict bone adaptation clinically observed with one of these new concepts: "the stemless Munting hip prosthesis" Initially, a retrospective multifactorial study involving a series of 103 young patients operated with the Munting hip prosthesis highlighted the significant influence of the position of the implant and the patient's weight on bone turnover seen on postoperative X-rays. After modification of bone remodeling model developped by Huiskes, a retrospective multivariate finite element 2D model was used to check the good correlation between calculated results and clinical observations. In a second step, we developed a patient specific 3D prospective model using medical imaging of a young patient (16 years) operated with a Munting hip prosthesis. The results have pointed out the inadequacy of a 2D loading model but also the need to modify the bone remodeling law in the special case of a bone growth phase. Our approach, which relied on observation of clinical outcomes, will help contribute to the development of new designs of implants for younger patients. 3D loading conditions and prospective study of additional clinical cases should help improving the proposed patient specific model in the future

Les modèles de croissance tumorale fondés sur l'équation de réaction-diffusion Fisher Kolmogorov FK ont montré des résultats probants dans la reproduction et la prédiction de l'invasion de cellules tumorales du cerveau pour les gliomes. Nous utilisons différentes formulations du modèle FK pour évaluer la nécessité de l’imagerie de diffusion pour construire des modèles spécifiques de Gliomes de Bas Grade GBG, l'étude de l'infiltration de cellules tumorales après une résection chirurgicale de la tumeur, et définir une métrique pour quantifier l’évolution de GBG. L'imagerie en tenseur de diffusion ITD a été suggérée pour modéliser la diffusion anisotrope des cellules tumorales dans la matière blanche du cerveau. Les ITD acquises en basse résolution impactent la précision des résultats des modèles de croissance. Nous utilisons une formulation FK pour décrire l'évolution de la frontière visible de la tumeur pour étudier l'impact du remplacement de l'ITD patient par une hypothèse de diffusion isotrope ou une ITD de référence anisotrope en haute résolution formée par la moyenne des ITD de plusieurs patients. Nous quantifions l'impact du remplacement de l'ITD acquise sur un patient à aide de simulations de croissance tumorales synthétiques et des prévisions d'évolution de la tumeur d'un cas clinique. Cette étude suggère que la modélisation de la croissance du gliome à base de motilité différentielle de tissus donne des résultats un peu moins précis qu'à l'aide d'une ITD. S'abstenir d'utiliser une ITD serait suffisant lors de la modélisation de GBG. Par conséquent, toutes ces options d'ITD sont valides dans une formulation FK pour modéliser la croissance de GBG dans le but d'aider les cliniciens dans la planification du traitement. Après la résection d’une tumeur cérébrale, ils veulent savoir quel serait le meilleur traitement de suivi pour chaque patient : une chimiothérapie pour des tumeurs diffuses ou bien une deuxième résection après un laps de temps donné pour les tumeurs massives. Nous proposons une méthode pour tirer profit de modèles de croissance de gliome FK sur les cas post-opératoires montrant des distorsions du cerveau pour estimer l'infiltration des cellules tumorales au-delà des frontières visibles dans les IRM FLAIR. Notre méthode répond à 2 défis de modélisation : celui du mouvement du parenchyme cérébral après la chirurgie avec une technique de recalage non-linéaire et celui de la segmentation incomplète de la tumeur post-opératoire en combinant 2 cartes d'infiltration : une ayant été simulée à partir d'une image pré-opératoire et l’autre à partir d'une image post-opératoire. Nous avons utilisé les données de 2 patients ayant des GBG afin de démontrer l'efficacité de la méthode. Celle-ci pourrait aider les cliniciens à anticiper la récurrence de la tumeur après une résection et à caractériser l’étendue de l'infiltration non visible par la radiologie pour planifier la thérapie. Pour les GBG visibles par une IRM FLAIR/T2, il y a un débat important au sein du groupe de travail RANO Response Assessment in Neuro-Oncology sur la sélection d'un seuil pertinent des métriques basées sur l’évolution de la taille de la tumeur pour déterminer si la maladie est évolutive ME. Nous proposons une approche pour évaluer la ME du GBG en utilisant des estimations de la vitesse de croissance de la tumeur à partir d'une formulation FK qui prend en compte les irrégularités de forme de la tumeur, les différences de vitesse de croissance entre la matière grise et la matière blanche, et les changements volumétriques. En utilisant les IRM FLAIR de 9 patients, nous comparons les estimations de ME de notre approche proposée avec celles calculées en utilisant les estimations manuelles de la vitesse de croissance tumorale 1D, 2D et 3D et celles calculées en utilisant un ensemble de critères basés sur la taille critères RECIST, Macdonald et RANO. Notre approche est prometteuse pour évaluer la ME du GBG à partir d'un nombre limité d'examens par IRM
Tumor growth models based on the Fisher Kolmogorov (FK) reaction-diffusion equation have shown convincing results in reproducing and predicting the invasion patterns of glioma brain tumors. In this thesis we use different FK model formulations to i) assess the need of patient-specific DTIs when modeling LGGs, ii) study cancer cell infiltration after tumor resections, and iii) define a metric to determine progressive disease for low-grade glimoas (LGG).Diffusion tensor images (DTIs) have been suggested to model the anisotropic diffusion of tumor cells in brain white matter. However, patient specific DTIs are expensive and often acquired with low resolution, which compromises the accuracy of the tumor growth models' results. We used a FK formulation to describe the evolution of the visible boundary of the tumor to investigate the impact of replacing the patient DTI by i) an isotropic diffusion map or ii) an anisotropic high-resolution DTI atlas formed by averaging the DTIs of multiple patients. We quantify the impact of replacing the patient DTI using synthetic tumor growth simulations and tumor evolution predictions on a clinical case. This study suggests that modeling glioma growth with tissue based differential motility (not using a DTI) yields slightly less accurate results than using a DTI. However, refraining from using a DTI would be sufficient in situations when modeling LGGs. Therefore, any of these DTI options are valid to use in a FK formulation to model LGG growth with the purpose of aiding clinicians in therapy planning.After a brain resection medical professionals want to know what the best type of follow-up treatment would be for a particular patient, i.e., chemotherapy for diffuse tumors or a second resection after a given amount of time for bulky tumors. We propose a thorough method to leverage FK reaction-diffusion glioma growth models on post-operative cases showing brain distortions to estimate tumor cell infiltration beyond the visible boundaries in FLAIR MRIs. Our method addresses two modeling challenges: i) the challenge of brain parenchyma movement after surgery with a non-linear registration technique and ii) the challenge of incomplete post-operative tumor segmentations by combining two infiltration maps, where one was simulated from a pre-operative image and one estimated from a post-operative image. We used the data of two patients with LGG to demonstrate the effectiveness of the proposed three-step method. We believe that our proposed method could help clinicians anticipate tumor regrowth after a resection and better characterize the radiological non-visible infiltrative extent of a tumor to plan therapy.For LGGs captured on FLAIR/T2 MRIs, there is a substantial amount debate on selecting a definite threshold for size-based metrics to determine progressive disease (PD) and it is still an open item for the Response Assessment in Neuro-Oncology (RANO) Working Group. We propose an approach to assess PD of LGG using tumor growth speed estimates from a FK formulation that takes into consideration irregularities in tumor shape, differences in growth speed between gray matter and white matter, and volumetric changes. Using the FLAIR MRIs of nine patients we compare the PD estimates of our proposed approach to i) the ones calculated using 1D, 2D, and 3D manual tumor growth speed estimates and ii) the ones calculated using a set of well-established size-based criteria (RECIST, Macdonald, and RANO). We conclude from our comparison results that our proposed approach is promising for assessing PD of LGG from a limited number of MRI scans. It is our hope that this model's tumor growth speed estimates could one day be used as another parameter in clinical therapy planning

La compréhension clinique et le traitement des maladies cardiovasculaires est extrêmement complexe. Pour chaque patient, les cardiologues sont confrontés à des difficultés pour déterminer la pathologie, choisir une thérapie ou encore sélectionner les patients susceptibles de bien répondre à un traitement donné. Afin de fournir une aide additionnelle aux cardiologues, de nombreuses équipes de recherche étudient la possibilité de planifier de telles thérapies grâce à des modèles biophysiques du cœur. Ils formulent l'hypothèse que l'on peut combiner les données fonctionnelles et anatomiques afin de créer des modèles cardiaques personnalisés à chaque patient qui auraient le potentiel de prédire les bénéfices des différentes thérapies. Les simulations électromécaniques du cœur sont basées sur des modèles informatiques qui peuvent représenter la géométrie, le mouvement et la propagation d'ondes électriques pendant un cycle cardiaque avec suffisamment de précision. L'intégration d'information anatomique, mécanique et électrophysiologique pour un patient donné est essentielle pour construire ce type de modèle.Dans cette thèse, nous présentons tout d'abord les méthodes de personnalisations géométriques, cinématiques et électrophysiologiques nécessaires à toutes modélisations mécaniques. Nous utilisons ensuite le modèle électromécanique de Bestel-Clément-Sorine qui a déjà prouvé avoir un bon réalisme sans être trop complexe au vu des données disponibles. Nous commençons par détailler la nouvelle implémentation de ce modèle dans une plateforme efficace de simulation médicale ayant l'avantage d'être libre et interactive, puis nous analysons les résultats de la simulation par une étude de sensibilité complète.Dans un deuxième temps, nous étudions la possibilité de personnaliser les paramètres mécaniques de ce modèle à partir d'images médicales (IRM). Pour cela, nous proposons en premier lieu une méthode automatique de calibration qui estime les paramètres mécaniques globaux à partir de courbes de pressions et volumes. Cette technique testée sur 6 volontaires et 2 cas pathologiques nous a permis de faire une étude de spécificité qui consiste à déterminer les paramètres pertinents capables de différencier les cas pathologiques des cas sains.Une fois initialisés à ces valeurs calibrées, les paramètres sont personnalisés localement avec un algorithme d'optimisation plus complexe. Le « Reduced Order Unscented Kalman Filtering » est utilisé pour estimer les contractilités de toutes les zones AHA du ventricule gauche à partir des volumes régionaux extraits des séquences d'images IRM. Cette stratégie de personnalisation a été validée et testée sur plusieurs cas pathologiques et volontaires. Ces différentes contributions ont montré des résultats prometteurs tout au long de cette thèse et certains sont déjà utilisés pour quelques études de recherche
The clinical understanding and treatment of cardiovascular diseases is highly complex. For each patient, cardiologists face issues in determining the pathology, choosing a therapy or selecting suitable patients for the therapy. In order to provide additional guidance to cardiologists, many research groups are investigating the possibility to plan such therapies based on biophysical models of the heart. The hypothesis is that one may combine anatomical and functional data to build patient-specific cardiac models that could have the potential to predict the benefits of different therapies. Cardiac electromechanical simulations are based on computational models that can represent the heart geometry, motion and electrophysiology patterns during a cardiac cycle with sufficient accuracy. Integration of anatomical, mechanical and electrophysiological information for a given subject is essential to build such models.In this thesis, we first introduce the geometry, kinematics and electrophysiology personalizations that are necessary inputs to mechanical modeling. We propose to use the Bestel-Cl'ement-Sorine electromechanical model of the heart, which is sufficiently accurate without being over-parametrized for the available data. We start by presenting a new implementation of this model in an efficient opensource framework for interactive medical simulation and we analyze the resulting simulations through a complete sensitivity analysis.In a second step, the goal is to personalize the mechanical parameters from medical images (MRI data). To this end, we first propose an automatic calibration algorithm that estimates global mechanical parameters from volume and pressure curves. This technique was tested on 7 volunteers and 2 heart failure cases and allowed to perform a preliminary specificity study that intends to determine the relevant parameters able to differentiate the pathological cases from the control cases.Once initialized with the calibrated values, the parameters are then locally personalized with a more complex optimization algorithm. Reduced Order Unscented Kalman Filtering is used to estimate the contractilities on all of the AHA zones of the Left Ventricle, matching the regional volumes extracted from cine MRI data. This personalization strategy was validated and tested on several pathological and healthy cases. These contributions have led to promising results through this thesis and some are already used for various research studies

L'interaction sociale en univers virtuel ouvre de nouveaux horizons dans le domaine des technologies de l'information et en particulier de l'usage des jeux vidéo à des fins professionnelles (" serious game "). En introduisant la possibilité de gérer avec un certain niveau de réalisme des interactions sociales et émotionnelles entre les agents conversationnels animés (ACA) représentant des acteurs humains, cette approche permet d'envisager de nombreuses applications professionnelles qui jusqu'alors ne pouvaient être envisagées que dans le cadre domaine de l'interaction homme-homme. La difficulté principale de cette approche est de produire une dynamique des interactions humaines qui ait un sens dans le cadre des taches et des actions qui doivent être accomplies par les acteurs. Afin d'ancrer théoriquement cette question, nous avons fait référence aux approches de la cognition située (afin de prendre en compte le rôle médiateur des objets de l'environnement) et aux approches représentationnelles pour la production des actes de langage. Le contexte applicatif de ce travail de recherche concerne la rééducation de patients cérébro-lésés. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la description de la dynamique des interactions visuelles, gestuelles, verbales entre un patient et un véritable thérapeute. Cette étude nous a permis de catégoriser les différentes phases de dialogue et d'élaborer un modèle de la dynamique de l'interaction prenant en compte la personnalité des acteurs, leurs intentions, leurs comportements gestuels et verbal. A partir de ce modèle, nous avons élaboré une architecture informatique générique qui s'articule autour d'un modèle comportemental et d'un modèle kinésique. Le modèle comportemental sélectionne les actes de langage et l'attitude du personnage (empathique, neutre, etc.). Le modèle kinésique gère les expressions faciales, corporelles et gestuelles résultant du modèle comportemental. D'un point de vue théorique, nous nous sommes intéressés à la notion de présence afin d'identifier quelle était la nature des couplages pertinents permettant de produire un sentiment de présence sociale (sentiment pour les acteurs humains qui animent leurs avatars de vivre une interaction sociale non médiatisée par les éléments du dispositif technique). Enfin, le dispositif a été utilisé dans le cadre d'un programme de recherche sur le concept de neurone miroir. L'hypothèse étant que la présentation au patient d'une image virtuelle de son membre handicapé lui permettrait de mieux récupérer. Des tests IRMf associés à chaque expérience devrait permettait de confirmer ou d'infirmer le rôle de ces neurones miroir dans le processus de récupération.

La plupart des patients infectés par le VIH ont une charge virale qui peut être rendue indétectable par des combinaisons antirétrovirales hautement actives (cART); cependant, il existe des effets secondaires aux traitements. L'utilisation des modèles mécanistes dynamiques basés sur des équations différentielles ordinaires (ODE) a considérablement amélioré les connaissances de la dynamique HIV-système immunitaire et permet d'envisager une personnalisation du traitement. L'objectif de ces travaux de thèse est d'améliorer les techniques statistiques d'estimation de paramètres dans les modèles mécanistes dynamiques afin de proposer des stratégies de surveillance et d'optimisation des traitements. Après avoir introduit NIMROD un algorithme d'estimation bayésienne basé sur une maximisation de la vraisemblance pénalisée, nous montrons la puissance des approches mécanistes dynamiques pour l'évaluation des effets traitements par rapport aux méthodes descriptives d'analyse des trajectoires des biomarqueurs. Puis, nous définissons le « modèle à cellules cibles », un système ODE décrivant la dynamique du VIH et des CD4. Nous montrons qu'il possède de bonnes capacités prédictives. Nous proposons une preuve de concept de la possibilité de contrôler individuellement la dose de traitement. Cette stratégie adaptative réajuste la dose du patient en fonction de sa réaction à la dose précédente par une procédure bayésienne. Pour finir, nous introduisons la possibilité de l’'individualisation des changements de cART. Ce travail passe par la quantification in vivo d'effets de cART en utilisant des indicateurs d'activité antivirale in vitro. Nous discutons la validité des résultats et les étapes méthodologiques nécessaires pour l'intégration de ces méthodes dans les pratiques cliniques
Most HIV-infected patients viral loads can be made undetectable by highly active combination of antiretroviral therapy (cART), but there are side effects of treatments. The use of dynamic mechanistic models based on ordinary differential equations (ODE) has greatly improved the knowledge of the dynamics of HIV and of the immune system and can be considered for personalization of treatment. The aim of these PhD works is to improve the statistical techniques for estimating parameters in dynamic mechanistic models so as to elaborate strategies for monitoring and optimizing treatments. We present an algorithm and program called NIMROD using Bayesian inference based on the maximization of the penalized likelihood. Then, we show the power of dynamic mechanistic approaches for the evaluation of treatment effects compared to methods based on the descriptive analysis of the biomarkers trajectories. Next, we build the “target cells model “, an ODE system of the dynamics between the HIV and CD4. We demonstrate it has good predictive capabilities. We build a proof of concept for drug dose individualization. It consists in tuning the dose of the patient based on his reaction to the previous doses using a Bayesian update procedure. Finally, we introduce the possibility of designing an individualized change of cART. This work involves the quantification of in vivo effects of cART using in vitro antiviral activity indicators. We discuss the validity of the results and the further steps needed for the integration of these methods in clinical practice

La complexité des patients de réanimation justifie le recours à des systèmes d’aide à la décision thérapeutique. Ces systèmes rassemblent des protocoles automatisés de prise en charge permettant le respect des recommandations et des simulateurs physiologiques ou patients virtuels, utilisables pour personnaliser de façon sécuritaire les prises en charge. Ces dispositifs fonctionnant à partir d’algorithmes et d’équations mathématiques ne peuvent être développés qu’à partir d’un grand nombre de données de patients. Le principal objectif de cette thèse était la mise en place d’une base de données haute résolution automatiquement collectée de patients de réanimation pédiatrique dont le but sera de servir au développement et à la validation d’un simulateur physiologique : SimulResp© . Ce travail présente l’ensemble du processus de mise en place de la base de données, du concept jusqu’à son utilisation
The complexity of the patients in the intensive care unit requires the use of clinical decision support systems. These systems bring together automated management protocols that enable adherence to guidelines and virtual physiological or patient simulators that can be used to safely customize management. These devices operating from algorithms and mathematical equations can only be developed from a large number of patients’ data. The main objective of the work was the elaboration of a high resolution database automatically collected from critically ill children. This database will be used to develop and validate a physiological simulator called SimulResp© . This manuscript presents the whole process of setting up the database from concept to use

Cette thèse a pour but d’évaluer l'utilisation des méthodes de réduction de modèles fondées sur des approches parcimonieuses pour atteindre des performances en temps réel dans la cadre de la chirurgie computationnelle. Elle se concentre notamment sur l’intégration de la simulation biophysique dans des modèles personnalisés de tissus et d'organes afin d'augmenter les images médicales et ainsi éclairer le clinicien dans sa prise de décision. Dans ce contexte, trois enjeux fondamentaux sont mis en évidence. Le premier réside dans l'intégration de la paramétrisation de la forme au sein du modèle réduit afin de représenter fidèlement l'anatomie du patient. Une approche non intrusive reposant sur un échantillonnage parcimonieux de l'espace des caractéristiques anatomiques est introduite et validée. Ensuite, nous abordons le problème de la complétion des données et de la reconstruction des images à partir de données partielles ou incomplètes via des à priori physiques. Nous explorons le potentiel de la solution proposée dans le cadre du recalage d’images pour la réalité augmentée en laparoscopie. Des performances proches du temps réel sont obtenues grâce à une nouvelle approche d'hyper-réduction fondée sur une technique de représentation parcimonieuse. Enfin, le troisième défi concerne la propagation des incertitudes dans le cadre de systèmes biophysiques. Il est démontré que les approches de réduction de modèles traditionnelles ne réussissent pas toujours à produire une représentation de faible rang, et ce, en particulier dans le cas de la simulation électrochirurgicale. Une alternative est alors proposée via la métamodélisation. Pour ce faire, nous étendons avec succès l'utilisation de méthodes de régression parcimonieuses aux cas des systèmes à paramètres stochastiques
This thesis investigates the use of model order reduction methods based on sparsity-related techniques for the development of real-time biophysical modeling. In particular, it focuses on the embedding of interactive biophysical simulation into patient-specific models of tissues and organs to enhance medical images and assist the clinician in the process of informed decision making. In this context, three fundamental bottlenecks arise. The first lies in the embedding of the shape parametrization into the parametric reduced order model to faithfully represent the patient’s anatomy. A non-intrusive approach relying on a sparse sampling of the space of anatomical features is introduced and validated. Then, we tackle the problem of data completion and image reconstruction from partial or incomplete datasets based on physical priors. The proposed solution has the potential to perform scene registration in the context of augmented reality for laparoscopy. Quasi-real-time computations are reached by using a new hyperreduction approach based on a sparsity promoting technique. Finally, the third challenge concerns the representation of biophysical systems under uncertainty of the underlying parameters. It is shown that traditional model order reduction approaches are not always successful in producing a low dimensional representation of a model, in particular in the case of electrosurgery simulation. An alternative is proposed using a metamodeling approach. To this end, we successfully extend the use of sparse regression methods to the case of systems with stochastic parameters

Chaque année, plus de 150 000 décès sont associés aux cancers épithéliaux de l’ovaire dans le monde, notamment en raison du développement d’une résistance à la chimiothérapie. Environ la moitié de ces cancers présentent des altérations moléculaires provoquant une déficience de la réparation de l’ADN par recombinaison homologue (HRD) qui les sensibilise à l’action des inhibiteurs de la protéine PARP (PARPi). A ce jour, il n’existe pas de test capable d’appréhender le phénotype HRD dans sa globalité, limitant ainsi l’accès à ces traitements. Dans ce contexte, nous avons entrepris de mettre au point des tests fonctionnels basés sur l’utilisation d’explants tumoraux tranchés puis sur l’utilisation d’organoïdes tumoraux dérivés de tumeurs ovariennes de patientes chimio-naïves ou antérieurement traitées. La culture d’explants s’est révélée inappropriée pour la réalisation de ces tests et nous avons alors focalisé nos travaux sur les organoïdes tumoraux. Ces derniers ont été exposés au carboplatine (traitement de 1e ligne) et à deux inhibiteurs de PARP (l’olaparib et le niraparib) utilisés en traitement d’entretien. En parallèle, nous avons collecté les données cliniques des patientes (survie, intervalle sans platine, RECIST, traitements) afin d’évaluer le potentiel prédictif de ces modèles. Les organoïdes tumoraux établis ont répondu de façon hétérogène aux différents médicaments testés, et nos résultats montrent que les tests réalisés sur les organoïdes sont capables d’identifier des patientes présentant un niveau de résistance élevé au carboplatine, suggérant que ce test fonctionnel pourrait présenter un intérêt prédictif vis-à-vis de ce médicament. Concernant le potentiel prédictif des organoïdes vis-à-vis des PARPi, des profils de sensibilité variés ont été identifiés, mais la corrélation avec la réponse clinique reste à établir par des études menées sur des échantillons de tumeurs issus de patientes traitées par ces médicaments
Worldwide each year, more than 150 000 women die from epithelial ovarian cancer largely due to emergence of resistance to chemotherapy. Approximately half of these cancers display molecular alterations that cause deficiency of DNA repair via homologous recombination (HRD), which confer sensitivity to PARP protein inhibitors (PARPi). To date, there is no test capable of fully identifying the HRD phenotype, thus limiting access to these treatments. In this context, we are developing functional assays based on the use of tumor explant slices and then, on the use of tumor organoids derived from ovarian tumors of chemotherapy-naive or previously treated patients. The culture of explants was unsuitable for this application and we then focused our work on tumor organoids. Tumor organoids were exposed to carboplatin (first-line treatment) and two PARP inhibitors (olaparib and niraparib) used for maintenance therapy. In parallel, we collected clinical data from patients (survival, platinum-free interval, RECIST, treatments) to evaluate the predictive potential of these models. The established tumor organoids responded heterogeneously to different drugs, and our results show that the organoid-based assay is capable of identifying patients highly resistant to carboplatin, suggesting that this functional assay could have a predictive value for patients treated with carboplatin. Regarding the potential of organoids in predicting PARPi response, multiple sensitivity profiles have been identified, but the correlation with clinical response has yet to be determined by studies conducted on tumor samples from patients treated with these drugs

Cotutelle internationale avec l'université de Caen
La complexité des patients de réanimation justifie le recours à des systèmes d’aide à la décision thérapeutique. Ces systèmes rassemblent des protocoles automatisés de prise en charge permettant le respect des recommandations et des simulateurs physiologiques ou patients virtuels, utilisables pour personnaliser de façon sécuritaire les prises en charge. Ces dispositifs fonctionnant à partir d’algorithmes et d’équations mathématiques ne peuvent être développés qu’à partir d’un grand nombre de données de patients. Le principal objectif de cette thèse était la mise en place d’une base de données haute résolution automatiquement collectée de patients de réanimation pédiatrique dont le but sera de servir au développement et à la validation d’un simulateur physiologique : SimulResp©. Ce travail présente l’ensemble du processus de mise en place de la base de données, du concept jusqu’à son utilisation.
The complexity of the patients in the intensive care unit requires the use of clinical decision support systems. These systems bring together automated management protocols that enable adherence to guidelines and virtual physiological or patient simulators that can be used to safely customize management. These devices operating from algorithms and mathematical equations can only be developed from a large number of patients’ data. The main objective of the work was the elaboration of a high resolution database automatically collected from critically ill children. This database will be used to develop and validate a physiological simulator called SimulResp© . This manuscript presents the whole process of setting up the database from concept to use.

Pas facile de savoir communiquer efficacement en tant que chirurgien oral ! C’est probablement la raison pour laquelle nous parlons d’art pour un acte aussi banal que celui de communiquer avec son patient. L’Art de communiquer, c’est l’art de « tester »son interlocuteur pour se positionner rapidement dans sa personnalité et mettre en place le bon canal de communication. Les situations de stress simposent quotidiennement pour le patient et pour le chirurgien. Et la résolution de ces situations dépend de la qualité de communication car c’est la qualité de l’entente interpersonnelle qui va influencer celle du traitement, de la santé buccale du patient et du bien être du praticien. De nombreuses thérapeutiques sont actuellement utilisées pour faciliter la gestion du stress : la prémédication sédative (antihistaminiques, benzodiazépines, ), la sédation consciente, la psychothérapie (thérapies cognitives comportementales), l’hypnose, la musicothérapie Créée au début des années 1980 par T. Kahler, la Process Communication (PC) est un outil de compréhension du fonctionnement des différentes parties de la personnalité présentes à des degrés variables chez une personne. Cette méthode danalyse a démontré un intérêt majeur en tant quoutil positif de communication lors de séminaires de formation et pour les étudiants et enseignants (Hranicky, 2015) (Drouin 2015) (Collignon, 2013). La manière de dire les choses dans la PC a plus dimportance que le contenu du message. Dans une situation dite « stressante », le problème vient rarement de ce qui est dit mais surtout de la façon dont cela a été dit. La PC apporte une carte rapidement lisible des caractéristiques d’un type de personnalité : ses points forts, ses motivations, ses modes de communication, les environnements dans lesquels il sera à laise ou pas, les types de personnalité avec lesquels il interagira facilement ou difficilement. Il existe donc des stratégies individuelles face à chaque personnalité pour éviter les situations de «mécommunication» et pour retrouver la disponibilité intellectuelle et émotionnelle. Le premier intérêt de ce modèle est de soccuper de soi ; c’est à dire identifier nos points forts et nos motivations qui permettent d’accroître notre flexibilité et efficacité à communiquer, agir sur nos comportements de stress et utiliser au mieux nos talents personnels. Le second intérêt est de soccuper de lautre; C’est-à-dire savoir de quoi il a besoin dans sa relation. Ce modèle de communication présente un grand intérêt dans la prise en charge du patient stressé et transmetteur de stress en chirurgie orale. Il nous amène à réaliser que les difficultés de la communication ne sont pas à imputer au type de personnalité de lautre mais à la relation dysfonctionnelle existante entre deux types de personnalité. Ce changement de croyance ou dattitude mentale, vis-à-vis de lautre constitue un pré-requis indispensable à lamélioration de la flexibilité relationnelle et du professionnalisme du chirurgien oral. De futures recherches en santé seront à mener afin de diversifier les applications de cette méthode, notamment en chirurgie orale.

L’optimisation du résultat esthétique et fonctionnel des restaurations implantaires, la simplification des procédures cliniques et de laboratoire et lamélioration de la prévisibilité des traitements sont les principaux objectifs de l’implantologie moderne. Cette prévisibilité est due en grande partie à l’intégration du flux numérique dans les différents étapes du traitement: analyse esthétique virtuel « Digital Smile Design », meilleure communication avec les patients, prise en compte des paramètres biologiques, esthétiques et fonctionnels, prise dempreinte optique, numérisation des modèles, planification implantaire 3D, chirurgie guidée, optimisation du profil démergence avec les piliers anatomiques personnalisés, mise en place d’une restauration implanto-portée se rapprochant le plus possible des dents naturelles absentes, en se fondant dans son environnement tout en respectant la notion de «Biomimétique». Cette démarche permet donc aujourdhui d’anticiper le résultat de nos traitements, devenus de plus en plus complexes, et d’assurer la pérennité de nos restaurations implantaires à long terme. Le but de notre intervention est de présenter l’intégration de ces nouvelles technologies dans notre pratique quotidienne, du cas simple au plus complexe.

Les imprimantes 3D existent depuis plusieurs décennies et le principe général de la fabrication additive est de déposer des couches successives de matériau afin dobtenir un volume, à partir d’un modèle défini à l’avance grâce à une interface informatique. Depuis quelques années, ces imprimantes sont utilisées dans le domaine médical : ainsi, les chirurgiens peuvent obtenir une réplique en résine d’une situation clinique afin de planifier leur geste chirurgical pour réaliser des interventions moins invasives. Par ailleurs, on peut aujourdhui imprimer certains biomatériaux synthétiques sur mesure afin dobtenir des greffons personnalisés basés sur limagerie tridimensionnelle d’un patient. Ces applications utilisent sur des imprimantes fonctionnant principalement sur le principe de la stéréolithographie (photopolymérisation sélective de résines photosensibles) ou bien du dépôt à chaud de fil fondu : ces technologies ne permettent pas dutiliser des composés biologiques tels que des cellules ou des biomolécules. Plus récemment, des imprimantes 3D dédiées à l’impression déléments biologiques (Bio-Impression) ont été développées. On distingue la Bioimpression assistée par laser, la bioimpression par jet dencre et lextrusion dhydrogels. Ces trois méthodes présentent des points communs (utilisation d’une encre biologique, modélisation du motif à imprimer et pilotage de limprimante par une interface informatique, impression couche par couche). Cependant, en fonction de la technologie utilisée, la résolution et le volume des motifs imprimés peuvent varier de façon importante. Les machines permettant d’imprimer à haute résolution ne sont habituellement pas adaptées lorsquon cherche à obtenir des volumes importants ; de la même façon, lorsqu’une technologie permet d’imprimer des volumes importants, il est souvent difficile dobtenir de hautes résolutions dimpressions. De ce fait, on doit parfois combiner plusieurs technologies pour produire certains assemblages complexes. Ainsi, il est primordial de définir finement ses objectifs avant de choisir une technologie de bioimpression. Les applications des imprimantes 3D de tissus biologiques (Bio-imprimantes) sont toutes dans le champ de lingénierie tissulaire et aujourdhui presque exclusivement dans le domaine de la recherche. Les méthodes permettant d’imprimer à haute résolution trouvent des applications principalement en biologie cellulaire lorsquon cherche par exemple àé valuer les capacités de communication de plusieurs types cellulaires : en effet, il est possible de créer des motifs réguliers en imprimant des gouttes de bioencre contenant chacune quelques cellules avec la technologie laser. Par ailleurs, d’autres technologies basées sur lextrusion permettent de manipuler des amas cellulaires (sphéroïdes) et de les organiser entre eux, ce qui peut trouver des applications dans le domaine de la cancérologie. En combinant les technologies, on peut aujourdhui mettre en place des modèles d’étude pharmacologiques qui pourraient à terme se substituer à certaines expérimentations animales et ouvrir la voie à certaines thérapies ciblées. Enfin, la fabrication dorganes par bioimpression (« Organ Printing ») reste aujourdhui du domaine de la science fiction, même si quelques équipes travaillent sur cet aspect. Les imprimantes 3D biologiques apportent donc de nouveaux outils pour le chercheur dans de nombreuses applications en biologie et en médecine régénératrice. Le choix de la méthode la plus adaptée à L’objectif de L’étude est primordial afin dutiliser au mieux ces technologies.