Modélisation et caractérisation du plissement cortical - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Modélisation et caractérisation du plissement cortical

Modeling and characterization of cortical folding

Résumé

Perinatal ischemic stroke constitutes the leading cause of unilateral cerebral palsy or epilepsy in term-born children. However, the causes of these observed disabilities remain unclear. In this context, computational modeling is a powerful tool to provide a better understanding of the early brain folding process. Recent studies based on biomechanical modeling have shown that mechanical forces play a crucial role in the formation of cortical convolutions. However, the effect of physical parameters in these models, and the correlation between simulation results and biological facts remain unclear. In this thesis, using a biomechanical brain folding model, we investigate the effect of the cortical growth, the initial geometry and the initial cortical thickness on cortical folding patterns. In addition, we improve the biomechanical model by adding a new brain longitudinal length growth model and a spatio-temporal differential cortical expansion mechanism to the model. Furthermore, in order to quantify the surfacemorphology of simulations, several descriptors of the folds are used such as curvaturebased measures, gyrification index and sulcal depth. Besides, we introduce a novel approach to measure the folding orientation through geometric tools.
L'AVC ischémique périnatal constitue la principale cause de paralysie cérébrale unilatérale ou d'épilepsie chez les enfants nés à terme. Cependant, les causes de ces incapacités observées restent floues. Dans ce contexte, la modélisation informatique est un outil puissant pour fournir une meilleure compréhension du processus de plissement cérébral précoce. Des études récentes basées sur la modélisation biomécanique ont montré que les forces mécaniques jouent un rôle crucial dans la formation des convolutions corticales. Cependant, l'effet des paramètres physiques dans ces modèles et la corrélation entre les résultats de la simulation et les faits biologiques restent flous. Dans cette thèse, en utilisant un modèle biomécanique de plissement cérébral, nous étudions l'effet de la croissance corticale, la géométrie initiale et l'épaisseur corticale initiale sur les patterns des plis corticaux. En outre, nous améliorons le modèle biomécanique en ajoutant un nouveau modèle de croissance de la longueur longitudinale du cerveau et un mécanisme d'expansion corticale différentielle spatiotemporelle au modèle. De plus, afin de quantifier la morphologie de surface des simulations, plusieurs descripteurs des plis sont utilisés tels que les mesures basées sur la courbure, l'indice de gyrification et la profondeur sulcale. Nous introduisons également une nouvelle approche pour mesurer l'orientation des plis à l'aide d'outils géométriques.
Fichier principal
Vignette du fichier
2021IMTA0248_Wang-Xiaoyu.pdf (24.03 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03556360 , version 1 (04-02-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03556360 , version 1

Citer

Xiaoyu Wang. Modélisation et caractérisation du plissement cortical. Signal and Image Processing. Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, 2021. English. ⟨NNT : 2021IMTA0248⟩. ⟨tel-03556360⟩
126 Consultations
27 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More