Multiparametric MRI approach for the brainstem

Reliant le cerveau à la moelle épinière, le tronc cérébral (TC) est une zone de convergence des voies motrices et sensitives. Il comporte différents noyaux, responsables de diverses fonctions comme la motricité, la régulation des rythmes respiratoires et cardiaques, l'origine de nerfs crâniens. Malgré une importance dans différentes pathologies neurodégénératives, l'exploration in vivo du TC reste encore aujourd'hui un enjeu à relever. La résolution employée, le faible contraste et sa localisation rendent son étude difficile en imagerie par résonance magnétique (IRM) conventionnelle. A partir de différentes séquences IRM avancées, nous avons réalisé, chez une population de patients parkinsoniens, une étude de la substance noire (SN), zone située dans la partie haute du TC. Les résultats montrent que l'imagerie du fer associée à l'imagerie de l'eau libre suggère des processus physiopathologiques sous-jacents différents. Néanmoins, aux vues de la taille des structures étudiées, le besoin de précision reste nécessaire pour une identification avec plus de fiabilité. L'originalité de la proposition est de développer une méthode dédiée au TC, afin de pallier au mieux, les difficultés de son observation. Par une optimisation des acquisitions IRM, et plusieurs traitements d'images, les résultats obtenus montrent la possibilité d'identifier facilement certaines structures et une stabilisation des valeurs quantitatives. Pour terminer, toujours dans l'objectif de l'amélioration des mesures IRM, nous nous sommes intéressés à l'IRM sur pièces anatomiques humaines. L'IRM post-mortem est utilisé dans le cadre de cette thèse pour la mise en évidence et la quantification des métaux (fer) et la corrélation avec des techniques histologiques.Connecting the brain to the spinal cord, the brain stem Brainstem (BST) is an area of convergence of motor and sensory pathways. It has different nuclei, responsible for various functions such as motor skills, regulation of respiratory and cardiac rhythms, the origin of cranial nerves. Despite its importance in various neurodegenerative diseases, in vivo exploration of BST is still a challenge today. The resolution used, the low contrast and its location make it difficult to study in conventional magnetic resonance imaging (MRI). Based on various advanced MRI sequences, we carried out a study of the substantia nigra (SN) in a population of Parkinson's patients, an area located in the upper part of the BST. The results show that iron imaging combined with free water imaging suggests different underlying pathophysiological processes. Nevertheless, given the size of the structures studied, the need for precision remains necessary for more reliable identification. The originality of the proposal is to develop a method dedicated to BST, in order to best overcome the difficulties of its observation. By optimizing MRI acquisitions and several image processing, the results obtained show the possibility of easily identifying certain structures and stabilizing quantitative values. To conclude, still with the objective of improving MRI measurements, we were interested in MRI on human anatomical parts. Post-mortem MRI is used in this thesis for the detection and quantification of metals (iron) and correlation with histological techniques