Coefficient d'attenuation et de retrodiffusion dans l'os trabeculaire humain : experimentation et modelisation. relation avec la microarchitecture osseuse

• Auteur / Autrice : SANA CHAFFAI GARGOURI
• Direction : Pascal Laugier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

L'osteoporose est une maladie diffuse du squelette, elle se caracterise par une baisse de la masse osseuse et par une alteration de la microarchitecture de l'os spongieux ce qui augmente le risque de fracture chez le sujet age. Un protocole experimental a ete etabli dans le but d'une caracterisation complete, in vitro, d'echantillons de calcaneums humains (mesure de la densite, des parametres de microarchitecture et des proprietes ultrasonores). La caracterisation ultrasonore s'est basee non seulement sur la determination des parametres acoustiques habituellement mesures sur l'os comme la pente du coefficient d'attenuation ou la vitesse de propagation, mais aussi sur l'introduction de nouveaux parametres tels que : le coefficient de retrodiffusion qui est directement relie a la structure osseuse ou encore la variation en fonction de la frequence du coefficient de retrodiffusion et du coefficient d'attenuation. Tous ces parametres ont ete mesures dans une bande de frequence plus etendue (0. 2-1. 7 mhz) que celle souvent utilisee en mesures cliniques. La caracterisation tridimensionnelle de la microarchitecture de ces echantillons osseux a ete obtenue grace a une technique de microscopie a rayonnement synchrotron avec une resolution de 10 m. Les resultats montrent que les parametres ultrasonores sont essentiellement le reflet de la densite et que les parametres de microarchitecture n'interviennent pas ou tres peu dans la variabilite des parametres ultrasonores apres ajustement a la densite. L'utilisation de modeles theoriques de diffusion (faran et autocorrelation) montre que la modelisation du coefficient de retrodiffusion a partir des fonctions d'autocorrelation numeriques (estimes a partir des reconstructions 3d de l'os) donne des resultats tres proches des mesures experimentales. Ces resultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la comprehension de l'interaction entre l'onde ultrasonore et la structure osseuse.