Imagerie ultrasonore quantitative haute fréquence : application au suivi de la formation du système cardiaque au stade embryonnaire chez la souris

par Johann Le Floc'h

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Didier Vray.

Soutenue en 2003

à Villeurbanne, INSA .

mots clés

• Imagerie ultrasonore
• Ultrasons
• Traitement du signal
• Souris -- Embryons
• Appareil cardiovasculaire

Résumé

La souris est notamment utilisée pour la compréhension de l(expression de l'ensemble des gènes du vivant. L'imagerie ultrasonore est l'une des modalités d'imagerie permettant un suivi in vivo et non invasif de son développement au cours du temps. Toutefois, la souris impose des contraintes de résolution spatiale et temporelle. Par l'utilisation de fréquences ultrasonores plus élevées, que celles utilisées chez l'homme, le développement du système cardiovasculaire et la rétrodiffusion du sang à très haute fréquence chez l'embryon de souris ont été étudiés in vivo. Entre 7 et 15 MHz, l'évolution de paramètres hémodynamiques, comme la fréquence cardiaque, a été quantifiée. Une quantification 3D a également été réalisée par la segmentation d'un volume ultrasonore. A 40 MHz, l'échogénicité du sang dans les chambres cardiaques de l'embryon variait entre EDs 12. 5 et 17. 5. Une diminution de 13 dB, liée aux changements morphologiques des globules rouges, a été mesurée entre ED 13. 5 et ED 17. 5.

Résumé

The mouse is most notably used to understand the contents of the human genome. Ultrasound is an imaging modality that allows a non-invasive and in vivo study of its development over time. At the same time, however, the mouse imposes constraints linked to spatial and temporal resolution. The development of the cardiovascular system and the backscattering from blood at the very high frequency in the mouse embryo were studied in vivo by using ultrasound frequencies higher than those used in the case of humans. Between 7 and 15 MHz, the evolution of hemodynamic parameters, such as cardiac frequency, was measured. A 3D quantification using a 3D deformable model, was also performed through the segmentation of a volume of ultrasound images. At 40 MHz, changes in blood echogenicity were observed within the embryonic mouse heart between Eds 13. 5 and 17. 5. A 13 dB decrease was measured between Eds 13. 5 and 17. 5, a decrease most likely due to the morphological changes in RBCs.