Estimation 3D de la déformation des tissus mous biologiques par traitement numérique des données ultrasonores radiofréquences

par Jean-François Deprez

Thèse de doctorat en Images & Systèmes

Sous la direction de Olivier Basset et de Elisabeth Brusseau.


  • Résumé

    Le but de l'èlastographie ultrasonore est de fournir aux praticiens hospitaliers une information relative à l'élasticité locale d'un milieu biologique. Ce type d'information présente en effet un intérêt fondamental en diagnostic clinique car les processus pathologiques sont souvent liés à des variations d'élasticité dans les tissus biologiques. L'élastographie dite« statique », domaine dans lequel s'inscrit ce travail, repose sur un principe simple de mécanique : sous l'action d'une même contrainte une zone molle se déforme davantage qu'une zone rigide. L'élasticité locale d'un milieu peut donc être révélée en imageant sa déformation sous l'action d'une contrainte. L'estimation de la déformation est réalisée par une analyse des signaux échographiques acquis avant et après compression du tissu, en mesurant les modifications induites par la contrainte. Jusqu'à récemment, les techniques de traitement du signal utilisées en élastographie étaient essentiellement des méthodes monodimensionnelles. Mais cette caractéristique s'avère trop limitative, car les milieux biologiques se déforment de manière tridimensionnelle. Si l'on ne tient pas compte du mouvement local 3D, la déformation estimée sera erronée. Elle le sera d'autant plus que la contrainte appliquée sera importante et que le milieu sera hétérogène. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé un modèle numérique 3D de traitement des données ultrasonores radiofréquences pour l'estimation de la déformation. L'algorithme développé a en particulier été appliqué à la détection précoce de l'escarre.

  • Titre traduit

    = Ultrasound signal processing for soft biological tissues 3D strain estimation -Application to pressure ulcer early detection


  • Résumé

    Ultrasound elastography is now recognized as a promising technique for tissue characterization. Its aim is to provide information about the mechanical properties of soft biological tissues. Since many pathological processes, such as breast or prostate cancer, involve a significant change in tissue stiffness, this information may be of great help for clinicians. This thesis deals with static elastography, which investigates tissue deformation under an externalload. Ln practical terms, pairs of preand post-compression ultrasonic radio-frequency signals are acquired, and changes induced within the signals by the stress are analyze to compute a map of local strains. Accurately estimating the strain is one of the fundamental challenges in elastography, because the clinician's diagnosis will rely on these estimations. Since static elastography has appeared in the early 90s, mainly 1 D methods were developed, estimating the deformation along the US beam's propagation axis. But biological soft tissues are almost incompressible: tissue deformation due to the external static load is therefore three-dimensional. Ln such conditions, 1 D or 2D techniques may lead to insufficiently accurate estimations. That is why we propose in this thesis a 3D technique, designed to accurately estimate biological soft tissue deformation under load. This estimator is applied to pressure ulcer early detection.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-183. Bibliographie de l'auteur p. 193-194

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3314)
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