Traitement du signal et simulations pour l'élastographie ultrasonore impulsionnelle appliquée au foie

par Stéphane Audière

Thèse de doctorat en Signal et images

Sous la direction de Maurice Charbit et de Elsa Angelini.

Soutenue en 2011

à Paris, Télécom ParisTech .


  • Résumé

    L'évaluation de la fibrose hépatique est une source d'information essentielle pour le clinicien lors du diagnostic, traitement et suivi de maladies chroniques du foie. La société Echosens propose un appareil médical d'élastographie impulsionnelle ultrasonore, appelé Fibroscan. Cette technique consiste à mesurer la vitesse de propagation d'une onde de cisaillement dans le tissu hépatique engendrée par une sollicitation mécanique. La vitesse de cisaillement est directement reliée au degré de fibrose. Nous avons dans un premier temps développé des outils numériques basés sur la méthode des éléments finis pour étudier l’élastographie impulsionnelle, de façon à disposer d'observations dans des conditions expérimentales contrôlées. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à des pré-traitements temps réel du signal ultrasonore rétro-diffusé. Deux applications concrètes étaient visées : (i) l'estimation de la distance entre la sonde du Fibroscan et le parenchyme hépatique, (ii) la détection automatique d'une zone homogène du tissu hépatique. Enfin, nous avons analysé de façon détaillée la capacité de ces paramètres spectraux à discriminer les stades de fibrose vis à vis de l'élasticité. L'ensemble des résultats a été obtenu sur une cohorte de 181 volontaires. Dans une troisième partie, nous nous sommes intéressés au problème lié à la méconnaissance de l'angle d'observation de la sonde par rapport à la direction de propagation de l'onde de cisaillement. Nous sommes partis sur une approche souvent associée au retournement temporel ou au filtrage adapté. Une autre façon d'aborder le problème est d'utiliser une approche paramétrique par maximum de vraisemblance.

  • Titre traduit

    Signal processing and simulations for ultrasonic elastography


  • Résumé

    The assessment of liver fibrosis is an essential source of information for the clinician in the diagnosis, treatment and monitoring of chronic liver disease. Echosens provides a medical device for ultrasonic elastography called Fibroscan. This technique involves measuring the velocity of a shear wave in the liver tissue caused by mechanical stress. This shear rate is directly related to the degree of fibrosis. We initially developed numerical tools based on finite element modeling for the study of elastography experiments, in order to have observations in controlled experimental conditions. In a second part, we were interested in real-time pre-processing of ultrasound backscattered signal. Two specific applications were covered: (i) estimating the distance between the probe and the Fibroscan liver parenchyma, (ii) automatic detection of a homogeneous area of liver tissue. Finally, we analyzed in detail the ability of these spectral parameters to discriminate different stages of fibrosis according to the elasticity value. All results were generated from a cohort of 181 volunteers. In the third part, we were interested in the problem of the lack of knowledge of the viewing angle of the probe related to the direction of the propagation of the shear wave. We focused on an approach often associated with temporal reversal or matched filtering. Another way to address the problem is to use a parametric approach by maximum likelihood.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (270 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 181 réf. bibliogr. Résumé étendu en français

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  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 3.524 AUDI
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