Elastographie impulsionnelle quantitative : caractérisation des propriétés viscoélastiques des tissus et application à la mesure de contact

by Cécile Morgane Bastard

Doctoral thesis in Sciences de la Vie et de la Santé

Under the supervision of Jean-Pierre Remeniéras.

defended on 18-12-2009

in Tours , under the authority of Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours) , in a partnership with SST/FRE CNRS 2448 - Laboratoire Ultrasons Signaux et Instrumentation (équipe de recherche) .

Thesis committee President: Pascal Laugier.

Thesis committee members: Véronique Miette, Laurent Sandrin, Michel Beaugrand.

Examiners: Olivier Basset, Olivier Bou Matar-Lacaze.

  • Alternative Title

    Quantitative transient elastography : characterization of the viscoelastic properties of tissues and application to contact measurements


  • Abstract

    Transcient elastography is a tissue characterization technique used to measure non-invasively the viscoelastic properties of human tissues. In hepatology, this new technique is now a common diagnostic toll to assess liver fibrosis. However, it could still benefit from technological and algorithmic improvements to extend its use to order clinical applications. In this thesis, a numerical tool to simulate shear wave propagation in viscoelastic soft tissues was developed. Its results were validated by comparison with those provided by an analytical model and compared to experimental data. This tool was then used to test several inverse methods to compute the shear modulus and the shear viscosity of a medium from the displacements measured using ultrasound. These techniques were applied in vivo to measure the viscoelastic properties of liver. Finally, a novel micro-elastography device dedicated to the measurement of the elasticity of small organs or tissues was introduced and tested to quantify the elasticity of the liver in two murine mdols in vivo : a model of amyloidosis and a model of experimental fibrosis.


  • Abstract

    L'élastographie impulsionnelle est une technique de caractérisation tissulaire permettant de mesurer in vivo les propriétés viscoélastiques des tissus vivants en étudiant la propagation d'ondes de cisaillement. Au cours de cette thèse, un outil numérique permettant de simuler des ondes de cisaillement dans des tissus mous viscoélastiques a été développé et validé par comparaison avec un modèle analytique et des données expérimentales. Dans un deuxième temps cet outil de simulation a été utilisé pour étudier dfférentes stratégies permettant de mesurer l'élasticité de milieux hétérogènes. Plusieurs méthodes permettant de mesurer in vivo la viscosité de cisaillement des tissus vivants ont également été étudiées. Ces différentes techniques ont notamment été appliquées à l'étude des propriétés visocélastiques du foie par élastographie impulsionnelle quantative. Enfin, un nouveau système de micro-élastographie permettant de mesurer les paramètres visocélastiques de petis organes ou de tissus situés au contact de la sonde a été proposé. Ce système de micro-élastographie de contact a été appliqué avec succès pour mesurer in vivo l'élasticité du foie sur deux modèles murins : un modèle d'amyloïdose et un modèle de fibrose expérimentale.

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