Etude du couplage acousto-magnétique : détection des gradients de conductivité électrique en vue de la caractérisation tissulaire

par Amalric Montalibet

Thèse de doctorat en Images et systèmes

Sous la direction de Jacques Jossinet.

Soutenue en 2002

à Lyon, INSA .

mots clés

• Ultrasons
• Traitement du signal
• Conduction électrique

Résumé

Le mémoire décrit le couplage d'un champ magnétique et d'un faisceau ultrasonore dans un milieu électrolytique ou biologique. Il en résulte une interaction acoustomagnétique due à la force de Lorentz qui produit une densité de courant volumique fonction des propriétés acoustiques du milieu et de sa conductivité électrique. La méthode présentée consiste à collecter le courant total généré dans un échantillon. La partie théorique du mémoire présente la phénoménologie, les équations fondamentales associées et les méthodes de traitement du signal en découlant. La partie expérimentale présente l'instrumentation développée pour cette étude et les résultats obtenus sur des gels d'agar et des échantillons biologiques. Les grandeurs des champs utilisés dans cette étude sont compatibles avec le vivant. Ce couplage permet d'associer les avantages des méthodes bioélectriques et acoustiques existantes pour une meilleure caractérisation des tissus sains et pathologiques.

Titre traduit

= Study of the acoustico-magnetic coupling : detection of electric conductivity gradients for tissue characterisation

Résumé

This report describes the coupling between a magnetic field and an ultrasound beam in an electrolyte or a biological medium. This coupling gives rise to an acoustomagnetic interaction due to Lorentz Force and produces a bulk current density depending on the acoustical properties of the medium and its electric conductivity. The presented method consists in the collection of the total current generated in the sample where the interaction takes place. The theoretical part of the report presents the phenomenology, the associated fundamental equations and the ensuing signal processing methods. The experimental part presents the purpose-made instrumentation and the results obtained on agar gel blocks and biological samples. The used field magnitudes are applicable to in vivo measurements. This interaction associates the advantages of the existing bioelectrical and acoustic methods and enables a better characterisation of pathological and normal tissues.