Etude et correction des aberrations de phase en imagerie ultrasonore matricielle en transmission à 500 kHz dans l'os du talon

par Mohamad Nasser-Eddin

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Frédéric Patat.

Soutenue en 2004

à Tours .

mots clés

• Calcanéus
• Science des ultrasons
• Imagerie (technique)
• Calcanéus
• Imagerie ultrasonore

Résumé

Le tissu osseux trabéculaire est un milieu complexe qui crée des aberrations d'onde lors de la propagation d'une onde ultrasonore. La formation du faisceau classique est dégradée et on obtient non seulement un élargissement de la tache focale et une dégradation de la résolution axiale. Nos travaux ont porté sur l'étude et la correction des aberrations de phase dans le calcanéus. Le développement d'un imageur matriciel 2D pour l'exploration de l'os du talon à 500 kHz, le Beam Scanner, donnant accès aux fonctions de transfert élémentaires nous a permis de tester une première méthode simple de correction des aberrations de phase basée sur le rephasage temporel. Les limites intrinsèques de cette méthode nous ont conduits à développer une technique de correction sans hypothèse préalable sur le milieu, appelée le filtrage inverse de propagation (adaptation des travaux de l'équipe de Mathias Fink, LOA, Paris). Cette méthode décompose la propagation entre le plan focal et la matrice de réception sur une base finie de plans d'ondes singuliers. Elle a été testée sur fantôme puis sur des images d'os in vivo.

Titre traduit

Study and correction of phase aberration in ultrasonic matricial imaging in transmission at 500 kHz of human calcaneus bone

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Résumé

Trabecular bone is a complex medium which induces phase aberration when an ultrasonic wave is traveling inside. As a consequence, the diameter of PSF (Point Spread Function) is increasing and we observe a loss in axial resolution. The aim of this work is the study and correction of phase aberration in the calcaneus. The development of a 2D arrays ultrasonic imaging system, the beam scanner which provides elementary transfer functions, allows to test a first simple method of correction based on time shifting. The limits of this method have motivated the development of an medium-assumption free technique of correction, called ''propagation inverse filtering'' (adapted from Mathias Fink works in LOA, Paris). This method decomposes the propagation between the focal plane and the reception aperture on a basis of singular wave planes. This method has been tested on a phantom and on in vivo bone image.