Caractérisation ultrasonore des transformations mécaniques du sang au cours de la coagulation

Ultrasound characterization of mechanical transformations of blood during coagulation

• Auteur / Autrice : Rachel Libgot
• Direction : Frédéric Patat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Tours
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Tours. UFR de médecine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Coagulation sanguine

Science des ultrasons

Ultrasons en médecine

Coagulation du sang

Mots clés libres

Coefficient intégré de rétrodiffusion

Taille effective de diffuseur

Vitesse acoustique

Coefficient d'atténuation

Résumé

Depuis plusieurs décennies, l’imagerie médicale ultrasonore haute-résolution occupe une place privilégiée. Le développement de sondes ultrasonores, de fréquences supérieures ou égales à 20 MHz, a permis de multiples applications dans le domaine de la caractérisation de tissus biologiques. Le processus de coagulation du sang total est un phénomène complexe de transformations biochimiques mais aussi mécaniques. Son analyse par des techniques ultrasonores a été peu abordée alors que les applications sont potentiellement nombreuses. En effet, la demande en matière de test global standard de la coagulation, utilisant du sang total, est grandissante. L’étude de paramètres acoustiques pendant la coagulation du sang total in-vitro peut fournir une information pertinente sur la mécanique du processus. Ce travail de thèse cherche donc à répondre à la question suivante : peut-on décrire les modifications mécaniques d’un milieu biologique aussi complexe que le sang ? La démarche originale consiste à étudier l’évolution de paramètres acoustiques mesurés simultanément en double-transmission et en rétrodiffusion pendant le processus de coagulation. Les résultats obtenus montrent clairement que cette mesure simultanée permet d’identifier différentes phases du processus de coagulation in-vitro. Les paramètres mesurés en rétrodiffusion renseignent sur l’agrégation érythrocytaire et plaquettaire qui a lieu pendant les toutes premières minutes, tandis que les paramètres obtenus en double-transmission renseignent sur le changement d’état liquide-gel. En particulier, le coefficient d’atténuation pourrait décrire la polymérisation de la fibrine qui est un élément majeur du processus.

The last past decades have been marked by major improvements in high resolution ultrasound imaging. Great advances in transducer technologies allowed to develop ultrasonic probes over 20 MHz and multiple applications on ultrasonic tissue characterization. Whole blood coagulation involves not only biochemical but also mechanical complex transformations. Despite the potentially numerous applications, ultrasonic techniques are not commonly applied to study whole blood clotting process. Actually, the need in terms of standard global test of coagulation, using whole blood sample, is increasing. The study of acoustical parameters during whole blood coagulation in-vitro could provide relevant information about the mechanics of this process. Then this work attempted to respond to the question : Is it possible to describe mechanical changes of a biological medium as complex as blood? The original approach consists in monitoring acoustical parameters assessed simultaneously in backscattering and in double-transmission modes during blood coagulation. The results obtained clearly showed that simultaneous measurement of parameters in double-transmission and backscattering modes are able to identify several stages during the in-vitro blood clotting process. During the very first minutes, red blood cell and plateled aggregations can be described from the backscattering parameters, and liquid-gel transition phase of blood from the double-transmission parameters. In particular, the attenuation coefficient could describe fibrin polymerization which is an important element of the process.