Actualité

Soutenance de thèse de Emma Kanbar

  • Sujet de thèse,
Date(s)

le 18 décembre 2017

14H
Lieu(x)

Site Tonnellé

Faculté de médecine, salle de conférence 2

Génération et optimisation du signal sous-harmonique des agents de contraste ultrasonore

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Résumé

Les produits de contraste ultrasonore ont considérablement fait évoluer la pratique de l'imagerie échographique. Composés de microbulles de gaz, capables de circuler dans le sang, ils ont facilité la visualisation de la perfusion tissulaire et le diagnostic de tumeurs cancéreuses. L'efficacité d'un agent de contraste se définit par sa capacité à rehausser le signal ultrasonore. La lecture de ce signal a nécessité la mise en place de séquences d'imagerie spécifiques, lesquelles exploitent les composantes non linéaires émises par les microbulles, et plus particulièrement le second harmonique. Néanmoins, l'exploitation du second harmonique pâtit de la propagation non linéaire des ultrasons dans les tissus, réduisant ainsi la discrimination entre les tissus et les zones pathologiques. Depuis quelques années, différents groupes de recherche tentent d'isoler d'autres harmoniques. La composante sous-harmonique apparait comme une alternative intéressante et offre de nombreux avantages : parmi ceux-ci, notons tout particulièrement la moindre atténuation du signal et l'absence de génération de composantes sous-harmoniques par propagation non linéaire. Néanmoins, le rayonnement du sous-harmonique par les microbulles est moins aisé que celui du second harmonique, et requiert l'utilisation de pressions plus élevées, ce qui en fait un inconvénient notable pour son exploitation en imagerie. Dans le cadre de cette thèse, nous nous proposons d'étudier expérimentalement la génération du sous-harmonique et d'apporter des solutions afin de permettre son optimisation et son exploitation. Les microbulles, qui constituent les produits de contraste, ont des compositions chimiques diverses, ce qui modifie leur comportement. De plus, leur interaction avec les ondes ultrasonores engendre des phénomènes mécaniques tels que la déflation, les rendant instables au cours du temps, et pouvant provoquer des modifications dans leur réponse acoustique.
Dans un premier temps, nous avons étudié les effets du composant gazeux de la microbulle sur la réponse sous-harmonique. Ces travaux ont permis de découvrir que ce signal n'est pas constant au cours du temps. Pourtant, la stabilité de celui-ci est indispensable à la mise en place de cette modalité de manière efficace. À l'issu de nos mesures, nous avons démontré qu'il était possible de stabiliser la composante sous-harmonique et de l'optimiser grâce à une sélection précise du constituant gazeux. Cette étude sera illustrée par des modèles expérimentaux et une étude préliminaire en imagerie. Afin d'avoir une meilleure compréhension du phénomène, notre étude se poursuit sur les effets de la déflation, celle-ci engendrant des échanges gazeux avec le milieu extérieur. Pour cela, nous avons caractérisé individuellement un groupe de microbulles à l'aide d'une caméra ultra-rapide (Brandaris 128). Les résultats obtenus montrent que la déflation engendre une augmentation de l’amplitude de la composante sous-harmonique. Tous ces résultats mettent en avant l'importance de considérer, à l'avenir, la composition chimiques des microbulles et ses interactions avec les ondes ultrasonores pour le développement des futures modalités d'imagerie de contraste.

Jury :

Rapporteurs : Olivier Couture et Frédéric Padilla

Examinateurs : Christian Cachard et Ayache Bouakaz

Invité : Peter Frinking