Élastographie passive in-vivo

Dans le chapitre précédent (cf. section 5.4), les résultats de refocalisation d’onde par corrélation de bruit physiologique ont été présentés. Les refocali-sations ainsi obtenues (Fig. 5.11) ont un rapport signal sur bruit qui devient vite faible en dehors du temps de refocalisation. Ainsi, pour estimer la vitesse de groupe, une moyenne spatiale est indispensable, ce qui suppose un milieu homogène. Les vitesses obtenues dans les foies de cinq sujets présentaient une moyenne de 2.5±0.5 m/s, ce qui correspondrait à une fibrose avancée de type F3 [147] propre à un diagnostic d’hépatopathies chroniques virales ou alcooliques compensées, le stade suivant étant la cirrhose. La bonne santé de tous les sujets une année après les mesures vient contredire ce résultat. La sur-estimation de la vitesse de groupe vient en réalité de la forte directivité du

Figure 6.11 – Les cartes de corrélation de bruit physiologique issu de l’ex-périence in-vivo au temps de refocalisation t=0 met en évidence des taches focales plus petites a) dans le foie (x = 29 mm, z = 33 mm), que b) dans le muscle de la ceinture abdominale (x = 27 mm, z = 7 mm). Les valeurs moyennes de la largeur à mi-hauteur (calculée à partir de ligne iso-niveau) sont respectivement de 6.2 et 17.4 mm, ceci correspondant à des vitesses de 0.6 et 1.8 m/s.

champ de bruit physiologique (cf. section 6.1). En revanche, la tomographie par longueur d’onde est suffisamment robuste pour les données passives in-vivo. Alors que la méthode d’estimation de vitesse nécessite un faible niveau de bruit ainsi qu’une faible directivité du bruit afin de suivre la propagation des ondes convergentes et divergentes, l’estimation de la largeur de tache fo-cale est bien plus robuste. En effet, cette mesure est basée uniquement sur le champ au temps de refocalisation où l’énergie est maximisée. Ce paragraphe est donc dédié à l’exploitation du champ de refocalisation in-vivo à travers la mesure de longueur d’onde présentée au paragraphe 6.2.

Les refocalisations issues de la corrélation de bruit dans le foie (Fig. 6.11a) et dans le muscle (Fig. 6.11a) ont des largeurs clairement différentes avec des largeurs à mi-hauteur de 6.2 et 24.6 mm respectivement. Le blanchiment effectué entre 5 et 68 Hz donne la fréquence maximale, pour laquelle ces taches focales correspondent à des vitesses de 0.6 et 1.6 m/s (Eq. 6.7), le foie étant bien plus mou que le muscle abdominal. La longueur d’onde est évaluée

en chaque point de mesure afin de construire une tomographie par longueur d’onde (Fig. 6.12 b) des vitesses de l’onde de cisaillement.

L’image échographique (Fig. 6.12 a) permet de distinguer la zone relative au foie (en profondeur et plus foncée) de celle relative aux muscles de la ceinture abdominale. L’interface entre le muscle et le foie se trouve à une profondeur semblable dans les deux images. La vitesse moyenne des ondes de cisaillement dans le foie (0.68 m/s) est compatible avec les mesures d’élasticité dans des foies bien portants par d’autres méthodes.

Par résonance magnétique, Huwart et al. mesurent des valeurs de 0.86±0.21 m/s à 65 Hz [68], la méthode Super-Shear-Imaging à 60 Hz donne 1.18±0.18 m/s [93] et le Fibroscan à 50 Hz indique 1.06 m/s [118]. De plus, le système Aix-plorer dont la validation clinique est maintenant acquise [129], a été utilisé afin de tester les mesures de la méthode passive ici proposée. Des images réa-lisées avec la sonde positionnée au même endroit (sous les côtes) ont donné des vitesses similaires de 0.8±0.2 m/s sur un sujet avec trois répétitions dans un foie sain. Une image donnée par cet imageur est présentée en Fig. 6.13 pour comparaison à l’image par la méthode passive (Fig. 6.12 b). Le trai-tement quantitatif de ces images a été réalisé grâce au module recherche de l’appareil dont dispose l’UFR STAPS de Nantes2.

Les mesures d’élasticité dans un muscle sont très variables et dépendent de la contraction [99] ainsi que de l’anisotropie [40]. Par exemple dans le biceps au repos, les mesures de vitesses à 50 Hz varient de 0.5 à 2 m/s pour une polarisation respectivement transversale et longitudinale [40]. De plus, Gennisson et al. ont montré que l’élasticité est 2.5 fois plus grande entre un biceps au repos et une contraction maximale. Dans notre cas, la polarisa-tion est difficile à déterminer puisque la sonde suit l’alignement des côtes et non celle des fibres musculaires. Lors de l’acquisition, les muscles abdo-minaux étaient légèrement contractés car le sujet allongé maintenait sa tête relevée. La valeur moyenne de 1.6 m/s est en total accord avec les travaux précédemment cités. Les mesures réalisées dans des conditions similaires avec l’Aixplorer donnent une vitesse plus élevée de 3.8±0.5 m/s, ce qui indique probablement une plus forte contraction. Les variations au sein de la zone

2. L’acquisition de cet échographe a été obtenu grâce au projet 14597 de “l’Association Française contre les Myopathies.”

Figure 6.12 – a) Image échographique de la région du foie. L’interface entre le muscle de la ceinture abdominal et le foie est visible autour de z=10 mm. b) La tomographie passive in-vivo de longueur d’onde montre une inter-face semblable. L’amplitude de l’image correspond à la vitesse des ondes de cisaillement déduites à partir de la longueur d’onde et de la fréquence maxi-male.

Figure 6.13 – Le système Aixplorer de Supersonic Imagine fournit une image échographique permettant de distinguer avec une grande précision l’interface entre muscle et foie. Avec une opacité de 50%, la vitesse de l’onde de cisaille-ment est représentée sur une zone de 2.5 cm de profondeur et de 3.5 cm de large. Les vitesses moyennes dans les deux milieux sont comparables à celles obtenues par tomographie passive (Fig. 6.12b).

musculaire sont importantes pour les mesures par élastographie passive (0.7 à 2.6 m/s) comme pour les mesures de l’Aixplorer (1.2 à 5.7 m/s). Les zones plus molles correspondent probablement aux espaces intermusculaires. Néan-moins, une certaine variabilité de l’élasticité du muscle est visible. Celle-ci est peut-être liée au phénomène complexe de contraction musculaire.