Avantages et inconvénients des méthodes d’élastographie dynamique

Le Tableau 2.1 présente la liste complète des techniques d’élastographie dynamique décrites précédemment ainsi que leurs avantages et inconvénients. Plusieurs aspects importants sont abordés tels que le mode d’imagerie, la stratégie de génération des ondes de cisaillement et les algorithmes de reconstruction des paramètres mécaniques (i.e. précision, résolution spatiale, etc.).

Méthodes Avantages Inconvénients

SE  Imagerie avec un échographe standard (en mode Doppler)  Technique simple

 Aide à la détection d’inclusions rigides

 Cartographie qualitative de la rigidité

 Interprétation difficile des cartes 2- D

 Imagerie d’une région superficielle car excitateur externe

CWSE  Imagerie avec un échographe standard (en mode Doppler)  Elasticité quantitative

 Etude de la viscosité par balayage fréquentiel

 Configuration des excitateurs mécaniques difficilement réalisable pour des mesures in vivo

 Imagerie d’une région superficielle car excitateur externe

 Pas adapté aux milieux très hétérogènes car modèle théorique non valide

MRE  Validé sur une grande variété de tissus et organes

 Permet de cartographier l’élasticité, la viscosité, le module de

cisaillement complexe (modules d’élasticité et de perte), la non- linéarité, l’anisotropie.

 Distribution 3-D

 Bonne résolution élastographique

 Coût élevé

 Temps d’examen long (> 10min)  Volume de donnée important  Imagerie d’une région superficielle

car excitateur externe

 Algorithmes de reconstruction plus ou moins complexes

USVA  Technique simple à mettre en œuvre  Information fréquentielle mesurée  Carte de contraste d’excellente

résolution

 Paramètres qualitatifs

 Temps d’acquisition long (balayage 2-D)

 Technique idéale pour détecter des inclusions extrêmement rigides

(élévation de température)

SWEI  Génération à distance d’ondes de cisaillement

 Principe de base de l’élastographie par force de radiation

 Paramètres qualitatifs

 Faible amplitude de l’onde générée  Composition d’ondes de

compression et de cisaillement (modélisation complexe) TE, 1-D  Mesure de l’élasticité quantitative

 Vibration impulsionnelle pour éliminer les artefacts dus à la réflexion d’ondes harmoniques continues

 Systèmes de génération et détection de l’onde contenus dans un même élément actif (transducteur US)  Algorithme simple d’estimation de

l’élasticité

 Viscosité biaisée

 Composition d’ondes de compression et de cisaillement (modélisation complexe)

 Mesure d’une zone superficielle car excitateur externe

 Faible résolution élastographique  Mesure uniquement 1-D

 Hypothèse de milieu homogène dans le modèle de reconstruction  Mesure de la vitesse de groupe

(large bande fréquentielle) et non de la vitesse de phase (pour une

fréquence) TE, 2-D  Carte d’élasticité quantitative

 Imagerie 2-D de l’élasticité du milieu

 Systèmes de génération et détection de l’onde contenus dans un même élément actif (sonde US linéaire)  Acquisition très rapide (insensible

 Composition d’ondes de compression et de cisaillement (modélisation complexe)

 Imagerie d’une région superficielle car excitateur externe

 Hypothèses non valides : o milieu homogène

au mouvement du patient ou de l’utilisateur)

 Fusion d’une information acoustique (mode-B) à celle mécanique (élasticité)

o milieu purement élastique o variation spatiale de l’onde

principalement contenue dans le plan d’imagerie

 Dispositif lourd et encombrant  Imagerie ultrarapide non possible

avec les échographes standards  Distribution 2-D de la viscosité très

bruitée ARFI  Permet de sonder très localement

une région

 Carte de contraste liée au

comportement mécanique du tissu  Utilisé dans diverses applications  Très bonne résolution spatiale  Elasticité quantitative (pour l’ARFI

par onde de cisaillement)  Fusion de trois informations :

acoustique (mode-B), contraste de rigidité 2-D (ARFI standard), mesure locale de l’élasticité quantitative (ARFI – shear waves)  Bon rapport signal sur bruit

 Paramètres qualitatifs (carte de contraste dans l’ARFI standard)  Temps d’acquisition long (balayage

2-D)

 Énergie induite importante (élévation de température)

 Interprétation difficile des cartes 2- D

 Mesure très locale de la vitesse de l’onde

 Signal possiblement dégradé en présence de zones très rigides (i.e. calcifications)

SSI  Systèmes de génération et détection de l’onde contenus dans un même élément actif (sonde US linéaire)  Augmentation de l’amplitude de

l’onde sans augmenter l’énergie

 Hypothèse de milieu homogène dans le modèle de reconstruction  Mesure de la vitesse de groupe

(large bande fréquentielle) et non de la vitesse de phase (pour une

délivrée au tissu (génération supersonique)

 Large surface sondée en une seule acquisition (front d’onde plan)  Onde de cisaillement seule générée  Aucune pièce mécanique en

vibration

 Estimation simple de la vitesse de l’onde (temps de vol)

 Adapté pour estimer les paramètres mécaniques de structures fines (cornée, artère)

fréquence)

 Imagerie ultrarapide non possible avec les échographes standards  Faible amplitude de l’onde générée

T-MRE  Génération de l’onde de cisaillement à distance

 Fusion d’informations : résonance magnétique (temps de relaxation), mécanique (élasticité) et thermique (température locale du tissu)  Génération et imagerie de l’onde

dans un volume 3-D  Bonne résolution spatiale

 Validé seulement sur des milieux homogènes

 Coût élevé

 Temps d’examen long  Volume de donnée important  Énergie induite importante

(élévation de température)

SMURF  Elasticité quantitative obtenue par mesure ponctuelle de la vibration locale du tissu

 Génération des ondes à distance

 Énergie induite importante (élévation de température) car focalisation US à plusieurs positions  Validé seulement dans un milieu

homogène

 Viscosité non mesurée

mécaniques

 Egalement adapté pour des applications vasculaires (viscoélasticité de parois de vaisseaux)

 Adapté pour estimer les paramètres mécaniques d’un matériau à partir de la mesure sans contact (laser) d’une onde se propageant en surface

régissant le comportement

dynamique du matériau (modèle de Voigt)

 Validé seulement dans un milieu homogène

 Énergie induite importante (élévation de température) car focalisation US multiples à la même position

 Peu d’études in vivo TOE  Excellente résolution spatiale

 Fusion d’informations mécaniques (rigidité) et optiques (atténuation)

 Imagerie très superficielle  Faible rapport signal sur bruit  Validé seulement dans un milieu

homogène HMI  Mesure à distance des propriétés

viscoélastiques d’un matériau  Permet d’être couplé à la thérapie

par ablation thermique (HIFU) afin de contrôler son efficacité

 Mesure directe du module de cisaillement complexe sans a priori sur le modèle rhéologique du milieu

 Validé seulement dans un milieu homogène

 Erreur importante sur l’estimation de la viscosité (129% d’erreur sur des matériaux en gélatine [16])  Temps d’acquisition long (balayage

2-D)

 Énergie induite importante (élévation de température)  Hypothèse de milieu homogène

dans le modèle de reconstruction Tableau 2.1 : Liste des avantages et inconvénients des méthodes d’élastographie dynamique.

À partir de la liste des avantages du tableau de synthèse, la méthode d’élastographie