Protocole d’imagerie intravasculaire des artères

6.2.2.1 Réglages du banc et des différents paramètres

Après dissection, les artères ont été installées sur le banc d’expérimentation présenté dans le chapitre 5 (cf. Figure 5.2). Elles sont maintenues en étant ligaturées sur des mors. Ceux-ci sont ensuite écartés l’un de l’autre afin de reproduire la tension longitudinale

in-vivo mesurée précédemment.

Le principe du fonctionnement du banc et de mesures est montré sur le schéma 6.1.

Static pressure Pulsatile Pump Experimental bench Artery Monitoring IVUS Pressure = selector switch

Figure 6.1 –Schéma indiquant la bonne mise en place des cathéters de mesures et le principe

de fonctionnement du banc expérimental lors de l’imagerie intravasculaire ultrasonore. Les lignes rouges représentent les circuits (statique/dynamique) de mise sous pression de l’artère. Les lignes vertes et bleues indiquent respectivement les mesures de pression et RF.

Un cathéter de pression est également introduit afin de mesurer la pression au niveau du cathéter IVUS. Ce cathéter de pression permet de mesurer la pression réelle appliquée au niveau de la section étudiée sans se soucier des fuites éventuelles dues à des bifurcations non suturées. Le fait d’introduire des cathéters modifie les écoulements dans l’artère. Étant donné que les déformations mesurées sont la conséquence de la pression mesurée, cela ne pose aucun problème. A contrario, si la pression est mesurée au niveau d’un mors (par exemple), les déformations mesurées ne correspondraient plus à la pression car elle serait modifiée par les différentes pertes de charge. Dans notre cas, il est important d’avoir les pressions au niveau des sections étudiées afin de calculer les vrais modules de rigidité et de pouvoir les comparer aux mesures AFM.

L’enregistrement de la pression est réalisé grâce à une carte d’acquisition (AlazarTech ATS460, 14bits, 125M S/s).

L’acquisition des images IVUS est réalisée en récupérant le signal RF (Radio Fré-quence) de la plateforme échographique GALAXY™2 (Boston Scientific, Watertown, MA) équipée de cathéter 30M Hz Atlantis™ SR P ro 3.6 F (Boston Scientific). L’en-registrement est réalisé grâce à une carte d’acquisition haute fréquence (AlazarTech ATS9350, 12bits, 500M S/s).

Toutes les acquisitions de données ont été effectuées avec les paramètres des cartes d’acquisistion suivants :

– Fréquence d’échantillonnage des signaux RF : 250M Hz

– Amplitude maximale des signaux RF enregistrable : 0.2V

– Fréquence d’échantillonnage de la pression : 10kHz

– Amplitude maximale des signaux de pression enregistrable : 10V ⇒250mbar

Remarque 1 Notons que les données acquises (pression et signaux RF) grâce aux deux

cartes d’acquisitions sont codées en binaire. Or, la carte ATS460 réalise ses enregistre-ments sur 14bits alors que l’ATS9350 code sur 12bits. Il est donc important de prendre en compte cette différence afin de bien convertir les enregistrements binaires en données exploitables.

6.2.2.2 Acquisition des données IVUS et pression

Expériences en pression statique

Le protocole lors des acquisitions des données a été le suivant :

Après avoir mis en place l’artère avec la bonne extension longitudinale, une pression statique est appliquée afin de gonfler l’artère et de pouvoir introduire les deux cathéters (IVUS et pression) plus facilement.

L’artère est ensuite imagée sur toute sa longueur afin de détecter la présence ou non de plaques d’athéromes.

Après avoir sélectionné une section de travail sur l’artère, une première étude en pression statique est réalisée. Pour cela, une colonne d’eau a été mise en place avec différents pas de pression. La hauteur d’eau varie entre 0cm et 100cm par pas de 5cm. Ces hauteurs d’eau sont relatives. C’est-à-dire que 0cmne représente pas forcément une pression réelle nulle au niveau de l’artère. Étant donné que la pression est mesurée au niveau de la section cela n’a pas d’importance.

Pour chaque pas de pression statique, après avoir attendu quelques secondes pour être sûr que le système soit stabilisé, la section de l’artère est imagée pendant environ 3 secondes ( à raison de 30 images par seconde). Ce laps de temps permet d’avoir un

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nombre suffisamment important d’images tout en limitant l’encombrement inutile de la mémoire des disques durs (environ 20M o à 25M o pour 3s d’acquisition).

Expériences en pression dynamique

Pour les tests dynamiques différentes fréquences cardiaques ont été réalisées : – 30 battements/minute petits déplacements,

– 60 battements/minute petits déplacements, – 90 battements/minute petits déplacements, – 120 battements/minute petits déplacements, – 180 battements/minute petits déplacements, – 60 battements/minute grands déplacements.

Dans les cinq premiers cas, les amplitudes de pression ont été choisies afin d’avoir des déplacements peu importants, dans le but de respecter le plus possible les hypothèses de petits déplacements et de petites déformations. Ceci ne représente pas les conditions

in-vivo, mais permet de vérifier que les codes de calculs sont capables de retrouver la rigidité de tissus artériels lorsque les artères sont sollicitées dans le domaine de validité des différents algorithmes.

Le dernier cas de pression (60 battements/minute grands déplacements) représente quant à lui, des conditions très proches des conditions in-vivo. En effet, dans ce cas, les amplitudes de pression ont été choisies afin d’avoir de forts déplacements et de fortes déformations. Seule la fréquence de 60 battements par minute a été testée sous ces condi-tions pour des quescondi-tions de temps de manipulation des artères.

Afin d’avoir un nombre de cycles de pression suffisant, les enregistrements de données ont duré 20s pour le cas 30 battements/minute et 10s pour tous les autres.

Marquage des sections

Afin de pouvoir identifier, lors des coupes histologiques, les sections qui ont été ima-gées, il a été nécessaire de les localiser sur les artères. Pour ce faire, différentes techniques ont été testées (marqueurs, encre de chine, encre histologique. . .). L’un des inconvénients est que le marquage doit être réalisé sous l’eau. La seule méthode efficace a été de faire rouiller des aiguilles, et de les frotter au niveau de la section étudiée (sans percer l’artère). L’avantage de cette méthode, est que les aiguilles métalliques sont très facilement visible sur une image ultrasonore (figure 6.2). Il est donc aisé de se positionner correctement sur la section. De plus, la rouille reste très bien accrochée sur l’artère et se repère égale-ment lors des coupes histologiques. Cela permet d’être pratiqueégale-ment sûr que les coupes histologiques, AFM, et IVUS sont les mêmes.

Figure 6.2 – Exemple d’une image IVUS pendant le marquage d’une artère. Les flèches rouges indiquent les échos produits par une aiguille métallique se rapprochant de l’artère.