Résumé : Le terme « élastographie » fait référence aux techniques d’imagerie fournissant des informations sur les propriétés mécaniques locales des tissus biologiques, et ce dans les conditions in vivo. Ces techniques présentent un intérêt pour le diagnostic car des modifications de ces propriétés peuvent révéler le développement d’une pathologie. S’appuyant sur les modalités d’imagerie existantes, l’élastographie regroupe un ensemble varié d’approches mais qui reposent toutes sur le même principe: imager et analyser la réponse des tissus à une sollicitation mécanique, pour en extraire localement un paramètre d’intérêt (ex : module d’Young, déformation …) [1-3].

Dans cette thèse, nous nous intéresserons plus particulièrement à l’élastographie ultrasonore quasi statique [4]. Cette technique produit des cartographies de la déformation d’un milieu assujetti à une compression lente, à partir du traitement numérique des données ultrasonores radiofréquences acquises au cours de la compression. L’information se limite généralement à des images de déformation, la résolution du problème inverse étant rendue complexe en l’absence de certaines données (ex : conditions aux limites). Dans ce sujet, nous proposons de développer une méthode 3D de reconstruction du module élastique d’un milieu élastique linéaire et isotrope à partir de la connaissance des champs de déplacement/déformation et de la force appliquée. Récemment, nous avons proposé deux premières approches 2D utilisant notamment l’hypothèse des contraintes planes pour reconstruire une cartographie du module/contraste élastique d’un milieu [5-7]. Cette hypothèse a été utilisée pour pallier le manque de données 3D, les données ultrasonores acquises étant généralement des images et non pas des volumes. Les résultats obtenus avec des simulations ont permis de montrer que lorsque l’hypothèse des contraintes planes est satisfaite, des cartographies très précises du module d’Young du milieu sont obtenues, alors que lorsque cette hypothèse n’est plus respectée, une perte du contraste élastique est observée. L’approche proposée dans cette thèse est donc une approche 3D, qui fait suite aux premiers travaux réalisés. Elle est fondée sur le principe des travaux virtuels et utilise des fonctions de tests s’annulant à la frontière du domaine, sauf sur la surface où la force est appliquée. Un dispositif d’enregistrement de la force, synchronisé avec l’acquisition des données ultrasonores radiofréquences, devra également être développé. La méthode résultante sera évaluée à l’aide de simulations numériques pour lesquelles les valeurs théoriques sont connues, ainsi qu’avec des données expérimentales. En particulier, des tests seront menés sur des fantômes pour lesquels des informations sur les propriétés mécaniques sont fournies par le fabricant. Enfin, concernant les données expérimentales, une comparaison avec une méthode d’élastographie par ondes de cisaillement disponible sur un échographe clinique sera également effectuée. Le but de ces travaux est l’obtention de cartographies précises du module d’Young d’un milieu en élastographie ultrasonore quasi statique.

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