Note ABES Suivi par IRM de l'évolution des propriétés mécaniques des tissus lors des ablations thermiques par ultrasons focalisés MRI monitoring of mechanical properties of tissues during ablation therapies with focused ultrasound Ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) Ablations thermiques Imagerie par résonance magnétique (IRM) interventionnelle Monitoring Élastographie IRM de la force de radiation ultrasonore (MR-ARFI) High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Thermal ablations Interventional Magnetic Resonance Imaging Monitoring Elastography Magnetic Resonance-Acoustic Radiation Force Impulse (MR-ARFI) 610.28 Génie biomédical Imagerie par résonance magnétique Ablation par ultrasons focalisés de haute intensité Dissertation universitaire Tissus (histologie) -- Propriétés mécaniques Les ablations thermiques par ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU en anglais, pour High Intensity Focused Ultrasound) représentent des techniques thérapeutiques innovantes et prometteuses du fait de leur capacité unique à délivrer un traitement localisé de manière non invasive et non ionisante. Afin d’évaluer l’efficacité du traitement en temps réel tout en garantissant la sécurité de la procédure, la thérapie HIFU nécessite un monitoring précis de la destruction tissulaire. L’une des méthodes les plus précises pour assurer ce suivi est la thermométrie IRM, permettant d’obtenir une cartographie en temps réel de la variation de température des tissus. Cependant, les limitations de la thermométrie IRM, notamment son caractère relatif, sa sensibilité à de multiples sources d’erreur ainsi que le fait que la température soit un indicateur instantané de l’ablation, appellent au développement de biomarqueurs complémentaires. Les ablations thermiques étant également associées aux variations des propriétés mécaniques des tissus, celles-ci peuvent à ce titre être considérées comme de tels biomarqueurs, témoignant des dommages thermiques permanents subis au cours de la procédure. Lors de ce travail de thèse, nous avons développé une méthode s’appuyant sur la force de radiation ultrasonore et l’encodage par IRM de l’onde de cisaillement se propageant à partir du foyer ultrasonore. Cette approche permet l’estimation de l’élasticité moyenne le long de rayons dans la tache ARFI, en prenant en compte la viscosité estimée au point focal, sans compromettre l’obtention des cartes de température pendant le traitement HIFU. Cette méthode a été caractérisée sur des fantômes calibrés et a été par la suite utilisée pour le suivi d’ablations in vitro et in vivo. Elle a permis de suivre l’évolution de l’élasticité locale dans des tissus anisotropes, et pose la question du suivi de l’évolution de la viscosité des tissus pendant les ablations HIFU. High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) thermal ablation is an innovative and promising therapy relying on the unique ability of HIFU to deliver localized treatment in a non-invasive and non-ionizing manner. In order to be safe and effective, HIFU therapy requires precise monitoring of the tissue destruction. One of the most accurate monitoring methods is Magnetic Resonance (MR) thermometry, which provides real-time mapping of tissue temperature variation. However, the limitations of MR thermometry, including its relative nature, its sensitivity to multiple sources of error, and the fact that temperature is an instantaneous indicator of ablation, call for the development of complementary biomarkers. Thermal ablations are also associated with variations in the mechanical properties of the tissues, and can therefore be considered as biomarkers of permanent thermal damage. In this thesis work, we developed a method based on the acoustic radiation force and the encoding of the shear wave propagating from the ultrasound focus in the MR phase images. This approach provides the estimation of the mean elasticity along radii of the focal spot, taking into account the viscosity estimated at the focus, without compromising the monitoring with temperature maps during the HIFU treatment. This method was characterized on calibrated phantoms and was subsequently used to monitor HIFU ablations in vitro and in vivo. The evolution of the local elasticity was monitored in anisotropic tissue, while the viscosity of tissue was found to also vary as a consequence of HIFU ablation. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 9062324 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04083997 application/pdf 9091672 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/CHOQUET_Karine_2023_ED269.pdf http://www.theses.fr/2023STRAD002/abes https://theses.hal.science/tel-04083997 https://theses.hal.science/tel-04083997 https://theses.hal.science/tel-04083997 https://theses.hal.science/tel-04083997 Choquet Karine 1995-07-01 FR 265688841 0906064786D 21517354 4200020 https://theses.fr/2023STRAD002 2023STRAD002 https://doi.org/10.70675/e443d246z6773z4205zba30zb782a332aeb9 2023-01-24 Génie biomédical Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Gangi Afshin MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 033658919 Gennisson Jean-Luc MADS_PRESIDENT_DU_JURY 08942736X Breton Élodie MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 129645214 Gennisson Jean-Luc MADS_RAPPORTEUR_1 08942736X N'Djin William Apoutou MADS_RAPPORTEUR_2 146597699 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:610 Gangi Afshin Gennisson Jean-Luc Breton Élodie Gennisson Jean-Luc N'Djin William Apoutou École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 9062324