Note publique d'information : Ces travaux de thèse portent sur la mise au point d'une technique d'élastographie
quantitative à haute résolution pour l'estimation des propriétés biomécaniques de
la cornée et de la peau. Pour cela, nous avons implémenté la méthode Supersonic Shear
wave Imaging (SSI) à des fréquences ultrasonores atteignant 20 MHz. L'élastographie
SSI consiste à déterminer la rigidité d'un milieu à partir de la vitesse de propagation
d'une onde de cisaillement dans ce milieu. La géométrie de la cornée et de la peau,
qui sont des organes d'épaisseur submillimétrique, impose un guidage des ondes d cisaillement
le long des interfaces de ces organes, engendrant des phénomènes dispersifs. Nous
avons donc dans un premier temps développé un modèle permettant de calculer quantitativement
le module d'Young à partir des courbes de dispersion de l'onde de cisaillement. Dans
un second temps nous avons mis en application l'élastographie SSI pour obtenir des
cartographies des propriétés élastiques de cornées porcines ex vivo et in vivo et
du derme humain in vivo. Le comportement élastique anisotrope et non-linéaire de ces
deux tissus a ainsi pu être observé. Nous avons ensuite réalisé une étude préclinique
en ophtalmologie, qui démontre la faisabilité d'utiliser l'élastographie SSI pour
évaluer in vivo le durcissement cornéen induit par un traitement appelé « cross-linking
de collagène cornéen ». Enfin, nous avons mené deux études cliniques en dermatologie.
L'une a permis d'étudier les variations d'élasticité du derme au cours du vieillissement,
l'autre concerne la caractérisation de lésions cutanées.
Note publique d'information : This thesis presents the implementation of a high-resolution quantitative elastography
technique for the assessment of the biomechanical properties of the cornea and the
skin. For this purpose, the Supersonic Shear wave Imaging (SSI) method has been upgraded
to high-frequency ultrasound (up to 20 MHz). The SSI elastography consists in retrieving
stiffhess of a medium from the speed of a shear wave propagating across this medium.
In thin layered organs such as the cornea and the skin, the shear wave undergoes a
guided propagation which leads to dispersive effects. Thus, a model has been developed
to recover quantitatively the Young's modulus from the dispersion curves. We have
then obtained elasticity maps of porcine corneas (in both ex vivo and in vivo conditions)
and human dermis in vivo. These experiments have highlighted the anisotropic and non-linear
elastic behavior of these tissues. Finally, we have demonstrated the feasibility of
using the SSI elastography for the in vivo monitoring of the corneal stiffening induced
by an ophthalmic treatment called "corneal collagen cross-linking". We have also conducted
two clinical trials on the human dermis. In the first study, the elasticity changes
induced by skin aging have been investigated. A second study concerns the characterization
of cutaneous lesions.