Influence de l'absorption viscoelastique et visqueuse sur la propagation ultrasonore dans l'os cortical : application à la transmission axiale
Résumé
L'os cortical et les tissus mous l'entourant sont des milieux atténuants et hétérogènes, ce qui est susceptible d'affecter les signaux mesurés par transmission axiale. Ce travail a pour objectif d'évaluer les effets de l'absorption acoustique hétérogène dans l'os et les tissus mous sur la réponse ultrasonore du système. Pour cela, une méthode de simulation par éléments finis 2-D dans le domaine temporel est développée afin de modéliser la propagation d'onde en régime impulsionnel dans un milieu tri-couche composé d'une couche inhomogène transverse isotrope viscoélastique prise en sandwich entre deux fluides visqueux. Le modèle couple la propagation acoustique visqueuse dans les deux milieux fluides avec la réponse anisotrope viscoelastique du solide. Un gradient spatial de propriétés matérielles est considéré pour deux valeurs d'épaisseur cortical (0.6 et 4 mm). Dans la configuration étudiée, l'absorption dans les tissus mous environnants n'affecte pas les résultats, alors que les propriétés viscoélastiques de l'os ont un effet significatif sur la vitesse de premier signal (FAS). Pour un os fin, la vitesse FAS est déterminée par les propriétés moyennées spatialement. Pour un os épais, la vitesse FAS peut être prédite en utilisant une technique de filtrage linéaire. Les résultats permettent d'estimer une épaisseur caractéristique de pénétration pour un gradient de viscoélasticité, mais pas pour un gradient de porosité obtenu par des lois issus de la littérature.