Transmission de signaux stochastiques pour optimiser le contraste en imagerie par inversion d'impulsions
Résumé
Il y a environ 25 ans, l'imagerie ultrasonore de contraste fut à l'origine d'un bond en avant de la qualité des images échographiques. Alors que seules les interactions linéaires entre l'onde ultrasonore et le produit de contraste constitué de microbulles permettaient de construire une image B-mode des tissus explorés, ce sont les interactions non-linéaires entre cette onde et les microbulles qui permirent d'améliorer considérablement le contraste des images. Cette révolution bouleversa l'imagerie ultrasonore à tel point que l'imagerie harmonique ultrasonore s'imposa comme méthode de référence, tant pour l'imagerie de contraste que pour l'imagerie tissulaire. Dès lors, de nombreuses méthodes d'imagerie furent proposées pour améliorer le contraste en exploitant les non-linéarités générées pour le milieu. Les plus connues sont basées sur le codage de l'excitation, comme l'inversion d'impulsions.
L'onde ultrasonore qui explore ces milieux doit être correctement ajustée pour une utilisation optimale de ces méthodes. Cependant, aucun processus d'optimisation n'est habituellement implémenté. Le but de cette étude est donc de trouver l'excitation optimale pour obtenir le meilleur contraste. Malheureusement, la résolution directe de ce problème nécessite des connaissances a priori du milieu et des transducteurs, ce qui n'est pas toujours accessible facilement en pratique. De plus, toutes les excitations ne sont pas réalisables selon la nature du générateur de tension utilisé dans l'échographe. Par exemple, pour des raisons de simplicité et de coût de conception, il peut être préférable d'utiliser un générateur bipolaire.
Nous proposons donc d'ajouter une rétroaction à la chaîne d'imagerie. Afin de réduire les hypothèses sur la nature de l'onde optimale, la boucle fermée créé des ondes aléatoires qui explorent le milieu. Un algorithme génétique utilise les informations obtenues pour converger vers l'onde optimale qui maximise le contraste sous la contrainte du générateur utilisé.
En appliquant ce principe à l'imagerie harmonique tissulaire, le contraste a pu être augmenté d'environ 35 % dans nos simulations. De plus, ces bonnes performances se retrouvent en imagerie de contraste avec une augmentation du contrast-to-tissue ratio (CTR) de près de 3 dB. A chaque fois, notre méthode a permis de maximiser le contraste en trouvant l'onde adaptée pour chaque milieu exploré.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)