Viscoelasticity Imaging of Biological Tissues and Single Cells Using Shear Wave Propagation

Changes in biomechanical properties of biological soft tissues are often associated with physiological dysfunctions. Since biological soft tissues are hydrated, viscoelasticity is likely suitable to represent its solid-like behavior using elasticity and fluid-like behavior using viscosity. Shear wave elastography is a non-invasive imaging technology invented for clinical applications that has shown promise to characterize various tissue viscoelasticity. It is based on measuring and analyzing velocities and attenuations of propagated shear waves. In this review, principles and technical developments of shear wave elastography for viscoelasticity characterization from organ to cellular levels are presented, and different imaging modalities used to track shear wave propagation are described. At a macroscopic scale, techniques for inducing shear waves using an external mechanical vibration, an acoustic radiation pressure or a Lorentz force are reviewed along with imaging approaches proposed to track shear wave propagation, namely ultrasound, magnetic resonance, optical, and photoacoustic means. Then, approaches for theoretical modeling and tracking of shear waves are detailed. Following it, some examples of applications to characterize the viscoelasticity of various organs are given. At a microscopic scale, a novel cellular shear wave elastography method using an external vibration and optical microscopy is illustrated. Finally, current limitations and future directions in shear wave elastography are presented

Développement d'une méthode d'élastographie par résonance magnétique pour l'évaluation du disque intervertébral

RÉSUMÉ La dégénérescence discale est un problème ayant des répercussions sociales et économiques importantes. Malheureusement, les outils de diagnostic sont encore limités en ce qui a trait au diagnostic précoce et non-invasif de la pathologie. Comme des changements de comportements mécaniques sont présents dès les premiers stades de dégénération, des efforts ont été réalisés pour caractériser mécaniquement le disque intervertébral (DIV) par imagerie médicale. L’élastographie par résonance magnétique (ÉRM) permet de mesurer quantitativement les propriétés mécaniques de tissus en mesurant la propagation d’ondes de cisaillement. Cette technique a donc été identifiée comme possédant un fort potentiel pour la détection précoce des changements de propriétés mécaniques du DIV. L’hypothèse sous-jacente à ce projet est qu’il est possible de mesurer les propriétés mécaniques du disque intervertébral en analysant la propagation d’ondes de cisaillement par ÉRM. Pour réaliser des acquisitions ÉRM sur le DIV, un montage expérimental adapté doit être conçu. De nombreux types de montages emploient une variété d’orientations d’excitation, de types d’actuateurs et de matériaux d’enrobages. Dans le but d’étudier différentes orientations d’excitation, des montages non-magnétiques permettant de faire varier ce paramètre ont été conçus. Le DIV étant un tissu rigide, des fréquences élevées sont nécessaires pour son évaluation. Un actuateur piézoélectrique a été choisi pour permettre son orientation libre dans l’appareil d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et générer des vibrations de bonne amplitude dans la plage de fréquence étudiée (1000Hz-1800Hz). Le silicone wirosil® a été choisi comme matériau d’enrobage puisqu’il est possible d’obtenir une rigidité comparable au tissu étudié et d’éviter les échanges avec le tissu. De plus, il est simple à préparer et produit une bonne intensité de signal sur les images IRM. Un algorithme de simulation d’ondes de cisaillement a été implémenté. Les forces et les faiblesses de l’algorithme d’inversion algébrique de l’équation différentielle (AIDE), de la méthode des champs virtuels (VFM) et de la formulation faible présentée par Cortès et al. (FF) ont été évaluées. Trois paramètres ont été étudiés, soit le niveau de bruit, la résolution (ou la taille des voxels) et la rigidité (ou le rapport longueur d’onde-champ de vision).----------ABSTRACT The degenerative disc diseases have important social and economic repercussions. Unfortunately, diagnostic tools are still limited regarding early and non-invasive diagnostic of the pathology. As mechanical behavior changes can be observed in the early stages of disc degeneration, efforts have been made to mechanically characterize the intervertebral disc (IVD) using medical imaging. Magnetic resonance elastography (MRE) allows quantitative measurements of tissues mechanical properties by measuring shear waves propagation. Thus, this technique has been identified as having strong potential for detecting the early mechanical properties changes in the IVD. The hypothesis is that it is possible to measure the mechanical properties of the IVD by analysing shear wave propagation using MRE. To realize IVD MRE, an experimental setup must be designed. Many types of setups use different excitation orientations, actuator types and embedding materials. With the objective to study different excitation orientations, non-magnetic setups allowing variation of that parameter have been designed. As the IVD is a stiff tissue, high frequencies would be needed for its evaluation. A piezoelectric actuator was selected in order to allow variable orientations in the magnetic resonance imaging (MRI) system and generation of sufficient amplitude vibrations in the studied frequency range (1000Hz-1800Hz). Wirosil® silicone was chosen as embedding material as it is possible to produce a stiffness comparable with the studied tissue, to eliminate fluid exchanges with the tissue. Moreover, it is easy to prepare and produces high intensity MRI images. A shear wave simulation algorithm was implemented. Advantages and disadvantages of the algebraic inversion of the differential equation (AIDE) algorithm, the virtual field method (VFM) and weak formulation presented by Cortès et al. (FF) were evaluated. Three parameters were studied, the level of noise, the resolution (or voxel size) and the stiffness (or wavelength to field of view ratio)

Analysis in magnetic resonance elastography: study and development of image processing techniques

Tese de mestrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (Radiações em Diagnóstico e Terapia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012The term “Elastography‖” unifies biomechanics with imaging sciences and was driven by the well-documented effectiveness of palpation as a diagnostic technique for detecting cancer and other diseases. Notoriously, during the last decade Magnetic Resonance Elastography (MRE) has emerged as the most accurate imaging modality to non-invasively assess the rheological properties of tissue. Using a phase-contrast MRI technique together with an external mechanical actuation device, it is possible to detect propagating shear waves inside the human body. Viscoelastic properties can then be extracted by applying inversion methods to the acquired phase data. Due to the richness and significance of the data, and in spite of enduring challenges related to the complexity of the computations involved, MRE attracted strong interest and is now a thriving area of research. The computations necessary to calculate maps of viscoelastic tissue properties are indeed substantial and are generally done on remote computers after completion of experiments. The need for higher flexibility in large scale clinical studies led to the development, in the current project, of an automated toolbox for real time MRE data processing implemented within the scanner environment. The most commonly used direct inversion methods, Algebraic Helmholtz Inversion (AHI) and Local Frequency Estimation, show considerable performance differences under similar initial conditions. Assumptions underlying such algorithms were studied by comparing noise sensitivity and resolution on synthetic, phantom and in vivo brain datasets. Finally, a clinical application of the AHI approach was performed on brain and abdominal data from healthy individuals. The ensuing values of brain viscoelasticity suggest higher stiffness in white matter compared to grey matter. Preliminary results also show a pronounced age-related decrease in brain stiffness and viscosity. The liver, kidney and spleen were assessed with abdominal MRE and the results support a statistically significant higher stiffness in the spleen compared to liver and kidney.A rigidez e viscosidade são das propriedades mecânicas intrínsecas dos tecidos com maior relevância fisiopatológica. Segundo as fontes conhecidas, desde 400 a.C., a palpação tem sido o método mais utilizado como primeira fonte de avaliação médica, de forma a detectar pequenas massas ou tumores em tecidos moles. No entanto, a experiência profissional do médico e a própria localização da massa têm um grande impacto na qualidade do diagnóstico efectuado. Sabendo que o módulo de elasticidade possui uma variabilidade nos tecidos moles superior à de outras propriedades físicas, como a absorção de raios X ou o tempo de relaxamento em ressonância magnética nuclear, e que a ressonância magnética é das técnicas que, até à data, foi capaz de produzir imagens com maior qualidade e resolução espacial, surgiu uma forte motivação para unificar a biomecânica com a imagiologia por ressonância magnética. Deste modo, a Elastografia por Ressonância Magnética (MRE, do inglês “Magnetic Resonance Elastography‖” apareceu em meados dos anos 90 do século passado, permitindo avaliar e medir com um elevado grau de exactidão as propriedades reológicas dos tecidos, de modo não invasivo. Utilizando uma técnica de contraste de fase em MRI, em conjunto com um dispositivo dinâmico de oscilação mecânica, a MRE mostra um potencial muito grande para detectar a propagação de ondas mecânicas no corpo humano, com uma precisão da ordem de grandeza dos mícrons. Posteriormente à aquisição das chamadas “imagens de fase”, o processamento de imagem, através da aplicação de algoritmos de inversão, permite quantificar o comportamento reológico do meio. Esta nova modalidade de diagnóstico deu até hoje lugar a um conjunto de estudos pré-clínicos que permitiram a investigação das condições mecânicas associadas a alterações fisiológicas e patológicas, em tecidos nos quais esta abordagem nunca tinha sido possível. Éntre esses tecidos, é de destacar o caso do cérebro, um órgão onde a palpação ou aplicação de elastrografia convencional, associada a ultrassons, é inviável devido à presença da caixa craniana. Podem-se, assim, enumerar alguns estudos empreendidos com esta técnica até hoje, de inquestionável impacto científico e clínico: a fibrose hepática, o envelhecimento do cérebro, a esclerose múltipla, a hidrocefalia e os tumores cerebrais. Uma das áreas que actualmente atrai maior interesse consiste na correcta quantificação da viscoelasticidade a partir dos dados adquiridos no scanner. Tendo como base premissas diferentes, muitos algoritmos foram propostos para inverter a equação de ondas, calculando parâmetros relevantes a partir da simples propagação das ondas nos tecidos. Os métodos mais intuitivos designam-se por métodos directos, sendo os mais comuns a Inversão Algébrica da equação de Helmholtz (AHI, do inglês “Algebraic Helmholtz Inversion‖” e a Estimação da Frequência Local (LFE, do inglês “Local Frequency Estimation‖”. O primeiro tem por base uma origem matemática, realizando a inversão local em cada ponto da matriz da imagem segundo a equação de Helmholtz. A técnica de LFE, por outro lado, resolve o problema através de métodos de processamento, onde a aplicação de uma cadeia de filtros permite extrair a frequência espacial local das ondas de shear, estando esta relacionada com o módulo da elasticidade através de uma simples relação algébrica. Neste contexto, a tese apresentada prende-se com os métodos de análise de imagem em MRE, nomeadamente tanto no estudo como no desenvolvimento de técnicas que permitem uma avaliação das propriedades dinâmicas do meio, com precisão, exactidão e flexibilidade. Um dos problemas da baixa aplicabilidade da técnica de MRE a grandes estudos clínicos é, de facto, a falta de flexibilidade na obtenção de mapas de elasticidade. O volume de cálculos necessários para a construção desses mapas é muito grande, e por isso esses cálculos são geralmente efectuados em computadores independentes, depois de terminada a etapa da aquisição dos dados. Desta forma, o primeiro projecto consistiu no desenvolvimento de uma toolbox que permitisse o processamento de imagem em tempo real, embutido no proprio scanner. Assim, aquando da aquisição de uma experiência de elastografia, será possível obter não só a disposição espacial e intensidade da propagação das ondas mecânicas, mas também um mapa adicional correspondente à elasticidade do tecido, directamente na sala de controlo. Para este efeito, foi desenvolvido um algoritmo de reconstrução codificado num ambiente compatível com o sistema de computação de scanners da Siemens. Depois de várias fases de avaliação, desenvolvimento, debugging e validação do algoritmo, tanto offline como inline em simuladores, foram realizados testes no próprio scanner em fantomas e no cérebro de um voluntário saudável, utilizando várias frequências de oscilação. Desta forma, pôde-se verificar o sucesso global da toolbox implementada. Ainda assim, será necessária uma fase de optimização no sentido de criar uma toolbox de uso mais familiar e melhorar o algoritmo em si, corrigindo alguns problemas da versão actual. Os dois algoritmos de reconstrução mais utilizados a nível clínico, AHI e LFE, anteriormente apresentados e contextualizados, revelam um desempenho surpreendentemente diferente, sob condições iniciais idênticas e não obstante os princípios físicos subjacentes serem semelhantes. Estas inconsistências reflectem-se numa vasta gama de valores para o módulo de elasticidade verificados na literatura. Por conseguinte, foi efectuado um estudo para testar a qualidade das reconstruções em termos de sensibilidade, resolução espacial e eficácia na reconstrução em fantomas gerados sinteticamente, onde ruído, atenuação, ondas de compressão e padrões de interferência foram adicionados a uma equação de ondas básica. Para avaliar o desempenho dos algoritmos em dados de MRE extraídos do scanner, utilizaram-se jogos de dados obtidos com fantomas de gel sem e com inclusões de elasticidade dissemelhante entre regiões, assim como dados cerebrais de indivíduos saudáveis. Em geral, os resultados demonstram que o método LFE é mais eficaz em condições ideais, mas carece de precisão na análise de imagens sintéticas com artefactos tal como em dados reais. Isto é devido essencialmente a uma filtragem excessiva, assim como ao facto de o algoritmo não considerar a atenuação como uma premissa do modelo. Pelo contrário, os mapas obtidos pelo método AHI são mais nítidos mas são altamente susceptíveis a ruído. Mais se concluiu, que certas metodologias que antecedem a inversão são de extrema importância, destacando-se o processo de filtragem espacial. Finalmente, a medição das propriedades físicas dos fantomas através de reometria convencional permitiu verificar uma disparidade nas duas técnicas, podendo levar à conclusão de que as reconstruções obtidas em MRE são sobrestimadas. No entanto, deve ser efectuada uma análise mais profunda em condições experimentais tão idênticas quanto possível, para que se possam confirmar estes efeitos. O método AHI foi escolhido para estudar o cérebro de nove indivíduos saudáveis com idades compreendidas entre os 19 e os 62 anos. Neste estudo foram identificadas diferenças significativas, tanto na elasticidade como na viscosidade da matéria branca e cinzenta em todos os indivíduos, constatando-se que a última é a menos rígida. Além disso, um modelo linear regressivo foi ajustado aos valores obtidos com o método AHI tendo em conta a idade do sujeito, de forma a verificar tendências relativas esta variável.Resultados preliminares evidenciam uma distribuição linear com um declive negativo indicativo de um decréscimo pronunciado da elasticidade do tecido cerebral com a idade: a percentagem de decréscimo anual previsto foi de 0,75%. Apesar de não ser estatisticamente significativo, foram ainda identificadas pequenas diferenças nas taxas de decréscimo da elasticidade e viscosidade da matéria branca e cinzenta. No entanto, os resultados obtidos fazem parte de um estudo em curso e, como tal, será necessário testar um amostra superior para confirmar os resultados mencionados, assim como métodos mais sofisticados para analisar os dados. Por fim, realizou-se um estudo sobre as propriedades viscoelásticas de tecidos do abdómen. Sendo a sequência utilizada baseada em “Echo Planar Imaging” (EPI), as inomogeneidades do campo magnético e artefactos de ghosting são mais pronunciados na aquisição de imagem em tecidos moles no abdómen. Foi necessário assim, numa primeira fase, optimizar o protocolo de aquisição: o uso de bandas de saturação para suprimir o tecido adiposo, ajustes no “Field of View”, o uso de técnicas de shimming e aquisição de imagem apenas durante apneia expiratória. O dispositivo que permite a distribuição de propagação das ondas nos tecidos também foi explorado, de forma a obter uma propagação uniforme com elevada amplitude ao longo da totalidade do corte. A aquisição de dados de cinco voluntários saudáveis permitiu avaliar três tecidos com níveis de elasticidade distintos: o fígado, os rins e o baço. As principais conclusões retiradas indicam que o fígado e rins apresentam uma elasticidade menor que o baço, sob o modelo linear de tensão-deformação no qual se baseia o método AHI. Ainda assim, todo o processo de optimização está longe de se dar por concluído, pretendendo-se obter uma reprodutibilidade entre experiências com um protocolo de implementação expedito para ser possível aumentar a quantidade de dados e fazer uma análise estatística com um nível de confiança superior. Em conclusão, a técnica de MRE mostra um enorme potencial para detectar alterações na elasticidade dos tecidos através de pequenas deformações periódicas induzidas durante a aquisição de imagem numa ressonância magnética. A tese apresentada aborda pontos importantes relativos à fase do processamento e análise de dados, contribuindo para a evolução da MRE no sentido da aceitação desta técnica em ambiente clínico. Soluções concretas para uma análise rápida a tempo real foram dadas através do desenvolvimento da toolbox. Numa outra perspectiva, foram estudados nesta tese aspectos técnicos relevantes relativos aos algoritmos de inversão, críticos para a obtenção de um processamento profundo e correcto dos dados obtidos. Por fim, os trabalhos desta tese resultaram na identificação e reconhecimento de diferenças entre a viscoelasticidade dos tecidos, medida in vivo, a um nível pré-clínico, deixa em aberto todo um conjunto de ideias para estudos inovadores na área da biomecânica aplicada ao ser humano em conjunção com imagiologia

L'élastographie ultrasonore dynamique vasculaire : une nouvelle modalité d'imagerie non-invasive pour la caractérisation mécanique de la thrombose veineuse

L’accident thromboembolique veineux, tel que la thrombose veineuse profonde (TVP) ou thrombophlébite des membres inférieurs, est une pathologie vasculaire caractérisée par la formation d’un caillot sanguin causant une obstruction partielle ou totale de la lumière sanguine. Les embolies pulmonaires sont une complication mortelle des TVP qui surviennent lorsque le caillot se détache, circule dans le sang et produit une obstruction de la ramification artérielle irriguant les poumons. La combinaison d’outils et de techniques d’imagerie cliniques tels que les règles de prédiction cliniques (signes et symptômes) et les tests sanguins (D-dimères) complémentés par un examen ultrasonographique veineux (test de compression, écho-Doppler), permet de diagnostiquer les premiers épisodes de TVP. Cependant, la performance de ces outils diagnostiques reste très faible pour la détection de TVP récurrentes. Afin de diriger le patient vers une thérapie optimale, la problématique n’est plus basée sur la détection de la thrombose mais plutôt sur l’évaluation de la maturité et de l’âge du thrombus, paramètres qui sont directement corrélées à ses propriétés mécaniques (e.g. élasticité, viscosité). L’élastographie dynamique (ED) a récemment été proposée comme une nouvelle modalité d’imagerie non-invasive capable de caractériser quantitativement les propriétés mécaniques de tissus. L’ED est basée sur l’analyse des paramètres acoustiques (i.e. vitesse, atténuation, pattern de distribution) d’ondes de cisaillement basses fréquences (10-7000 Hz) se propageant dans le milieu sondé. Ces ondes de cisaillement générées par vibration externe, ou par source interne à l’aide de la focalisation de faisceaux ultrasonores (force de radiation), sont mesurées par imagerie ultrasonore ultra-rapide ou par résonance magnétique. Une méthode basée sur l’ED adaptée à la caractérisation mécanique de thromboses veineuses permettrait de quantifier la sévérité de cette pathologie à des fins d’amélioration diagnostique. Cette thèse présente un ensemble de travaux reliés au développement et à la validation complète et rigoureuse d’une nouvelle technique d’imagerie non-invasive élastographique pour la mesure quantitative des propriétés mécaniques de thromboses veineuses. L’atteinte de cet objectif principal nécessite une première étape visant à améliorer les connaissances sur le comportement mécanique du caillot sanguin (sang coagulé) soumis à une sollicitation dynamique telle qu’en ED. Les modules de conservation (comportement élastique, G’) et de perte (comportement visqueux, G’’) en cisaillement de caillots sanguins porcins sont mesurés par ED lors de la cascade de coagulation (à 70 Hz), et après coagulation complète (entre 50 Hz et 160 Hz). Ces résultats constituent les toutes premières mesures du comportement dynamique de caillots sanguins dans une gamme fréquentielle aussi étendue. L’étape subséquente consiste à mettre en place un instrument innovant de référence (« gold standard »), appelé RheoSpectris, dédié à la mesure de la viscoélasticité hyper-fréquence (entre 10 Hz et 1000 Hz) des matériaux et biomatériaux. Cet outil est indispensable pour valider et calibrer toute nouvelle technique d’élastographie dynamique. Une étude comparative entre RheoSpectris et la rhéométrie classique est réalisée afin de valider des mesures faites sur différents matériaux (silicone, thermoplastique, biomatériaux, gel). L’excellente concordance entre les deux technologies permet de conclure que RheoSpectris est un instrument fiable pour la mesure mécanique à des fréquences difficilement accessibles par les outils actuels. Les bases théoriques d’une nouvelle modalité d’imagerie élastographique, nommée SWIRE (« shear wave induced resonance dynamic elastography »), sont présentées et validées sur des fantômes vasculaires. Cette approche permet de caractériser les propriétés mécaniques d’une inclusion confinée (e.g. caillot sanguin) à partir de sa résonance (amplification du déplacement) produite par la propagation d’ondes de cisaillement judicieusement orientées. SWIRE a également l’avantage d’amplifier l’amplitude de vibration à l’intérieur de l’hétérogénéité afin de faciliter sa détection et sa segmentation. Finalement, la méthode DVT-SWIRE (« Deep venous thrombosis – SWIRE ») est adaptée à la caractérisation de l’élasticité quantitative de thromboses veineuses pour une utilisation en clinique. Cette méthode exploite la première fréquence de résonance mesurée dans la thrombose lors de la propagation d’ondes de cisaillement planes (vibration d’une plaque externe) ou cylindriques (simulation de la force de radiation par génération supersonique). DVT-SWIRE est appliquée sur des fantômes simulant une TVP et les résultats sont comparés à ceux donnés par l’instrument de référence RheoSpectris. Cette méthode est également utilisée avec succès dans une étude ex vivo pour l’évaluation de l’élasticité de thromboses porcines explantées après avoir été induites in vivo par chirurgie.The venous thromboembolism such as the lower limb deep venous thrombosis (DVT) is a vascular pathology characterized by a blood clot formation that induces partial or total vessel lumen occlusion. Pulmonary embolism is a fatal complication of DVT where the clot detaches from the wall, circulates in the blood flow, and produces an obstruction of pulmonary arterial branches. The combination of clinical prediction rules (signs or symptoms) and blood tests (D-dimer testing) coupled to venous ultrasonography (i.e. compression ultrasonography, color Doppler) allows an accurate diagnosis of first DVT. Nevertheless, such clinical tools present poor results to detect recurrent thrombotic events. Then, in order to guide patients towards optimal therapy, the problem is no more to detect the presence of thrombus, but to evaluate its maturity and its age, which are correlated to their mechanical properties (e.g. elasticity, viscosity). The dynamic elastography (DE) has been recently proposed as a novel non-invasive imaging modality capable to characterize the quantitative mechanical properties of tissues. The DE is based on the analysis of acoustical parameters (i.e. velocity, attenuation, wave pattern) of low frequency (10-7000 Hz) shear waves propagating within the probed medium. Such shear waves generated by external vibration, or remotely using ultrasound beam focalisation (radiation force), were tracked using ultra-fast ultrasound or magnetic resonance imaging. A method based on DE and adapted to mechanical characterization of venous thrombosis may allow the quantification of diseases severity in order to improve the final diagnosis. This thesis presents the works related to the development and complete validation of a novel non-invasive elastography imaging method for the quantitative and reliable estimation of mechanical properties of venous thrombosis. In order to fulfil the main objective, it is first necessary to improve knowledge about mechanical behaviours of blood clot (coagulated blood) subjected to a dynamic solicitation similar to DE. The shear storage (elastic behaviour, G’) and loss (viscous behavior, G’’) moduli of porcine blood clots are measured by DE during the blood coagulation kinetics (at 70 Hz) and after completely coagulation (between 50 Hz and 160 Hz). These results are the first dynamic behaviour measurements of blood clots in such wide frequency range. The subsequent step consists in introducing an innovative reference instrument (« gold standard »), called RheoSpectris, dedicated to measure the hyper-frequency viscoelasticity (between 10 Hz and 1000 Hz) of materials and biomaterials. This tool is indispensable to validate new dynamic elastography techniques. A comparative study between RheoSpectris and classical rheometry is performed to validate the measurements on different materials (silicon, thermoplastic, biomaterials, gel). The excellent agreement between both technologies allows to conclude that RheoSpectris is a reliable instrument for mechanical measurements at high frequencies, which is not always possible with current tools. The theoretical basis of a novel elastographic imaging modality, labelled SWIRE (« shear wave induced resonance dynamic elastography ») is presented and validated on vascular phantoms. Such approach allows the characterization of mechanical properties of a confined inclusion (e.g. blood clot) from its resonance (displacement amplification) due to the propagation of judiciously oriented shear waves. SWIRE has also the advantage to amplify the vibration amplitude within the heterogeneity to help for its detection and segmentation. Finally, the method DVT-SWIRE ((« Deep venous thrombosis – SWIRE ») is adapted to the quantitative elasticity estimation of venous thrombosis in the context of clinical use. DVT-SWIRE exploits the first resonance frequency measured within the thrombosis during the plane (vibration of rigid plate) or cylindrical (simulating supersonic radiation force generation) shear waves propagation. The technique is applied on DVT phantoms and the results are compared to those given by the RheoSpectris reference instrument. This method is also used successfully in an ex vivo study for the elasticity assessment of explanted porcine thrombosis surgically induced in vivo