Progressive Attenuation of the Longitudinal Kinetics in the Common Carotid Artery: Preliminary in Vivo Assessment

Longitudinal kinetics (LOKI) of the arterial wall consists of the shearing motion of the intima-media complex over the adventitia layer in the direction parallel to the blood flow during the cardiac cycle. The aim of this study was to investigate the local variability of LOKI amplitude along the length of the vessel. By use of a previously validated motion-estimation framework, 35 in vivo longitudinal B-mode ultrasound cine loops of healthy common carotid arteries were analyzed. Results indicated that LOKI amplitude is progressively attenuated along the length of the artery, as it is larger in regions located on the proximal side of the image (i.e., toward the heart) and smaller in regions located on the distal side of the image (i.e., toward the head), with an average attenuation coefficient of −2.5 ± 2.0%/mm. Reported for the first time in this study, this phenomenon is likely to be of great importance in improving understanding of atherosclerosis mechanisms, and has the potential to be a novel index of arterial stiffness

3D Quantification of Ultrasound Images: Application to Mouse Embryo Imaging In Vivo

International audienceHigh frequency ultrasound imaging has become an effective tool for anatomical mice studies. This work is focused on 3D quantification of mouse embryo development to extract pertinent information of its evolution. A series of B-Scan ultrasound images was acquired at different spatial positions along the embryo. A 3D deformable model was used to segment the images. A pregnant female mouse at embryonic day 14.5 was imaged with an ATL HDI 5000, 7-15MHz linear array. The probe was moved by a step by step motor along the abdomen of the mouse. 3D segmentation results are presented including volume quantification of the embryo

An open real-time photoacoustic imaging scanner

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Méthodes d'estimation de vitesses des flux en imagerie ultrasonore haute fréquence (Application to the study of the microvasculature.)

L objectif de ce travail est la proposition d une nouvelle méthode d estimation des vitesses de flux en imagerie ultrasonore haute fréquence lorsque les méthodes Doppler ne peuvent plus être mises en œuvre parce que les vitesses sont trop faibles ou que le système d imagerie utilise un capteur unique en déplacement. Cette méthode est basée sur l analyse du mouvement du speckle qui est l aspect granuleux des images e chographiques. Nous avons été amenés à prendre en compte la statistique spatiale et temporelle des images ultrasonores, les modèles de formation de l image ultrasonore ainsi que les méthodes existantes d estimation de mouvement pour proposer une méthode originale appelée SFI Speckle Flow Index . Cette méthode repose sur l analyse de la variance temporelle locale le long de la séquence d images et ne nécessite donc pas de mise en correspondance de blocs. Une implémentation sous la forme d un filtrage linéaire de la séquence a également permis de proposer une implémentation temps réel de notre méthode. La validation de cette méthode a été réalisée à partir de données expérimentales acquises sur des fantômes en gélatine traversés par un fluide à vitesse calibrée. Nous avons ainsi pu montrer les performances et les limites de la méthode. Pour des vitesses de flux jusqu à 2 mm/s, c est à dire de l ordre de ce qui est observé dans la microcirculation chez l homme ou l animal, cette nouvelle méthode statistique permet d estimer des vitesses des flux. Quelques exemples d estimation de flux en biologie sont finalement présentés.The objective of this work is to propose a new method for estimating flow velocity with high frequency ultrasound imaging when Doppler methods can not be used because of very low velocities or because of an imaging system using a single scanning transducer. This method is based on the analysis of the movement of the speckle which is the granulous aspect of echographic images. We took into account the spatial and temporal speckle statistics, ultrasound image formation models as well as the existing motion estimation methods in order to propose an original method called SFI "Speckle Flow Index". This method is based on the analysis of the local temporal variance across the image sequence and does not necessitate block matching. The method has been implemented as a linear filtering of the sequence and permits real time computation. The method has been validated with experimental data gathered on gelatine phantoms crossed by a fluid at calibrated velocities. We have shown the performances and the limits of the method. For flow velocities up to 2 mm/s, on the order of what is observed in the microcirculation for human and animal, this new statistical method permits flow velocities estimation. Some applications of flow estimation in biology are finally presented.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Filtrage spatiotemporel orienté de séquences d'images (application à l'estimation du mouvement des flux sanguins en imagerie ultrasonore)

La connaissance du comportement des flux sanguins est une donnée clinique fondamentale. L'imagerie ultrasonore, couplée à des techniques Doppler, est souvent utilisée pour évaluer les vitesses de flux sanguins. Cependant, les techniques Doppler présentent quelques limitations notamment liées à la résolution spatiale des résultats et à la difficulté d'estimer des faibles vitesses. Dans cette thèse, nous avons proposé une approche basée sur des bancs de filtres spatiotemporels orientés pour l'estimation de champs denses de mouvement à partir de séquences d'images ultrasonores de flux. Le formalisme proposé a été présenté dans des contextes 2D puis 3D. Afin de valider notre méthode, nous avons utilisé des données simulées et expérimentales. A cet effet, nous avons proposé un cadre adapté à la simulation rapide de séquences d'images ultrasonores. Notre modèle de simulation a été validé en termes de statistiques du premier et deuxième ordre. La méthode d'estimation de mouvement proposée a été appliquée à des séquences de flux se déplaçant à faibles vitesses (approx 1mm/s) dans des vaisseaux de petites dimensions (approx 1mm). Les résultats obtenus ont montré un bon comportement global permettant de caractériser les flux étudiés. Une comparaison avec trois autres méthodes d'estimation de vitesses de flux a également permis de montrer que notre approche constituait un bon compromis en termes de précision et de complexité algorithmique.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

ESTIMATION LOCALE DE LA COMPRESSION DU SIGNAL RF POUR L'ELASTOGRAPHIE ULTRASONORE. - APPLICATION A L'ECHOGRAPHIE ENDOVASCULAIRE

VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Theoretical characterization of annular array as a volumetric optoacoustic ultrasound handheld probe

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