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

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).