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.

Analysis of species hyper-diversity in the tropical rain forests of Indonesia: the problem of non-observance

The main interest in the assessment of forest species diversity for conservation purposes is in the rare species. The main problem in the tropical rain forests is that most of the species are rare. Assessment of species diversity in the tropical rain forests is therefore often concerned with estimating that which is not observed in recorded samples. Statistical methodology is therefore required to try to estimate the truncated tail of the species frequency distribution, or to estimate the asymptote of species/diversity-area curves. A Horvitz-Thompson estimator of the number of unobserved (“virtual”) species in each species intensity class is proposed. The approach allows a definition of an extended definition of diversity, ( or generalised Renyi entropy). The paper presents a case study from data collected in Jambi, Sumatra, and the “extended diversity measure” is used on the species data.

Incidence of hypo- and hyper-capnia in a cross-sectional European cohort of ventilated newborn infants

OBJECTIVE To determine the incidence of hypo- and hyper-capnia in a European cohort of ventilated newborn infants. DESIGN AND SETTING Two-point cross-sectional prospective study in 173 European neonatal intensive care units. PATIENTS AND METHODS Patient characteristics, ventilator settings and measurements, and blood gas analyses were collected for endotracheally ventilated newborn infants on two separate dates. RESULTS A total of 1569 blood gas analyses were performed in 508 included patients with a mean±SD Pco2 of 48±12 mm Hg or 6.4±1.6 kPa (range 17-104 mm Hg or 2.3-13.9 kPa). Hypocapnia (Pco2<30 mm Hg or 4 kPa) and hypercapnia (Pco2>52 mm Hg or 7 kPa) was present in, respectively, 69 (4%) and 492 (31%) of the blood gases. Hypocapnia was most common in the first 3 days of life (7.3%) and hypercapnia after the first week of life (42.6%). Pco2 was significantly higher in preterm infants (49 mm Hg or 6.5 kPa) than term infants (43 mm Hg or 5.7 kPa) and significantly lower during pressure-limited ventilation (47 mm Hg or 6.3±1.6 kPa) compared with volume-targeted ventilation (51 mm Hg or 6.8±1.7 kPa) and high-frequency ventilation (50 mm Hg or 6.7±1.7 kPa). CONCLUSIONS This study shows that hypocapnia is a relatively uncommon finding during neonatal ventilation. The higher incidence of hypercapnia may suggest that permissive hypercapnia has found its way into daily clinical practice.