Ce travail avait pour ambition de réaliser un tour d'horizon des nouvelles applications des produits de contraste échographiques en oncologie. Dans un premier temps, après quelques rappels sur les différents anti-angiogéniques disponibles en pratique clinique, nous avons défini la notion de biomarqueur et replacé les différentes modalités d'imagerie parmi les différents biomarqueurs disponibles. Ensuite, après avoir rappelé brièvement les principes de détection du contraste en échographie, nous avons rapporté plusieurs travaux utilisant l'imagerie fonctionnelle chez la souris et chez l'homme. Ces travaux ont permis de souligner les performances de cette technique, notamment lorsqu'on utilise un protocole de destruction-reperfusion pour estimer les paramètres de perfusion tumoraux. En effet, nous avons réussi à mettre en évidence, dans un travail pré-clinique chez la souris, un effet de rebond de la vascularisation tumorale après l'arrêt d'un anti-angiogénique (l'Avastin®) que les paramètres d'imagerie morphologique habituels, basés sur les dimensions tumorales, étaient incapables de dépister durant l'étude. Par ailleurs, nous avons proposé un paramètre estimant la vitalité tumorale, mixte, fondé sur des données morphologiques et fonctionnelles. Dans une seconde étude, et pour la première fois dans la littérature, ce mode d'imagerie fonctionnelle a été choisi pour évaluer la vascularisation tumorale chez l'homme. Nous avons démontré une corrélation et une concordance des paramètres de perfusion relatifs avec ceux obtenus en scanner de perfusion. Ces données sont d'autant plus intéressantes que ces deux modes d'imagerie utilisent des produits de contraste aux propriétés physico-chimiques très différentes. On notera que le MTT estimé en scanner est supérieur à celui estimé en US, probablement en raison des phénomènes de diffusion extra-vasculaire du produit de contraste scannographique. Dans un troisième travail, nous avons utilisé le Sonovue® pour étudier l'effet au cours du temps d'une embolisation intra-artérielle aux micro-particules chargées d'Adriamycine (DC-beads®), comparativement à des micro-particules non chargées (bead block®). Cette étude a démontré les faiblesses d'une exploration radiologique reposant sur les seuls critères de taille, que ce soit le grand axe des tumeurs (critères RECIST) ou même l'estimation du grand axe de tumeur viable (critères EASL, habituellement utilisés en cas de CHC). Cette étude a également démontré les performances d'un paramètre d'évaluation tumorale mixte, fondé sur des données morphologiques et fonctionnelles, qui permet de différencier de façon significative les deux groupes de traitement. Concernant l'imagerie moléculaire, nous avons suivi un protocole permettant de séparer plusieurs étapes préliminaires qui ont été validées : Nous avons expérimenté sur deux souris en échographie de contraste, au cours de cinq injections de contraste successives, la reproductibilité d'injections rétro-orbitaires. Cette reproductibilité apparaissait suffisante pour envisager d'administrer les microbulles ciblées par cette voie, avec un cœfficient de variabilité inférieur à 20% par quantification du pic de rehaussement sur les injections successives en regard des tumeurs des deux souris. Nous avons montré que l'imagerie moléculaire n'est pas adaptée à l'étude de tous les modèles tumoraux et elle est réservée à l'étude de lésions tumorales située en dehors d'organes accumulant les microbulles même en l'absence de ciblage comme la rate, le foie ou même le rein. En dehors de ces réserves, l'imagerie moléculaire semble pouvoir trouver sa place pour la détection et la caractérisation des lésions tumorales d'organes superficiels comme la thyroïde, le sein, ou accessibles par voie endo luminale comme la prostate ou le pancréas / This work aimed to achieve an overview of new applications of ultrasound contrast agents in oncology. Initially, after a few reminders on various anti-angiogenic therapies available in clinical practice, we defined the concept of biomarker and placed the various imaging modalities among the different biomarkers available. Then, after recalling briefly the principles of contrast detection in ultrasound, we have reported several studies using functional imaging in mice and humans. This work has highlighted the performance of this technique, especially when using a protocol of destruction-reperfusion to estimate tumor perfusion parameters. Indeed, we were able to demonstrate, in a pre-clinical work in mice, a rebound effect of tumor vasculature after stop of anti-angiogenic (Avastin ®), that parameters of conventional morphological imaging based on tumor size, were unable to detect during the study. Furthermore, we proposed a parameter able to estimate the tumor vitality, based on morphological and functional data. In a second study, and for the first time in litterature, functional imaging mode by contrast enhanced ultrasound, using destruction-replenishment sequence, was chosen to evaluate the tumor vasculature in humans. We have demonstrated a high correlation and a good concordance of perfusion parameters with those obtained on perfusion CT. These data are particularly interesting because these two modes of imaging contrast agents have very differents physico-chemical properties. We note that the MTT estimated scanner is higher than the MTT estimated in Ultrasound, probably because of the phenomena of extravascular diffusion of the iodinated contrast used in CT scan. In a third study, we used the Sonovue ® to study the effect over time of intra-arterial embolization with micro-particles loaded with Adriamycin (DC-beads ®), compared to uncharged micro-particles (Bead Block ®). This study demonstrated the weaknesses of a radiological investigation based solely on size criteria, whatever major axis of tumors (RECIST) or estimating of the size of viable tumor (EASL criteria, usually used in cases CHC). This study also demonstrated the performance of a mixed evaluation, based on morphological and functional data, which is able to significantly differentiate the two treatment groups. On molecular imaging, we followed a protocol to separate several preliminary steps that have been validated: We experimented on two mice in contrast ultrasonography, in five successive injections of contrast, the reproducibility of retro-orbital injection. This reproducibility appeared sufficient to consider administering microbubbles targeted in this way, with a coefficient of variability below 20% on successive injections by quantification of the peak enhancement value on tumors of two mice. Fonctionnal imaging is therefore essential in evaluating therapies acting on angiogenesis, in case of anti-angiogenic treatment or endovascular arterial thérapie. We have shown that molecular imaging is not suited to the study of all tumor models: indeed it requires a strong expression of the molecular target inside the tumor endothelium so that the marking is detectable by the usual ultrasound imaging. Moreover, it is restricted to the study of tumor lesions located outside parenchymas accumulating microbubbles even in the absence of targeting, such as the spleen, liver and even kidney.Apart from these reserves, molecular imaging seems able to find a place for detection, or characterization of tumor of superficial organs such as thyroid, breast, or accessible by endo luminal way as prostate or pancreas

Background: Decreased right ventricular function after coronary artery bypass graft surgery is a well-known phenomenon. The use of an artificial circuit and of cardioplegia during cardiopulmonary bypass (conventional coronary artery bypass graft surgery) has been evoked as possible reason for this dysfunction. With the availability of cardiac stabilisers (Octopus or Starfish®), bypass surgery on a beating heart is now possible without the use of cardioplegia and cardiopulmonary bypass (off-pump coronary artery bypass graft surgery). Avoiding the potential damaging effects of cardiopulmonary bypass and keeping a nearly continuous perfusion in the coronary arteries of the beating heart have been postulated to offer a better protection of the myocardium with a better outcome and to reduce the perioperative morbidity. Aims: If right ventricular dysfunction is known to occur after conventional coronary artery bypass graft surgery, nothing is known about right ventricular function after off-pump coronary artery bypass graft surgery. Therefore we performed two prospective, randomised, controlled trials to assess and compare the short-term and medium-term effects of conventional and off-pump coronary artery bypass graft surgery on the global and regional right ventricular function. We used transoesophageal and transthoracic echocardiography as investigating tools of right ventricular systolic and diastolic function. Materials and Methods: Fifty consecutive patients scheduled for elective coronary bypass graft surgery and for whom the surgeon regarded off-pump and on-pump techniques as equally suitable were randomised. We performed a transthoracic echocardiography the day before surgery and 3 months after surgery, and a transoesophageal echocardiography just before opening and just after closure of the sternum. Results: Just after closure of the sternum, we could not observe a better protection of the right ventricular function by the off-pump surgery. Cardiac index and right ventricular ejection fraction were equally preserved in the 2 groups. Systolic and diastolic myocardial function (investigated by Tissue Doppler imaging) was impaired only in the off-pump group, but the intergroup difference was not statistically significant. Three months after surgery, there were no differences between the 2 groups: global right ventricular systolic function was equally preserved and right ventricular systolic and diastolic myocardial function equally impaired. Conclusions: These 2 studies do not allow for concluding that off-pump coronary artery bypass graft surgery would better preserve right ventricular systolic and diastolic function than conventional coronary artery bypass graft surgery, just after surgery or 3 months later. In any event, our studies provided the opportunity to acquire experience in systematically evaluating the right ventricle using transoesophageal echocardiography. / Introduction: La dysfonction ventriculaire droite après chirurgie coronaire est un phénomène bien connu. L'utilisation d'un circuit artificiel ainsi que d'une solution de cardioplégie pendant la circulation extra-corporelle (CEC) (chirurgie coronaire classique) a été évoquée comme origine possible de cette dysfonction. Une chirurgie sur cœur battant (chirurgie coronaire sans CEC) est actuellement possible grâce à l'utilisation de stabilisateurs cardiaques (Octopus ou Starfish®). Ce type de chirurgie sans CEC permet d'éviter l'utilisation de la CEC et de solutions de cardioplégie et d'en supprimer ainsi les effets délétères. Elle permet également de maintenir une perfusion quasi continue des artères coronaires. Ces différents éléments ont été évoqués comme offrant une meilleure protection myocardique ainsi qu'un meilleur devenir des patients, et comme pouvant réduire la morbidité périopératoire. Buts : La survenue d'une dysfonction ventriculaire droite après chirurgie coronaire classique est un phénomène bien connu, par contre nous savons peu de chose sur la fonction ventriculaire droite après chirurgie coronaire sans CEC. Pour cette raison, nous avons entrepris deux études prospectives, randomisées et contrôlées afin d'étudier et de comparer les effets à court et moyen terme de la chirurgie coronaire classique et sans CEC. Nous avons utilisé l'échographie cardiaque transthoracique et transœsophagienne comme outil de mesure de la fonction systolique et diastolique du ventricule droit. Matériel et Méthode : Nous avons randomisé cinquante patients consécutifs, programmés pour une chirurgie coronaire élective et pour laquelle le chirurgien estimait qu'une chirurgie sans CEC était aussi appropriée qu'une chirurgie avec CEC. Une échographie cardiaque transthoracique était réalisée la veille de l'intervention ainsi que 3 mois plus tard, une échographie transoesophagienne était réalisée juste avant l'ouverture et après la fermeture du sternum. Résultats : Juste après la fermeture du sternum, la fonction ventriculaire droite dans le groupe sans CEC n'était pas mieux protégée que dans le groupe avec CEC. L'index cardiaque et la fraction d'éjection ventriculaire droite étaient préservés de manière équivalente dans les 2 groupes. La fonction régionale systolique et diastolique du ventricule droit (étudiée par Doppler tissulaire) n'était altérée de manière significative que dans le groupe sans CEC, mais la différence intergroup n'était pas statistiquement significative. A 3 mois également, les 2 groupes ne différaient pas : la fonction systolique globale du ventricule droit était préservée de manière équivalente ; la fonction régionale systolique et diastolique du ventricule droit était altérée de manière équivalente. Conclusions : Ces 2 études ne nous permettent pas de conclure à une meilleure protection de la fonction systolique et diastolique ventriculaire droite par la chirurgie coronaire sans CEC, que ce soit juste en fin de chirurgie ou 3 mois plus tard. D'autre part, ces études nous ont permis d'acquérir de l'expérience dans l'analyse systématique du ventricule droit par échographie cardiaque transoesophagienne.

Les étirements sont aujourd'hui une pratique courante dans les milieux sportifs et de réadaptation. Ils sont habituellement recommandés dans le but de contribuer à la prévention des blessures (Willson et al., 1991 ; Pope et al., 2000), à l’amélioration de la performance sportive lorsque celle-ci nécessite une amplitude articulaire importante (Heyters, 1985 ; Hortobagyi et al., 1985) et à la récupération de la mobilité articulaire dans le cadre d’un programme de réadaptation (Magnusson et al., 1996b). Ces méthodes, qui se sont développées ces dernières années, font classiquement appel à l’étirement passif et aux étirements neurofacilités (PNF), présentés initialement par Kabat (1958). Plus récemment, un intérêt particulier a été porté au travail musculaire excentrique. Des études ont montré que celui-ci permettait également d’augmenter l’amplitude articulaire (Willson et al., 1991 ; Nelson et Bandy, 2004). Dans une première partie de ce travail, il nous a semblé intéressant de comparer les effets de l’étirement passif à ceux des étirements PNF par "contracté-relâché" et "contracté de l’antagoniste". Si les modalités d'application de chaque étirement sont différentes, elles présentent un intérêt majeur. De fait, elles permettent de faire varier les conditions d'allongement des différentes structures du système myotendineux, en modulant l'activité volontaire des musculatures agoniste ou antagoniste. En effet, si l’étirement passif s'effectue sans activation volontaire, l’étirement par "contracté-relâché" consiste à faire précéder l'étirement passif, d'une contraction volontaire maximale isométrique de la musculature agoniste. L’étirement par "contracté de l’antagoniste" associe à l'allongement de la musculature agoniste, une contraction volontaire maximale de la musculature antagoniste. Si de nombreuses études s'intéressent encore actuellement à caractériser leurs effets respectifs, elles ont déjà permis de montrer que ceux-ci avaient au moins deux origines distinctes, l'une neurophysiologique et l'autre mécanique (Taylor et al., 1990 ; Hutton, 1993). Au plan neurophysiologique, il est bien accepté que ces méthodes induisent une modulation de l'activité réflexe tonique facilitant le relâchement musculaire et par conséquent l’amplitude articulaire (Guissard et al., 1988 ; 2001). Il est également bien admis que l’importance de ces effets sur la musculature est variable selon la méthode employée (Guissard et Duchateau, 2006). Au plan mécanique, des études menées chez l’animal ont montré que l’étirement passif modifie les caractéristiques viscoélastiques des tissus (Taylor et al., 1990), et de fait favorise l’allongement des tissus myotendineux (McHugh et al., 1992). Chez le sujet humain, plusieurs expérimentations ont montré que l’étirement par "contracté-relâché" permet d’obtenir un allongement myotendineux et un gain d’amplitude articulaire plus important que par étirement passif (Moore et Hutton, 1980). D’autres études ont montré que l’étirement par "contracté de l’antagoniste" permet de majorer encore les gains obtenus par l’étirement "contracté-relâché" (Osternig et al., 1990). Une première question posée dans ce travail est de savoir si la contribution des processus neurophysiologiques et mécaniques se traduit d’une manière spécifique sur le rapport de compliance des tissus de l’unité myotendineuse. Le développement de techniques d’investigation, telles que l’échographie, permet désormais d’observer le comportement de l’unité myotendineuse, d’une manière non invasive (Fukunaga et al., 1992 ; Herbert et Gandevia, 1995 ; Kuno et Fukunaga, 1995 ; Maganaris et al., 1998). Elle permet ainsi d’étudier les effets d’un étirement ou d’une contraction (Fukunaga et al., 1996) sur le rapport de compliance des structures musculaires et des tissus tendineux. S’il était intéressant d’étudier la spécificité de ces trois méthodes d’étirement classiques par rapport à leurs effets sur les tissus myotendineux, il nous paraissait pertinent d’observer celle d’un travail musculaire excentrique. En effet, la particularité de celui-ci est de soumettre l’unité myotendineuse préalablement activée, à un allongement. En réadaptation, le travail excentrique est généralement proposé dans le but d’améliorer plus rapidement la symptomatologie d’une tendinopathie (Stanish et al., 1986 ; Alfredson et al., 1998). Des études récentes ont indiqué qu’il peut également être proposé pour augmenter l'amplitude articulaire (Nelson et Bandy, 2004). Toutefois, ses effets sur les tissus myotendineux ne sont pas clairement définis dans la littérature. Chez l’animal, Heinemeier et al. (2007) ont comparé les effets d’un entraînement en contractions concentriques et excentriques sur les tissus de l’unité myotendineuse. Leurs résultats indiquent que si les tissus tendineux sont sensibles aux deux modes de contraction pour leurs effets favorisant la synthèse de collagène, les structures musculaires sont spécifiquement sensibles au mode excentrique. Chez le sujet humain, Crameri et al. (2004) ont observé une série de contractions excentriques d’intensité maximale augmente la synthèse de collagène au sein de l’ensemble des tissus de l’unité myotendineuse. Ces résultats montrent que les effets de ce travail ne se limitent pas aux tissus tendineux, tels que certains protocoles thérapeutiques le suggéraient, et que le tissu musculaire doit désormais être associé à la discussion des effets de ce travail musculaire. Dans ce contexte, la deuxième question que nous avons posée est de savoir si l’étirement de l’unité myotendineuse préalablement activée, telle que se caractérise une contraction excentrique, modifie le rapport de compliance des tissus myotendineux par rapport aux méthodes classiques. Autrement dit, si l’étirement de l’unité myotendineuse activée favorise spécifiquement l’allongement de l’un des tissus de l’unité myotendineuse. Dans une troisième partie, il nous a paru intéressant d'étudier le comportement à l’étirement de l’unité myotendineuse, dont la compliance était modifiée suite à une désadaptation à long terme. L’hypertonie spastique, qui caractérise une majorité de sujets parétiques spastiques, est généralement caractérisée par une augmentation anormale des résistances opposées à l'étirement passif (Carey et Burghart, 1993). L’origine de ces résistances peut être attribuée à des adaptations tant neurophysiologiques (Pierrot-Deseilligny et Mazières, 1985) que mécaniques et structurelles des tissus de l'unité myotendineuse (Berger et al., 1984 ; Tardieu et al., 1989). Il n’existe pourtant pas encore dans la littérature de consensus les définissant clairement (Fridén et Lieber, 2003). En outre, l’étude récente de Lieber et Fridén (2002) a mis en évidence des modifications de l’architecture des muscles fléchisseurs du carpe. Contrairement à ce qui est généralement proposé au sujet de la longueur des fascicules spastiques (Tardieu et al., 1982), Lieber et Fridén (2002) n’ont pas mis en évidence de raccourcissement de ces derniers. Ainsi, l’hypothèse de Tardieu et al. (1982), selon laquelle le raccourcissement des fascicules est à l’origine de l’augmentation des résistances à l’allongement, ne peut plus être soutenue. Il nous paraissait ainsi intéressant d’associer, à l’observation du comportement des fascicules, celui des tissus tendineux, dans le but de déterminer si l’une de ces deux structures présente des caractéristiques particulières, susceptibles d’expliquer le développement plus important de ces résistances à l’allongement. La troisième question que nous avons posée dans ce travail est de savoir comment se caractérise, à l’étirement, le rapport de compliance des tissus musculaire et tendineux dans un contexte de spasticité. Outre le fait que la réponse à ces différentes questions soit fondamentale pour mieux comprendre et spécifier la pratique des méthodes d’étirement, l’objectif de notre travail est non seulement de mettre en évidence le tissu dont l’allongement est spécifiquement favorisé par l’une ou l’autre méthode, mais également de contribuer à différencier celui qui limite l’étirement global du système myotendineux. Dans ce contexte, il sera intéressant de pouvoir recommander la pratique d’une méthode particulière, en fonction des besoins spécifiques de chacun.

L’échographie clinique en médecine d’urgence (ECMU) devient une pratique intégrée à l’exercice de la spécialité. En France, son utilisation va se généraliser grâce à la formation de tous les nouveaux internes de médecine d’urgence. La pratique de l’ECMU demande l’existence de preuves scientifiques sur la pertinence diagnostique des techniques utilisées, la disponibilité d’un échographe adapté, la compétence de la pratiquer et l’objectivation de son impact clinique. Après avoir définit l’ECMU, ce texte décrit et analyse l’état d’avancement de ces quatre étapes. Les articles inclus dans ce texte s’intègrent dans chacune d’entre elles. Ils ont pour objectif de participer à trouver les solutions permettant le déploiement et l’évolution de l’ECMU. Enfin, des perspectives d’évolutions de l’ECMU sont proposées. / Emergency point-of-care ultrasound (EPOCUS) has become an integrated practice in emergency medicine. In France, systematic EPOCUS teaching for all emergency residents will lead to its widespread use. Integrating EPOCUS practice requires four steps: (1) the publication of accurate scientific data; (2) the availability of suitable ultrasound systems; (3) developing the necessary skills; and (4) highlighting its clinical impact. After defining EPOCUS, this manuscript describes and analyzes the progress of these four steps as the articles herein integrate into each. The aim is to find solutions for the deployment and evolution of EPOCUS. Finally, an outlook for future EPOCUS development is proposed.

Dans le cadre des applications thérapeutique et diagnostique en orthopédie assistées par ordinateur, il est essentiel de pouvoir connaître avec précision la position et l'orientation d'une structure osseuse. Selon le domaine d'application, la localisation est obtenue soit par l'implantation d'un corps rigide localisé soit par l'utilisation de marqueurs externes collés sur la peau. Le premier dispositif est relativement précis mais il est assez invasif. Le second est non invasif mais il est peu précis. Nous proposons une solution alternative à ces approches par la mise en œuvre d'un suivi par échographie 3D. Une difficulté vient bien évidemment de la spécificité des ultrasons vis-à-vis des structures osseuses. Nous avons développé un algorithme de recalage iconique rigide utilisant une mesure de similarité hybride calculée sur les images originales et des images de régions. Diverses expérimentations ont été menées pour évaluer notre approche. Les résultats obtenus sont assez prometteurs.

Contexte : L'obésité est considérée par l'OMS comme une « épidémie » mondiale en raison de l'essor de sa prévalence et de ses conséquences sur la santé. Chez les patientes enceintes, son impact semble tout aussi préoccupant et sa prévalence en France atteint actuellement 10%. Certaines complications de l'obésité chez la femme enceinte ont été peu étudiées et notamment le lien particulier avec la macrosomie fœtale.Objectifs : Mieux appréhender la prise en charge des patientes enceintes obèses et de certaines complications qui en découlent.Méthodes : Trois séries de données différentes ont servi pour répondre à différentes questions sur la thématique de l'obésité et de la macrosomie. 1) Une évaluation de la faisabilité et de la qualité d'une échographie obstétricale du 2ème trimestre chez les patientes obèses a été réalisée via une étude mono centrique avec recueil prospectif des données. 2) Une étude des facteurs de risques de complications maternelles en cas d'accouchement d'un enfant macrosome, indépendamment de l'obésité maternelle et du poids de naissance de l'enfant a été menée sous la forme d'une étude prospective de cohorte d'enfant de plus de 4000g dans deux maternités d'Ile de France. 3) Enfin, une comparaison de la relation entre les complications maternelles de la grossesse et /ou néonatales et l'obésité a été menée entre la France (4 maternités de type III) et le Québec (données issues d'une étude randomisée dans toute la province) entre 2009 et 2011 via une étude comparative de deux échantillons transversaux de femmes enceintes (26 973 accouchements en France et 83 545 accouchements au Québec). Résultats : 1) Une échographie du deuxième trimestre de la grossesse chez une population obèse est possible, avec un taux de réussite en une fois de 70,4 %, (versus 82% ; p=0,08). Les facteurs d'amélioration de ce taux étaient : passer plus de temps lors de l'échographie (p=0,03), déplacer le fœtus de sorte que son dos soit en position latérale ou postérieure (p=0,01), et échographie réalisée par des échographistes expérimentés (p=0,03). Néanmoins, la qualité des images reste significativement moins bonne dans la population obèse (p=0,001). 2) La survenue de complications maternelles lors de la tentative d'accouchement vaginal d'un enfant de plus de 4000 g est de 6%. Les facteurs de risque de complications maternelles, outre le poids de naissance de l'enfant (p=0,004, Risque attribuable (RA)=10%), sont l'origine asiatique de la mère (p=0,04 ; RA=3%), une durée longue du travail (>10h) (p=0,02 ; RA=12%), et une césarienne au cours du travail (p=0,004 ; RA=17%). Les patientes multipares ayant déjà accouché par voie vaginale d'un enfant macrosome avaient un risque diminué de complications maternelles (p=0,03). 3) La prévalence de l'obésité était de 9,1% en France et 16,8% au Québec (p<0,001). L'obésité était associée de manière statistiquement significative (p<0,0001), à la fois en France et au Québec, à un risque accru de diabète gestationnel, de troubles hypertensifs de la grossesse, de prééclampsie, de mort fœtale in utero, d'accouchement par césarienne et de macrosomie. L'association était différente en France et au Québec (p interaction <0,005), pour la survenue du diabète gestationnel, de complications hypertensives de la grossesse et pour la macrosomie, avec une augmentation plus importante des complications avec l'IMC au Québec par rapport à la France.Conclusion : La compréhension de certaines complications inhérentes à l'obésité (complications médicales de la grossesse, faisabilité et qualité du dépistage échographique, complications obstétricales) est améliorée par les résultats de cette thèse. / Background: According to WHO, obesity is considered as an "epidemic" condition due to the global growth of its prevalence and its impact on patient health. For pregnant patients, its impact seems equally worrying and its prevalence is now reaching 10% in France. Some complications of obesity in pregnant women have been little studied and particularly the special link with fetal macrosomia.Objectives: To better understand care and obstetric outcome of obese pregnant patients as well as some of their complications such as fetal macrosomia.Methods: Three different sets of data were used to deal with questions regarding obesity and macrosomia. 1) Assessment of feasibility and quality of second trimester ultrasound scan in obese patients was performed through a mono centric case-control study with prospective data collection. 2) A study of risk factors for maternal complications in case of the delivery of a macrosomic child, regardless of maternal obesity and child's birth weight, was conducted as a prospective cohort study including children with birthweight above 4000g in two “Ile de France” maternity wards. 3) Finally, a comparison of the relationship between maternal and/or neonatal complications of pregnancy and obesity was conducted in France (4 type III maternity wards) and in Quebec (data from a randomized study throughout the province) between 2009 and 2011 through a comparative study of two cross-sectional samples of pregnant women (26,973 births in France and 83,545 births in Quebec).Results: 1) Second trimester ultrasound scan in obese pregnant women is feasible, with a success rate of 70.4% (versus 82%; p=0.08). Factors of improvement were: to spend more time at ultrasound (p=0.03), to move the fetus so that its back is in lateral or posterior position (p=0.01) and when ultrasound was performed by experienced sonographers (p=0.03). However, the quality of the image remains significantly lower in the obese population (p=0.001). 2) The occurrence of maternal complications, when attempting vaginal birth of a child of more than 4000g, was 6%. Beyond childbirth weight (p=0.004, attributable risk (AR) = 10%), the risk factors of maternal complications were Asian ethnicity (p=0.04; AR=3%), prolonged labor (> 10h) (p=0.02; AR=12%), and caesarean section during labor (p=0.004; AR=17%). Multiparous women with a previous vaginal delivery of a macrosomic child had a lower risk of maternal complications (p=0.03). 3) The prevalence of obesity was 9.1% in France and 16.8% in Quebec (p <0.001). Obesity was significantly (p <0.0001) associated with, both in France and in Quebec, an increased risk of gestational diabetes, hypertensive disorders of pregnancy, preeclampsia, stillbirth, cesarean delivery and macrosomia. The strength of the association was different in France and Quebec (p of interaction <0.005) for the occurrence of gestational diabetes, hypertensive complications of pregnancy and macrosomia, with a larger increase in complications with body mass index in Quebec compared to France.Conclusion: Understanding some inherent complications of obesity (medical complications of pregnancy, feasibility and quality of ultrasound screening, obstetric complications) is enhanced by the result of this work.

L'ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE EST UNE MODALITE EN DEVELOPPEMENT POUR L'ESTIMATION DE LA PERFUSION. SA QUANTIFICATION RESTE DIFFICILE DU FAIT DE DIFFERENTS PROBLEMES. EN EFFET, LES ACQUISITIONS PEUVENT ÊTRE SOUMISES A DES MOUVEMENTS RESPIRATOIRES ET LA RELATION ENTRE LE SIGNAL AFFICHE DANS L'IMAGE ET LA CONCENTRATION DU PRODUIT DE CONTRASTE ULTRASONORE (PCUS) EST ENCORE ASSEZ MAL CONNUE. CE TRAVAIL PROPOSE D'AIDER A IDENTIFIER LES DIFFERENTES CINETIQUES DE PRISE DE CONTRASTE DANS LES SEQUENCES D'ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE NOTAMMENT PAR L'EMPLOI DE L'ANALYSE FACTORIELLE DES SEQUENCES D'IMAGES MEDICALES (AFSIM). CETTE METHODE PERMET D'IDENTIFIER LES DEFICITS DE PERFUSION AINSI QUE DES PHENOMENES DE MASQUAGE DES ZONES PROFONDE PAR LE PCUS EN ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE CEREBRALE. L'AFSIM MONTRE AUSSI L'INFLUENCE DU MOUVEMENT RESPIRATOIRE DANS LES SEQUENCES DE PERFUSION HEPATIQUE ET CHEZ LA SOURIS. UNE COMPENSATION DE CE MOUVEMENT EST PROPOSEE EN SYNCHRONISANT LES IMAGES SUR LE CYCLE RESPIRATOIRE, ESTIME A POSTERIORI PAR UN CRITERE D'INDEPENDANCE STATISTIQUE OU UN CRITERE FREQUENTIEL. CETTE SYNCHRONISATION GENERE DES SEQUENCES D'IMAGES CONTENANT PEU DE MOUVEMENTS RESIDUELS ET REDUIT LES EFFETS DE VOLUME PARTIEL. POUR COMPENSER LES PHENOMENES DE MASQUAGE, LES COEFFICIENTS DE RETRO-DIFFUSION HARMONIQUE ET D'ATTENUATION ONT ETE EXPLORES IN VITRO, EN FONCTION DE L'INDEX MECANIQUE EMPLOYE ET DE LA CONCENTRATION DE PCUS. UNE SOLUTION SIMPLE DE COMPENSATION DE CE PHENOMENE EST PROPOSEE DANS LE CAS PARTICULIER DES ECHOGRAPHIES CEREBRALES. CE TRAVAIL CONSTITUE UNE PREMIERE ETAPE AFIN DE MIEUX COMPRENDRE ET COMPENSER LES OBSTACLES A LA QUANTIFICATION EN ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE.

Ce travail de thèse est axé sur le domaine du traitement d'images biomédicales. L'objectif de notre étude est l'estimation des paramètres traduisant les propriétés mécaniques de l'artère carotide in vivo en imagerie échographique, dans une optique de détection précoce de la pathologie cardiovasculaire. L'analyse du mouvement longitudinal des tissus de la paroi artérielle, i.e. dans la même direction que le flux sanguin, représente la motivation majeure de ce travail. Les trois contributions principales proposées dans ce travail sont i) le développement d'un cadre méthodologique original et semi-automatique, dédié à la segmentation et à l'estimation du mouvement de la paroi artérielle dans des séquences in vivo d'images ultrasonores mode-B, ii) la description d'un protocole de génération d'une référence, faisant intervenir les opérations manuelles de plusieurs experts, dans le but de quantifier la précision des résultats de notre méthode malgré l'absence de vérité terrain inhérente à la modalité échographique, et iii) l'évaluation clinique de l'association entre les paramètres mécaniques et dynamiques de la paroi carotidienne et les facteurs de risque cardiovasculaire dans le cadre de la détection précoce de l'athérosclérose. Nous proposons une méthode semi-automatique, basée sur une approche conjointe de segmentation des contours de la paroi et d'estimation du mouvement des tissus. L'extraction de la position des interfaces est réalisée via une approche spécifique à la structure morphologique de la carotide, basée sur une stratégie de programmation dynamique exploitant un filtrage adapté. L'estimation du mouvement est réalisée via une méthode robuste de mise en correspondance de blocs (block matching), basée sur la connaissance du déplacement a priori ainsi que sur la mise à jour temporelle du bloc de référence par un filtre de Kalman spécifique. La précision de notre méthode, évaluée in vivo, correspond au même ordre de grandeur que celle résultant des opérations manuelles réalisées par des experts, et reste sensiblement meilleure que celle obtenue avec deux autres méthodes traditionnelles (i.e. une implémentation classique de la technique de block matching et le logiciel commercial Velocity Vector Imaging). Nous présentons également quatre études cliniques réalisées en milieu hospitalier, où nous évaluons l'association entre le mouvement longitudinal et les facteurs de risque cardiovasculaire. Nous suggérons que le mouvement longitudinal, qui représente un marqueur de risque émergent et encore peu étudié, constitue un indice pertinent et complémentaire aux marqueurs traditionnels dans la caractérisation de la physiopathologie artérielle, reflète le niveau de risque cardiovasculaire global, et pourrait être bien adapté à la détection précoce de l'athérosclérose.

Les produits de contraste ultrasonore constituent un véritable apport pour l'imagerie échographique et sont aujourd'hui utilisés en clinique pour l'évaluation de la perfusion cardiaque ou encore la détection de tumeurs. Depuis quelques années, les transducteurs capacitifs micro-usinés (cMUTs) se présentent comme une alternative intéressante aux transducteurs piézoélectriques classiques et offrent certains avantages comme une large bande passante. Nous proposons dans cette thèse d'évaluer le potentiel de cette technologie pour l'imagerie de contraste. Dans un premier temps, notre étude s'est orientée vers l'adaptation des cMUTs à l'imagerie non linéaire. Ensuite, de nouvelles méthodes de détection de contraste, basées sur le comportement spécifique des microbulles, ont été développées pour exploiter les avantages de la technologie cMUT. Comparés aux méthodes conventionnelles, les résultats obtenus montrent une meilleure visualisation des agents de contraste par rapport aux tissus environnants. L'utilisation de cMUTs améliore l'efficacité de ces méthodes démontrant, ainsi, leur intérêt pour l'imagerie de contraste.

Restauration Echographique Multi-vues appliquée à l'Imagerie 3D du Sein et du Cœur Nous présentons dans cette thèse de nouvelles techniques pour l'amélioration de la qualité d'images ultrasonores tridimensionnelles. L'échographie est l'une des technologies les plus utilisées en imagerie médicale, car elle est non-invasive, temps réel et relativement peu coûteuse. Cependant, elle a des inconvénients, comme la présence de speckle, une faible résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. La technique de combinaison spatiale (en anglais spatial compounding), qui consiste à combiner des images selon différents points de vue, a démontré qu'elle permettait de réduire le niveau de speckle. Nous proposons d'étendre cette technique afin améliorer également la résolution spatiale et la dépendance de l'angle d'acquisition. Nous proposons deux nouvelles approches : (i) une déconvolution multi-vues, consistant à résoudre le problème inverse où l'on suppose que chaque acquisition est une version dégradée du tissu original, et on recherche l'image la plus vraisemblable, et (ii) une fusion multi-vues, où l'on construit un volume à partir des caractéristiques présentes dans chaque acquisition. Nous appliquons ces méthodes sur l'imagerie 3D du sein et du cœur. L'obtention des volumes 3D du sein reste un défi, entre autres parce que la résolution est limitée dans le plan d'élévation. Les méthodes proposées permettent de résoudre ces problèmes. De nouvelles sondes en temps-réel et 3D pour l'imagerie du cœur ont été récemment introduites sur le marché. La combinaison par nos méthodes des acquisitions à travers différentes fenêtres acoustiques permet d'augmenter le champ de vue, le contraste des parois et le rapport signal sur bruit.