Les animaux de compagnie présentent un intérêt majeur dans les études cardiovasculaires soit comme modèles expérimentales soit comme modèles spontanées. De plus, le développement de méthodes d'exploration non invasives en médecine vétérinaire est devenu une nécessité à cause de régulations strictes concernant le bien être de l'animal. Un facteur limitant demeure l'exactitude et la fiabilité (répétabilité/reproductibilité) des techniques d'exploration pour leur utilisation répétitive chez des animaux vigiles. La mesure de la pression artérielle systémique (PA) non invasive et l'échocardiographie conventionnelle et avancée ont gagné de la place dans le domaine de recherche ; cependant, il n'existe pas de recommandations spécifiques sur la validation métrologique de méthodes quantitatives utilisées en recherche clinique ou fondamentale en médecine vétérinaire. Le présent travail a premièrement focalisé sur la validation métrologique de la mesure de la PA chez le chien et le chat en étudiant la répétabilité et la reproductibilité de la méthode Doppler (chez les deux espèces) et de la méthode oscillométrique (chez le chien) et en déterminant l'influence du niveau d'expérience de l'opérateur sur la variabilité intra- et inter-jour et le pourcentage de mesures réussies. Puis l'effet de la position de l'animal et du nombre de mesures répétées sur de variables sélectionnées d'échocardiographie bidimensionnelle (2D) et temps-mouvement (TM) a été évalué. De plus, la méthode de l'aire de la surface de l'isovélocité proximale (PISA) pour la quantification de la régurgitation mitrale (RM) ainsi que le strain (St) et strain rate (SR) dérivé du Doppler tissulaire ont été validé chez le chien par le calcul de la répétabilité et la reproductibilité des techniques. Dans un deuxième temps les techniques précédemment validées ont été appliquées chez des chiens sains, des chiens souffrant de maladie valvulaire mitrale dégénérative (MVD) spontanée et dans un modèle expérimental de myopathie centronucléaire (CNM) chez des Labradors retrievers. Toutes les études ont été réalisées à l'Unité de Cardiologie d'Alfort, à l'Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort. Pour les mesures de la PA, toutes les deux études ont montré que l'entrainement est important, notamment pour la mesure de la pression diastolique avec le Doppler, tandis que la répétabilité et reproductibilité sont bonnes pour un opérateur expérimenté. Concernant l'échocardiographie 2D et TM, la technique peut être réalisée chez des chiens couchés ou debout avec une répétabilité/reproductibilité similaire. La fraction régurgitée évaluée par la méthode PISA est une variable répétable et reproductible pour l'évaluation de la RM chez le chien souffrant de MVD. De façon similaire le St et SR peuvent être mesurés de manière fiable chez le chien vigile et leur utilisation combinée avec d'autres paramètres échocardiographiques offre une nouvelle approche à l'étude de la fonction systolique dans cette espèce et peut complémenter l'échocardiographie conventionnelle pour la mesure de la performance myocardique. L'intérêt de ces méthodes validées a été illustré dans des études avec des chiens souffrant de MVD de gravité variable et une différence significative des paramètres étudiés (PA et fraction régurgitée) a été retrouvée dépendant du stade de la maladie. Enfin dans le modèle de CNM, des altérations sous-cliniques ont été détectées et considérées comme significatives étant donnée les faible coefficients de variation de techniques utilisées. En conclusion, le présent travail a évalué la répétabilité et la reproductibilité de quelques techniques d'exploration cardiovasculaires et a démontré l'importance de la validation en les appliquant dans des circonstances cliniques. Cependant ces résultats ne sont valables que dans les conditions spécifiques utilisées dans ces études. / Small animais present a major interest in cardiovascular studies either as experimental or as spontaneous models. Additionally, the development of non-invasive exploration methods in veterinary medicine has been impeding since regulations applying to animais are getting stricter and animal welfare has been the subject of many debates recently. A limitation factor regarding noninvasive cardiovascular exploration by different methods remains the accuracy, and reliability of the different techniques, that is to say, if the methods are repeatable and reproducible, and able to be used in repeated manner in awake animais. Although non-invasive arterial blood pressure (ABP) measurement and conventional, as weil as, advanced echocardiographic techniques have gained place in the domain of veterinary research, there are no specifie guidelines on how to metrologically validate a quantitative imaging technique in veterinary medicine for use in clinical or fundamental research. The present work focused firstly on metrological validation of non-invasive ABP measurement in dogs and cats by assessment of repeatability and reproducibility of Doppler ultrasonography (DU, in both dogs and cats) and high definition oscillometry (in dogs) and by determination of the influence of the observer's level of experience on within-day and between-day variability and the percentage of successful measurements. Then, the effect of animal position and number of repeated measurements on selected 2-dimensional (20) and M-mode echocardiographic variables in heal~hy dogs was evaluated. Moreover, the proximal isoveJocity surface area (PISA) method for quantification of mitral regurgitation (MR) and the tissue Doppler-derived strain (St) and strain rate (SR) technique in the dog were validated by calculation of repeatability and reproducibility. In a second step, the previously validated techniques were applied to healthy dogs, dogs suffering from spontaneous mitral valve disease (MVD) and to an experimental model of centronudear myopathy (CNM) in labrador retrievers. A total of 7 studies were realized. Ali studies were conducted at the Cardiology Unit of Alfort, in the National Veterinary School of Alfort. For ABP measurements, bath studies showed that training is important especially for evaluation of diastolic ABP with DU, whereas repeatability and reproducibility are good for sufficiently experienced observers. Regarding transthoracic 20 and M-mode echocardiography, itcan be performed on dogs in both standing position and lateral recumbency, and the repeatability of measurements is similar. Regurgitant fraction assessed by the PISA method is a repeatable and reproducible variable for the non-invasive evaluation of MR in awake dogs with MVD. This Doppler index is reliable, and its assessment can therefore be recommended for use, in combination with evaluation of other Doppler echocardiographic variables, in longitudinal studies of mitral valve disease in dogs. SimilarJy, myocardial St and SR can be measured non-invasively and in real time from regional myocardial velocities by TOI with good repeatability and reproducibility in the awake dog. The combined use of. St and SR indices with other tissue Doppler parameter's offers a new ultrasound approach to the systolic function in this species and may complement conventional echocardiographic measure of myocardial performance. The interest of those validation methods was firstly iIIustrated in studies involving dogs suffering from MVD of differing severity, where a relevant difference of the evaluated parameters (ABP and regurgitant fraction) was found depending on the stage of the disease.

Nous proposons une nouvelle méthode pour quantifier la vorticité intracardiaque (vortographie Doppler), basée sur l’imagerie Doppler conventionnelle. Afin de caractériser les vortex, nous utilisons un indice dénommé « Blood Vortex Signature (BVS) » (Signature Tourbillonnaire Sanguine) obtenu par l’application d’un filtre par noyau basé sur la covariance. La validation de l’indice BVS mesuré par vortographie Doppler a été réalisée à partir de champs Doppler issus de simulations et d’expériences in vitro. Des résultats préliminaires obtenus chez des sujets sains et des patients atteints de complications cardiaques sont également présentés dans ce mémoire. Des corrélations significatives ont été observées entre la vorticité estimée par vortographie Doppler et la méthode de référence (in silico: r2 = 0.98, in vitro: r2 = 0.86). Nos résultats suggèrent que la vortographie Doppler est une technique d’échographie cardiaque prometteuse pour quantifier les vortex intracardiaques. Cet outil d’évaluation pourrait être aisément appliqué en routine clinique pour détecter la présence d’une insuffisance ventriculaire et évaluer la fonction diastolique par échocardiographie Doppler. / We propose a new method for quantification of intra-cardiac vorticity (Doppler vortography) based on conventional Doppler images. To characterize the vortices, an index called “blood vortex signature” (BVS) was obtained using a specific covariance-based kernel filter. The reliability of BVS measured by Doppler vortography was assessed in mock Doppler fields issued from simulations and in vitro experimentations. Some preliminary results issued from healthy subjects and patients with heart disease were also presented in this research project. Strong correlations were obtained between the Doppler vortography-derived and ground-truth vorticities (in silico: r2 = 0.98, in vitro: r2 = 0.86, in vivo: p = 0.004). Our results demonstrated that Doppler vortography is a potentially promising echocardiographic tool for quantification of intra-ventricular vortex flow. This technique can be easily implemented for routine checks to recognize ventricular insufficiency and abnormal blood patterns at early stages of heart failure to decrease the morbidity of cardiac disease.

Les analyses des fonctions ventriculaires gauche (VG) et droite (VD) et des pressions de remplissage sont des éléments importants dans le contexte des défaillances cardio-circulatoires graves car elles ont des conséquences diagnostiques et pronostiques avec un impact sur les prises de décisions thérapeutiques. Toutefois, l'évaluation de la fonction myocardique en cas de choc reste difficile pour des raisons physiopathologiques et technologiques. Les paramètres de fonction ventriculaire longitudinale (FVL) pourraient avoir un intérêt dans ce domaine car ils permettent une évaluation directe d'une composante majeure de la mécanique ventriculaire. Ces paramètres ont été évalués chez les défaillances chroniques stables et ont montré leurs intérêts diagnostiques et pronostiques. Ils restent très peu étudiés dans les contextes aigues et graves. / Despite advances in management and therapies, cardiogenic shock remains a clinical challenge with high mortality rates.The analysis of left and right ventricular functions and filling pressures are important in this context because they had diagnostic and prognostic consequences with impact in therapeutic decisions. Nevertheless, the assessment of myocardial function remains difficult for physiopathologic and technical reasons. The parameters of longitudinal ventricular function (LgVF) could have an interest in this context because they permit a direct assessment of a major component of ventricular mechanics whereas ejection fraction remains a global evaluation. These indices were assessed in chronic and stable heart failure patients and were found to have prognostic and diagnostic interests. Though, they were not evaluated in the context of acute and severe cardio-circulatory failures.

Le rugby à XV est un sport collectif qui se caractérise en match par des courses et des collisions de hauteintensité très variables selon les positions. La première partie des travaux, qui s’est centrée sur l’analyse del’activité par centrale d’analyse cinématique, a mis en évidence une activité de haute intensité plus importante enCoupe d’Europe qu’en TOP14 qui varie selon les cinq postes de jeu en termes de répétitions d’efforts et dedistances parcourues à haute intensité notamment chez les avants. De plus, ces activités de haute intensitédiminuent en première et deuxième mi-temps et sont différentes selon les positions. En effet, une diminution plusprécoce est observée chez les avants et les trois-quarts ailes, qui est majorée au niveau des accélérations entre lesdeux dernières périodes d’un match pour les avants démontrant un impact de la fatigue. A l’inverse, les arrièresarrivent globalement à maintenir une intensité élevée. Ainsi, au regard des résultats de la première partie, ladeuxième partie des travaux a consisté en la mise en place d’un entraînement par répétition de sprints en hypoxieinduite par hypoventilation à bas volume pulmonaire. Celui-ci a permis une amélioration significative de lacapacité à répéter des sprints après sept séances d’entraînement par hypoventilation chez les joueurs très entraînés,alors qu’aucun changement n’a été observé dans le groupe normoxie. L’entraînement en rugby à XV se caractérisepar la répétition d’efforts de haute intensité à dominante dynamique (courses) et statique (musculation, phases decombat) qui vont impacter le remodelage du ventricule gauche de manière spécifique. La troisième partie a montré,à partir d’échocardiographies de repos en mode 2D-strain, une hypertrophie physiologique majorée chez les avantscomparativement aux arrières. Cette hypertrophie s’accompagne d’une augmentation des pressions de remplissageet une diminution de la relaxation lors de la diastole, notamment chez les avants. Enfin, malgré une torsionventriculaire inchangée, les rotations et les vitesses de rotation sont plus grandes au niveau basal et plus faibles auniveau apical chez les joueurs de rugby à XV. Ainsi, cette thèse CIFRE apporte de nouvelles données au niveaude l’analyse de l’activité, des méthodes d’entraînement facilement applicables pour l’entraîneur, ainsi que desdonnées plus spécifiques à l’évaluation cardiaque de repos pour le clinicien. / Rugby union is a team sport characterized by high-intensity collisions and running efforts during gameswhich are position-dependent. Accounting for the five different positional groups, the first part of this thesisdemonstrated greater high-intensity activity in European cup when compared to the TOP14 rugby unioncompetition; with position-dependent variations in the frequency of repeated high-intensity efforts and the relativedistance of high-speed movements in forwards. A decrease in high-intensity movement parameters was observedduring the first and second halves of a competitive rugby union match. Indeed, the decrease in high-intensitymovements was earlier in forwards and outside backs who peaked in high-intensity accelerations between the lasttwo periods of the game, while backs were able to maintain their high-intensity activity throughout the match.Collectively, the capacity for a player to repeat high-intensity efforts during a rugby union game varied by thelevel of competition and was influenced by the onset of fatigue. In this context, the second part of this thesis was to conduct a repeated-sprint training in hypoxia. Hypoxia was induced by voluntary hypoventilation at low lungvolume. This training protocol has largely improved the repeated-sprint ability performance in highly-trainedrugby union players after seven training sessions of hypoventilation, whereas it was unaltered in the controlnormoxic group. Such training demands in rugby union (characterised by repeated high-intensity efforts indynamic (running) and static (weightlifting, fighting)) have a specific impact on left ventricular remodelling. Thelast part of this thesis, using 2D-speckle-tracking resting echocardiography, demonstrated that LV hypertrophywas greater in forwards when compared to backs and to control group. Systolic function remained unchanged, butdiastolic function was altered, mainly in forwards, with an increase in filling pressures and a decrease in leftventricular relaxation. Finally, left ventricular twisting was similar while rugby union players exhibited lowerapical and higher basal rotations velocities compared to controls. Collectively, this CIFRE research programprovided new data in activity analysis and training methods that are widely applicable to a range of rugby unionprograms and data on left ventricular morphology, function and mechanics for the clinician.

L'objectif de ce travail est la conception et l'implémentation d'une méthode de segmentation générique d'images médicales qui puisse s'adapter à l'évolution des modalités et des besoins exprimés par les médecins. Partant ainsi du constat que la segmentation d'images médicales nécessite l'introduction de connaissances, nous avons opté pour une méthode pouvant combiner avantageusement les informations de bruit, de texture et de forme : les contours actifs basés région. Cette méthode consiste à déformer une courbe vers l'objet à segmenter. Ces déformations sont déduites de la dérivation d'une fonctionnelle à optimiser. <br />Notre contribution principale se situe au niveau de l'obtention de critères généraux permettant les ajouts d'informations a priori. Concernant le modèle de bruit, le critère consiste à considérer une fonction générale d'une loi paramétrique appartenant à la famille exponentielle. Nous avons mis en évidence que l'estimation des paramètres de la loi intervient de façon primordiale dans le calcul de l'équation d'évolution du contour. Pour le modèle de texture, l'absence de représentation discriminant de manière générale les textures, nous a conduit à utiliser une approche non paramétrique reposant sur les représentations parcimonieuses. Enfin l'a priori de forme utilise un critère basé sur les moments de Legendre. Les différents a priori sont ensuite reliés par le biais d'un algorithme de minimisation alternée ce qui permet de pondérer efficacement les termes d'attache aux données photométriques et l'a priori géométrique.<br />Les trois approches ont été testées et validées séparément puis de manière combinée sur des images synthétiques et réelles.

La thèse porte sur la segmentation spatio-temporelle et interactive d'images cardiaquesdynamiques. Elle s'inscrit dans le projet ANR 3DSTRAIN du programme"Technologies pour la Santé et l'Autonomie" qui a pour objectif d'estimer de façoncomplète, dense et sur plusieurs modalités d'imagerie 3D+t (telles que l'imageriepar résonance magnétique (IRM), la tomographie par émission monophotonique(TEMP) et l'échocardiographie) l'indice de déformation du muscle cardiaque : lestrain. L'estimation du strain nécessite une étape de segmentation qui doit être laplus précise possible pour fournir une bonne évaluation de cet indice. Nos travauxse sont orientés sur deux axes principaux : (1) le développement d'un modèle desegmentation conforme à la morphologie du muscle cardiaque et (2) la possibilitéde corriger interactivement et intuitivement le résultat de la segmentation obtenuegrâce à ce modèle. / This thesis focuses on the spatio-temporal and interactive segmentation of dynamiccardiac images. It is a part of the ANR 3DSTRAIN project of program "Technologiesfor Health and Autonomy" which aims to estimate full, dense and on several3D+t imaging modalities (such as Magnetic Resonance Imaging (MRI), Single PhotonEmission Computed Tomography (SPECT) and echocardiography) the indexof deformation of the heart muscle : the strain. The strain estimation requires asegmentation step which must be as precise as possible to provide a good estimationof this index. Our work was focused on two main areas : (1) the development of asegmentation model conforms to the shape of the heart muscle and (2) the abilityto interactively and intuitively correct the segmentation's result obtained with thismodel.

La dysfonction ventriculaire gauche reste sous-diagnostiquée en pratique clinique actuelle car les paramètres conventionnels d’échographie ne sont pas suffisamment sensibles pour détecter des modifications fines de la fonction cardiaque. L’introduction récente de l’échocardiographie de suivi des marqueurs acoustiques (speckle tracking echocardiography) a permis par ses capacités descriptives de la mécanique cardiaque, de revisiter la contraction cardiaque et, de ce fait, de proposer une nouvelle approche échographique de l’évaluation de la fonction ventriculaire gauche.<p><p>A travers trois études, nous avons montré que l’analyse des indices de déformation permet d’objectiver des modifications de fonction ventriculaire gauche indétectables en échocardiographie conventionnelle dans des situations complexes à fraction d’éjection conservée, en dépit de l’augmentation modérée de la fréquence cardiaque qui leur est associée. Les situations que nous avons étudiées sont les suivantes :l’adaptation physiologique à l’hypoxie au niveau de la mer et en altitude, et les situations pathologiques que sont le syndrome de mal d’altitude chronique, et la cardiomyopathie associée à l’ataxie de Friedreich.<p><p>L’intégration de nos résultats et des informations disponibles dans la littérature permet de suggérer que l’utilisation de toutes les ressources offertes par l’échocardiographie de suivi des marqueurs acoustiques permet d’améliorer l’évaluation de la fonction cardiaque au-delà de la fraction d’éjection, en offrant une meilleure identification de situations pathologiques mais également une meilleure compréhension de situations physiologiques et pathologiques. <p><p>L’utilisation généralisée des indices de déformation pour l’évaluation de la fonction ventriculaire gauche en pratique clinique connaît néanmoins d’importantes limitations que nous abordons dans la discussion de ce travail. Au terme d’investigations complémentaires et de standardisation de la technique, l’incorporation d’un algorithme d’évaluation échographique de la fonction cardiaque à FEVG conservée combinant les paramètres échographiques conventionnels et les indices de déformation pourra être évalué de façon prospective pour sa translation en pratique clinique, avec pour finalité la proposition d’une définition mieux adaptée de l’insuffisance cardiaque à FEVG conservée.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le remodelage myocardique est une réponse du myocarde à une altération des contraintes pariétales générée par une agression aiguë (ischémie myocardique) ou chronique (surcharge en pression, surcharge en volume, anomalie métabolique). En effet, le cœur est un organe capable de modifier en fonction de ses conditions de travail l’expression de ses fonctions moléculaires et cellulaires pour aboutir à des changements de taille,de morphologie et de fonction. Le remodelage myocardique est un mécanisme adaptatif initialement bénéfique, car en modifiant sa géométrie, le ventricule gauche s’adapte aux modifications de stress pariétal et préserve le volume d’éjection systolique. / Not transmitted

L'échocardiographie est une modalité d'imagerie sûre, non-invasive, qui est utilisée pour évaluer la fonction et l'anatomie cardiaque en routine clinique. Mais la cadence maximale d’imagerie atteinte est limitée en raison de la vitesse limitée du son. Afin d’augmenter la fréquence d'image, l'utilisation d’ondes planes ou d’ondes divergentes en transmissinon a été proposée afin de réduire le nombre de tirs nécessaires à la reconstruction d'une image. L'objectif de cette thèse consiste à développer un procédé d'imagerie par ultrasons ultra-rapide en échocardiographie 2/3D basé sur une insonification par ondes divergentes et réalisant une reconstruction dans le domaine de Fourier. Les contributions principales obtenues au cours de la thèse sont décrites ci-dessous. La première contribution de cette thèse concerne un schéma de transmission dichotomique pour l'acquisition linéaire en analysant mathématiquement la pression générée. Nous avons ensuite montré que ce système de transmission peut améliorer la qualité des images reconstruites pour une cadence constante en utilisant les algorithmes de reconstruction conventionnels. La qualité des images reconstruites a été évaluée en termes de résolution et de contraste au moyen de simulations et acquisitions expérimentales réalisées sur des fantômes. La deuxième contribution concerne le développement d'une nouvelle méthode d'imagerie 2D en ondes plane opérant dans le domaine de Fourier et basée sur le théorème de la coupe centrale. Les résultats que nous avons obtenus montrent que l'approche proposée fournit des résultats très proches de ceux fournit par les méthodes classiques en termes de résolution latérale et contraste de l'image. La troisième contribution concerne le développement d'une transformation spatiale explicite permettant d'étendre les méthodes 2D opérant dans le domaine de Fourier d'une acquisition en géométrie linéaire avec des ondes planes à la géométrie sectorielle avec des ondes divergente en transmission. Les résultats que nous avons obtenus à partir de simulations et d'acquisitions expérimentales in vivo montrent que l'application de cette extension à la méthode de Lu permet d'obtenir la même qualité d’image que la méthode spatiale de Papadacci basée sur des ondes divergentes, mais avec une complexité de calcul plus faible. Finalement, la formulation proposée en 2D pour les méthodes ultra-rapides opérant dans le domaine de Fourier ont été étendues en 3D. L'approche proposée donne des résultats compétitifs associés à une complexité de calcul beaucoup plus faible par rapport à la technique de retard et somme conventionnelle. / Three-dimensional echocardiography is one of the most widely used modality in real time heart imaging thanks to its noninvasive and low cost. However, the real-time property is limited because of the limited speed of sound. To increase the frame rate, plane wave and diverging wave in transmission have been proposed to drastically reduce the number of transmissions to reconstruct one image. In this thesis, starting with the 2D plane wave imaging methods, the reconstruction of 2D/3D echocardiographic sequences in Fourier domain using diverging waves is addressed. The main contributions are as follows: The first contribution concerns the study of the influence of transmission scheme in the context of 2D plane wave imaging. A dichotomous transmission scheme was proposed. Results show that the proposed scheme allows the improvement of the quality of the reconstructed B-mode images at a constant frame rate. Then we proposed an alternative Fourier-based plane wave imaging method (i.e. Ultrasound Fourier Slice Beamforming). The proposed method was assessed using numerical simulations and experiments. Results revealed that the method produces very competitive image quality compared to the state-of-the-art methods. The third contribution concerns the extension of Fourier-based plane wave imaging methods to sectorial imaging in 2D. We derived an explicit spatial transformation which allows the extension of the current Fourier-based plane wave imaging techniques to the reconstruction of sectorial scan using diverging waves. Results obtained from simulations and experiments show that the derived methods produce competitive results with lower computational complexity when compared to the conventional delay and sum (DAS) technique. Finally, the 2D Fourier-based diverging wave imaging methods are extended to 3D. Numerical simulations were performed to evaluate the proposed method. Results show that the proposed approach provides competitive scores in terms of image quality compared to the DAS technique, but with a much lower computational complexity.

Cette thèse porte sur le développement et l’évaluation de techniques d’imagerie en échocardiographie. L’objectif est de proposer des méthodes d’imagerie ultrasonore ultrarapide pour estimer le mouvement cardiaque 2-D et 3-D.Première modalité d’imagerie du cœur, l’échocardiographie conventionnelle permet la mesure des déformations myocardiques à 80 images/s. Cette cadence d’imagerie est insuffisante pour quantifier les mouvements de la totalité du myocarde lors de tests d’efforts, utiles en évaluation clinique, au cours desquels le rythme cardiaque est augmenté. De plus, la résolution temporelle actuelle en échocardiographie 3-D limite ses applications, pourtant essentielles pour une caractérisation complète du cœur.Les contributions présentées ici sont 1) le développement et l’évaluation, pour l’application cardiaque, d’une méthode originale d’estimation de mouvement 2-D par imagerie ultrarapide et marquage des images, 2) l’étude de faisabilité de la mesure globale des déformations cardiaques avec une méthode innovante d’imagerie ultrasonore ultrarapide 2-D et 3) la généralisation de cette approche en 3-D pour l’imagerie des volumes cardiaques à haute résolution temporelle. Cette technique est basée sur l’émission d’ondes divergentes, et l’intégration d’une compensation de mouvement dans le processus de formation des volumes cardiaques.La méthode proposée permet l’estimation des mouvements cardiaques 2-D et l’échocardiographie ultrarapide 3-D. L’évaluation de notre approche pour la quantification des déformations myocardiques locales 2-D et 3-D pourrait permettre de proposer des pistes innovantes pour poursuivre nos études et améliorer le diagnostic en routine clinique / This PhD work focuses on the development and the evaluation of imaging techniques in echocardiography. Our objective is to propose ultrafast ultrasound imaging methods for 2-D and 3-D cardiac motion estimations.Echocardiography is one of the most widespread modality for cardiovascular imaging. Conventional clinical scanners allow measurement of myocardial velocities and deformations at 80 images / s. In some situations, it can be recommended to increase the heart rate during a stress echocardiographic examination. Motion estimation of the whole myocardium at such heart rates is challenging with the conventional imaging systems. In addition, the low temporal resolution of the current conventional 3-D echocardiography limits quantitative applications, which would be needed for a complete characterization of the heart.The three contributions presented here are 1) the development and evaluation of an original method for 2-D cardiac motion estimation, with ultrafast imaging and image tagging, 2) the feasibility study of the global myocardial deformation measurement using an innovative 2-D ultrafast ultrasound imaging method and 3) the generalization of this approach in three dimensions for high frame-rate 3-D echocardiography. This method is based on the transmission of divergent waves and the integration of motion compensation, during the imaging process, to produce high-quality volumetric images of the heart.The proposed method allows 2-D cardiac motion estimation and 3-D echocardiography at high frame-rate. The evaluation of our approach for local 2-D and 3-D myocardial deformation measurements should permit to conduct further study in order to improve medical diagnosis