Actuellement, l'étude exploratoire de la fonction hémostatique en routine se fonde essentiellement sur les tests du bilan standard d'hémostase, c'est à dire la détermination du temps caractéristique de formation d'un gel de fibrine dans des conditions standardisées. Cependant, la dernière décennie a vu la naissance de nouveaux tests se focalisant sur les transformations mécaniques du sang lors de sa coagulation. Portés par les récentes avancées dans la connaissance des phénomènes biochimiques et biophysiques menant à ces transformations mécaniques, ces tests, basés sur une étude dynamique des propriétés viscoélastiques de la coagulation du sang total, sont aujourd'hui de plus en plus adoptés par les hématologues et sont au centre d'un nombre grandissant d'études cliniques. C'est dans ce contexte que, s'appuyant sur les récents développements des techniques ultrasonores haute-fréquence, un dispositif de monitoring ultrasonore haute-fréquence de la coagulation sanguine sur sang total a été développé au sein de notre équipe. Grâce à une analyse simultanée de plusieurs paramètres acoustiques, ce dispositif à montré ses capacités à suivre les transformations mécaniques du sang coagulant. Le travail de cette thèse a consisté à poursuivre le développement de ce dispositif en s'attachant notamment à discriminer le rôle respectif des différents phénomènes ayant lieu lors de la coagulation sur les cinétiques acoustiques mesurées. En analysant les effets de traitements anticoagulant et anti-agrégant plaquettaires sur notre monitoring ultrasonore dans le cadre d'une étude clinique pilote, un premier potentiel diagnostic du dispositif a été établi. Les résultats de cette étude ont ensuite mené à la mise en place de mesures spécifiques centrées sur deux phénomènes : la formation de la fibrine et la contraction plaquettaire. Une visualisation originale de la formation du réseau de fibrine a pu être mise en place et a mené à la détermination d'un nouveau paramètre capable de déterminer à la fois le temps de gélification et le temps de rétraction. La gélification du milieu s'est avéré être primordiale dans l'évolution de l'atténuation dans le milieu, tout comme la rétraction du caillot est essentiellement responsable de l'augmentation de la vitesse. / Today, routine blood coagulation tests rely principally on the measurement of the time for a blood sample to gel under standardized conditions. However, in the last decade, new tests focused on monitoring mechanical changes during blood coagulation have been developped. Thanks to a new understanding of the biochemical and biophysical phenomena leading to those mechanical changes, these tests, dynamically studying the viscoelastic properties of coagulating whole blood, tend to be more and more adopted by haematologists and are the focus of a tremendous amount of clinical studies. Within this context and due to the recent development of high-frequency ultrasound techniques, a high-frequency ultrasound apparatus allowing the monitoring of whole blood coagulaion has been developped by our team. Simultaneously analysing the kinetics of four acoustical parameters, it has shown its potential in monitoring the mechanical changes appearing in whole blood coagulation. In this PhD thesis, new developments of this technique have been carried out and allowed to discriminate the respective role of the different phenomena appearing during coagulation on our acoustical parameters. Analysing the effect of anticoagulant and antiplatelet therapy within a pilot clincal study, the diagnostic potential of our test has been established. Following the results of this study, specific measurements have been set up and have shown the importance of two phenomena : fibrin formation and platelet contraction. A new way to visualize the fibrin network formation has been devised and has led to the computation of a new parameter capable of defining gel time and retraction time. Gelation of the medium was shown to be linked to the changes in attenuation in the medium and retraction of the clot was found to be critical in the rise of longitudinal velocity.

Afin d'accélérer et automatiser l'analyse par ultrasons quantitatifs de ganglions lymphatiques de patients atteints d'un cancer, plusieurs segmentations automatiques des trois milieux rencontrés (le parenchyme du ganglion, la graisse périnodale et le sérum physiologique) sont étudiées. Une analyse statistique du signal d'enveloppe a permis d'identifier la distribution gamma comme le meilleur compromis en termes de qualité de la modélisation, simplicité du modèle et rapidité de l'estimation des paramètres. Deux nouvelles méthodes de segmentation basées sur l'approche par ensemble de niveaux et la distribution gamma sont décrites. Des statistiques locales du signal d'enveloppe permettent de tenir compte des inhomogénéités du signal dues à l'atténuation et la focalisation des ultrasons. La méthode appelée LRGDF modélise les statistiques du speckle dans des régions dont la taille est contrôlable par une fonction lisse à support compact. La seconde, appelée STS-LS, considère des coupes transverses, perpendiculaires au faisceau, pour gagner en efficacité. Une troisième méthode basée sur la classification par forêt aléatoire a été conçue pour initialiser et accélérer les deux précédentes. Ces méthodes automatiques sont comparées à une segmentation manuelle effectuée par un expert. Elles fournissent des résultats satisfaisants aussi bien sur des données simulées que sur des données acquises sur des ganglions lymphatiques de patients atteints d'un cancer colorectal ou du sein. Les paramètres ultrasonores quantitatifs estimés après segmentation automatique ou après segmentation manuelle par un expert sont comparables. / This work investigates approaches to obtain automatic segmentation of three media (i.e., lymph node parenchyma, perinodal fat and normal saline) in lymph node (LN) envelope data to expedite quantitative ultrasound (QUS) in dissected LNs from cancer patients. A statistical modeling study identified a two-parameter gamma distribution as the best model for data from the three media based on its high fitting accuracy, its analytically less-complex probability density function (PDF), and closed-form expressions for its parameter estimation. Two novel level-set segmentation methods that made use of localized statistics of envelope data to handle data inhomogeneities caused by attenuation and focusing effects were developed. The first, local region-based gamma distribution fitting (LRGDF), employed the gamma PDFs to model speckle statistics of envelope data in local regions at a controllable scale using a smooth function with a compact support. The second, statistical transverse-slice-based level-set (STS-LS), used gamma PDFs to locally model speckle statistics in consecutive transverse slices. A novel method was then designed and evaluated to automatically initialize the LRGDF and STS-LS methods using random forest classification with new proposed features. Methods developed in this research provided accurate, automatic and efficient segmentation results on simulated envelope data and data acquired for LNs from colorectal- and breast-cancer patients as compared with manual expert segmentation. Results also demonstrated that accurate QUS estimates are maintained when automatic segmentation is applied to evaluate excised LN data.