Expérimentations ex vivo sur cristallin pour un isolé

 L’approvisionnement en yeux humains étant d’ ile, nous avons commencé par se – tuer nos expérimentations sur des yeux pour ins. Leurs propriétés acoustiques sont reconnues pour être pro hes [De Korte et al., 1994b℄. Le cristallin pour in étudié dans cette section provient d’un por el et âgé de 21 jours. Ses yeux ont été prélevés par les professionnels du service CHAIRE de l’INRA, moins d’une heure après le sa ri e de l’animal. Nous avons choisi le cristallin d’un pour el et par ses dimensions, moins importantes que celles d’un adulte, se rapprochent plus de celles d’un cristallin humain. Elles demeurent néanmoins plus conséquentes. Avant d’imager le cristallin isolé pour quantier la résolution spatiale en sa présence, nous pouvons aider à sa caractérisation acoustique. La célérité US mesurée servira ensuite aux red constructions adaptées.

Caractérisation acoustique du cristallin porcin 

Préparation du cristallin L’ex ision du cristallin débute par une in ision de l’÷il au niveau du limbe. Le retrait de la cornée permet alors d’atteindre les bres zonulaires. Le cristallin est ensuite prélevé à l’aide de pin et chirurgicales, après se tion de es bres. Il faut prendre soin de ne pas rompre la capsule cristallinienne, particulièrement chez les sujets jeunes qui présentent un cortex relativement liquide. De fait, l’attache de ses bras à la capsule cristallinienne n’est pas retirée, pour éviter de porter atteinte à son intégrité.

Proto ole expérimental Matériel et méthode 

Le protocole expérimental utilisé pour la caractérisation acoustique en double transmission de la célérité et du coe cient d’atténuation au sein du cristallin pour on est schématisé figure 6.1. Il fait appel à la même chaîne d’acquisition ( f. Fig. 5.7) et au même matériel que dans le chapitre précédent, à l’exception du transducteur. Il s’agit d’un mono-élément de marque Panametrics (ref. PI50 – 200171), de fréquence centrale 27 MHz et de bande passante relative environ égale à 100%. Le cristallin est placé du té inférieur (de courbure moindre) sur une cible métallique et immergé dans de l’eau distillée. Son axe équatorial est orienté parallèlement à la cible de venir positionner le transducteur dans l’axe antéro-postérieur du cristallin (passant par les pôles). De cette façon, le faisceau US émis est en in iden e normale avec les pôles antérieur et postérieur, et la cible métallique. La distance du transducteur par rapport à la cible correspond à sa distance fo ale dans l’eau pure pour la température de mesure. Figure 6.1  Protocole expérimental pour la mesure en double-transmission par substitution de la célérité et de l’atténuation US au sein du cristallin pour in. Mesure de la célérité US La mesure de la célérité US dans l’axe du cristallin né essite l’acquisition de trois é hos Aeaucible (t), Alenscible (t) et Alenspost (t) soit respe tivement l’echo de cible dans l’eau, l’é ho de cible en présence du cristallin, et l’é ho du pôle postérieur du cristallin. De es é hos se déduisent, en déterminant le centroïde temporel selon l’équation 5.7, les temps de vol aller retour tA/R,eaucible , tA/R,lenscible et tA/R,lenspost entre le transducteur et les différentes interfaces. La célérité US au sein du cristallin s’obtient alors au moyen de l’expression 6.1 suivante : cL = ceau tA/R,eaucible − tA/R,lens post tA/R,lens cible − tA/R,lenspost (6.1) Mesure de l’atténuation US Le al ul du coe cient d’atténuation US né essite la connaissance de l’épaisseur axiale ea+p du cristallin. Elle s’obtient de l’expression 6.2 : ea+p = ceau tA/R,eaucible − tA/R,lenspost 2 (6.2) Le oe ient d’atténuation en fon tion de la fréquence s’exprime alors, en négligeant la direction, par la relation 6.3 : αL(f) = − 10 2ea+p log10 „      FFT € Alenscible (t) Š Talens/eau FFT € Ao Cible (t) Š       2Ž (6.3) où Teens/eau = Tlens→eau × Teau←lens est le coe cient de transmission subit deux fois par l’é ho Alenscible . L’impédan e a oustique du ristallin por in est également mesurée, après détermination de la masse volumique ρL de elui- i, au moyen d’une olonne d’eau et d’une balan e A&D (ref. HR200) précise à ±0.1 mg. 

Caractéristiques acoustiques mesurées 

La température de la pièce lors des mesures de paramétrisation acoustique était de 22.4◦C. Les é hogrammes Aeaucible (t), Alenscible (t) et Alenspost (t) ayant permis la mesure de la élérité et du oe ient d’atténuation sont présentés gure 6.2. Figure 6.2  É hogrammes de la ible dans l’eau distillée Aeaucible (a), de la ible au travers du ristallin Alenscible (b), et du ple postérieur du ristallin Alenspost ( ), à partir desquels sont déduits respe tivement les temps de vol tA/R,eaucible , tA/R,lenscible et tA/R,lenspost . Les spe tres des é hos Aeaucible (t) et Alenscible (t) utilisés pour le al ul du oe ient d’atténuation par substitution sont a hés gure 6.3. Figure 6.3  Spe tres d’amplitude des é hos de ible dans l’eau distillée Aeaucible (t) et au travers du ristallin Alenscible (t) . Le oe ient d’atténuation obtenu d’après l’équation 6.3 est présenté gure 6.4 pour une gamme de fréquen e omprise entre 5 et 25 MHz. Le t linéaire du logarithme de sa valeur permet de déterminer la valeur de l’atténuation à 1 MHz, α1, et l’ordre β de sa dépendan e en fréquen e, lorsque l’on onsidère une atténuation de la forme αL(f) = α1f β . Les ara téristiques acoustiques mesurées dans l’axe du cristallin de por el et sont reportées dans la Table 6.1. Les valeurs obtenues sont du même ordre que elles de la littérature, ex eption faîte pour α1 etβ , i i de 0.405 et 1.1, respe tivement, alors que De Korte et al. mesurent, entre 17 et 23 MHz, des valeurs moyennes de 0.17 et 1.8 sur n = 6 des ristallins por ins [De Korte et al., 1994b℄. Cet é art est probablement lié à la plus large gamme de fréquen e sur laquelle se al ule i i le t du oe ient d’atténuation ( f. Fig 6.4) ainsi qu’à la nature diérente de l’atténuation au sein du ristallin de por elet. En eet, le noyau, source principale d’atténuation, est en or à un stade peu mature chez le sujet jeune. Figure 6.4  Coe client d’atténuation (Eq. 6.3) mesuré dans l’axe du cristallin en dB/mm (à). Le t linéaire du logarithme du coe cient d’atténuation permet de déduire les valeurs α1=0.405 et β = 1.1. cL ea+p αL à 20 MHz α1 β ρL ZL [m/s] [mm] [dB/mm] [dB/mm] [kg/m3 ] [Mrayl] 1651 6.85 2.74 0.405 1.1 1118.5 1.846 Table 6.1  Propriétés acoustiques mesurées à 22.4◦C dans l’axe antéro-postérieur du cristallin por fin (por el et âgé de 21 jours). 

Imagerie sur fantôme haute résolution 

Á l’issue de sa ara térisation acoustique, le cristallin de por el et est placé dans le dispositif d’imagerie permettant l’étude comparative des techniques de reconstruc tions conventionnelle, CLAPet CLAIR FbC. 6.1.2.1 Proto ole expérimental Dispositif d’imagerie Le dispositif expérimental d’imagerie est schématisé figure 6.5. Le ristallin por in est déposé sur une membrane plastique de 15 µm, maintenue par le même support que lors des expérimentations in vitro. Il est ensuite entré sous la sonde LA20 et, pla é à une distan e pro he de sa position anatomique in vivo. Le fantme de résolution employé pour l’étude de la résolution et de la délité spatiale est diérent de elui des expérimentations in vitro. Il ne comporte qu’un seul plateau, inliné à 40° environ, et le l utilisé est en nylon, de diamètre 60 µm. Ils sont espacés en moyenne de 0.7 mm axialement et 1 mm latéralement. L’ensemble est immergé dans de l’eau distillée, préalablement dégazée. La température moyenne lors des expériences a été relevée à 22.5◦C. Recueil des signaux RF et traitement des B-s ans a quis Le proto ole d’acquisition des signaux RF et le traitement appliqué aux images pour d’imagerie utilisé pour quantier la résolution au-delà du cristallin. l’analyse quantitative sont similaires à celles tuées dans le chapitre précédent sur les cristallins synthétiques ( ff se tion 3.2.3 pour plus de pré isions) ; l’eau distillée, et le cristallin de por el et remplacent i i la turpentine et la gélatine . Ainsi, de même que, évidemment, deux acquisitions sont réalisées : l’une en présence du cristallin de por el et et l’autre dans l’eau distillée, an d’établir la référence permettant de quan er la délité spatiale et le gain relatif GBF/ref .