Échographie compressée: une nouvelle stratégie d’acquisition et de formation pour une imagerie ultra rapide

The manuscript of this thesis is divided into four chapters. In the first chapter, a brief summary of the applications of ultrasound imaging is given as well as its benefits. The problem that this work addresses is indicated and the objectives of the thesis are formulated. A short summary of the manuscript is also provided. In the second chapter, the theoretical context of acoustic wave propagation is fixed. In addition, based on this formulation, conventional ultrasound acquisition schemes are reviewed and the usual metrics that quantify the quality of the image are introduced. We also summarize the already existing approaches to overcome the trade-off between image quality and frame rate. Chapters three, four and five present the most important contributions of this thesis. Chapter three details the first contribution of this work. First, it presents the theoretical context of an ultrasound imaging approach based on a reduced model of propagation of ultrasound waves coded temporally in soft tissues. Then, the simulation and the in vitro results are presented and discussed, the advantages / limitations of the method being underlined. In chapter four the performances of an imaging approach based on an advanced model of propagation of ultrasonic waves are presented. First, the general direct model is constructed. Then, the advanced model is associated with the concept of temporal coding of ultrasonic waves and its adaptation to a specific high-speed acquisition scheme is illustrated. In addition, an inverse problem approach is proposed to reconstruct the image of the insonified medium. The performances of the direct model and the reconstruction method are evaluated by means of numerical simulations.Le manuscrit de cette thèse est divisé en quatre chapitres. Dans le premier chapitre, un bref résumé des applications de l'imagerie échographique est donné de même que ses avantages. Le problème que ce travail adresse est indiqué et les objectifs de la thèse sont formulés. Un résumé succinct du manuscrit est également fourni. Dans le deuxième chapitre, le contexte théorique de la propagation des ondes acoustiques est fixé. De plus, sur la base de cette formulation, les schémas d’acquisition ultrasonore conventionnels sont revus et les métriques habituelles qui quantifient la qualité de l’image sont introduites. Ici, sont également résumées les approches déjà existantes visant à surmonter le compromis entre qualité d'image et cadence d'acquisition d'images. Dans les chapitres trois, quatre et cinq sont présentées les contributions les plus marquantes de cette thèse. Le chapitre trois détaille la première contribution de ce travail. Tout d'abord, il présente le contexte théorique d'une approche d'imagerie par ultrasons basée sur un modèle réduit de propagation des ondes ultrasonores codées temporellement dans les tissus mous. Ensuite, la simulation et les résultats in vitro sont présentés et discutés, les avantages/limites de la méthode étant soulignés. Dans le chapitre quatre les performances d'une approche d'imagerie basée sur un modèle avancé de propagation des ondes ultrasonores sont présentées. Tout d'abord, le modèle direct général est construit. Ensuite, le modèle avancé est associé au concept de codage temporel des ondes ultrasonores et son adaptation à un schéma d'acquisition ultra-rapide spécifique est illustrée. En outre, une approche par problème inverse est proposée afin de reconstruire l'image du milieu insonifié. Les performances du modèle direct et de la méthode de reconstruction sont évaluées au moyen de simulations numériques