Modélisation et caractérisation multi-paramétrique ultrasonore pour l'évaluation in vivo de l'hétérogénéité tumorale et son influence sur l'évolution thérapeutique

L'hétérogénéité intratumorale influençant l'effet d'une thérapie, l'objectif de cette thèse est, en combinant les paramètres issus des imageries ultrasonores de contraste, d'élastographie par onde de cisaillement et d’ultrasons quantitatifs, de caractériser l'évolution tumorale et son hétérogénéité. Trois expériences précliniques menées sur deux modèles tumoraux murins et utilisant trois thérapies différentes ont permis de montrer que les techniques d'imagerie ultrasonore apportent des informations complémentaires à l'étude du volume seul lors de la croissance tumorale. L'étude multiparamétrique des corrélations entre les paramètres d'imagerie estimés sur la tumeur entière (échelle globale) révèle que les relations entre les différents paramètres varient en fonction du modèle tumoral et du traitement thérapeutique. Pour un modèle tumoral et une thérapie donnés, les corrélations entre les paramètres sont modifiées en considérant des zones plus locales et homogènes définies par un découpage en superpixel (échelle locale). Ceci suggère que les corrélations déterminées à une échelle locale sont sensibles à la répartition spatiale des différents paramètres au sein de la tumeur non considérée à l’échelle globale. Enfin, nous avons constaté que certains paramètres de l'imagerie de contraste sont corrélés à l’évolution future de la croissance tumorale. Ceci suggère que l'intégration des données de l'imagerie de contraste dans les modèles mathématiques peut aider à mieux prévoir l'évolution tumorale. L’ensemble de ces résultats montrent l'intérêt d'une évaluation plus localisée et multiparamétrique afin de mieux interpréter les modifications au sein d'une tumeur au cours du temps. Intratumor heterogeneity influencing therapy efficiency, the goal of this thesis is, by the combination of parameters extracted from three ultrasound imaging techniques (contrast enhanced, shear wave elastography and quantitative ultrasound), to characterize tumor evolution and its heterogeneity. Three preclinical experiments carried out in two murine tumor models using three different therapies indicated that ultrasonic parameters provided complementarity information on tumor changes during growth. When evaluated on the entire imaged tumor cross section (global scale), mutiparametric correlations between the parameters from the three imaging modalities differed as a function of the tumor model and the treatment. For a given tumor type and therapy, the multiparametric correlations were mo