Feasibility of using torsional waves to assess viscoelasticity of cervical tissue

Abstract

El principal objetivo de esta tesis es evaluar la viabilidad de las ondas de torsión para reconstruir parámetros mecánicos, elasticidad, viscosidad y abrir el camino a la no linealidad, midiendo en cervix humano in-vivo y habilitando la tecnología como diagnóstico de parto prematuro y otros trastornos gestacionales. La última contribución de esta tesis es la evaluación de la viabilidad y fiabilidad de la técnica TWE para proporcionar datos consistentes sobre los cambios en la rigidez del tejido cervical durante el embarazo [19]. Los datos observados soportan, en primer lugar, la hipótesis de que la técnica TWE tiene la capacidad para cuantificar la rigidez cervical definida por su módulo elástico, y en segundo lugar, que la rigidez de cizalla disminuye durante el embarazo. Los resultados mostraron, por primera vez in-vivo, la viabilidad de las ondas de torsión para medir objetivamente la elasticidad cervical en mujeres embarazadas. Además, los resultados experimentales muestran que la técnica es segura para usarse en la práctica clínica. Todos los valores obtenidos estaban muy por debajo de los umbrales de los parámetros de referencia de la guía de la Administración de Alimentos y Medicamentos. La técnica TWE podría proporcionar datos clínicamente relevantes sobre la maduración cervical además de los obtenidos con la exploración digital y la ecografía estándar.

The main objective of this thesis is to evaluate the viability of torsional waves to reconstruct mechanical parameters, elasticity, viscosity and open the way to nonlinearity, measuring in a human cervix in-vivo and enabling the technology as a diagnosis of preterm birth and other gestational disorders. The last contribution of this thesis is to evaluate the feasibility and reliability of TWE technique to provide consistent data on the changes of the cervical tissue stiffness during pregnancy [19]. The observed data support, firstly the hypothesis that torsional wave technique has the capacity to quantify cervical stiffness defined by its elastic modulus, and secondly, that shear stiffness decreases during pregnancy. The results showed, for the first time in-vivo, the viability of torsional waves to objectively measure cervical elasticity in pregnant women. Besides, the experimental results show that TWE technique is safe to be used in pregnant women. All the values obtained were far below the thresholds according to Food and Drug Administration guidelines reference parameters in Fetal Imaging and Other. The TWE technique might provide clinically relevant data on the cervical ripening in addition to that obtained from digital exploration and standard sonography.