Échographie

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C’EST QUOI L’ECHOGRAPHIE ?

L’échographie est une technique d’imagerie médicale en coupe qui utilise des ultrasons. Ce nom désigne à la fois l’acte médical et l’image qui en résulte PRESENTATION D’IMAGES ECHOGRAPHIQUES


Embryon → foetus

Que doit -on connaître ?

TYPE D’APPAREIL

– Echographe

– Différents types de sonde

L’appareil d’échographie s’appelle : Echographe

  1. La ou les sondes reliées à l’appareil par un câble.
  2. L’écran vidéo sur lequel les images sont visionnées en direct.
  3. Le système informatique
  4. Le panneau de commande, composé de multiples


touches et applications

Capteur ultrasonore ou sonde ou transducteur ultrasonore :

– Outil primordial de l’appareillage.

– Grâce à plusieurs types de balayage, l’imagerie échographique des structures peut-être obtenue.

Focalisation électronique dynamique :

– Utilisée de manière quasi-systématique sur tous les capteurs d’imagerie qu’ils soient à balayage électronique ou mécanique.

FORME GÉOMÉTRIQUE DIFFÉRENTE :

– LINEAIRE,SECTORIELLE, CONVEXE ELECTRONIQUE OU MECANIQUE

MONOFRÉQUENCE OU LARGE BANDE DE FREQUENCE

SONDE ORIFICIELLE OU SONDE EN DO CAVITAIRE :

– RECTALE

– VAGINALE

– TRANS OESOPHAGIENNE

ÉCHOGRAPHIE ENDOCAVITAIRE

PROSTATE.

BREF RAPPEL HISTORIQUE :

US utilisés pendant la l*’*Guerre mondiale (détection des sous marins).

Le médecin J.J. Wild et l’électronicien J. Red, ont mis au point le premier échographe en 1951.

Mode A : 1er mode et 1er enregistrement

Destiné à la neuroradiologie en particulier (recherche des tumeurs cérébrales. Hématome sous dural compressif signes HIC) et en ophtalmologie

Actuellement, l’échographie «st un examen de:

– Référence et première intention dans tous le domaine médical.

PRINCIPE ÉCHOGRAPHIQUE :

Repose sur :

Procédé choisi utilisé exclusivement dans le domaine médical

1/ Faisceau ultrasonore (Faisceau incident US) Comment est -il généré ?

2/ Interactions entre le faisceau US et la matière Réflexion, Réfraction, Diffusion, Atténuation.

3/ Formation de l’image Comment est constituée l’image ultrasonore?

4/ Mode de présentation du point écho
Enregistrement du point écho : Mode A / Mode B ou Brillance= 2 D

ULTRA SONS :

DÉFINITION :


GAMME DE FRÉQUENCE TOLÉRABLE DANS LE DOMAINE MÉDICAL: 1MHZ à 20 MHZ VOIRE 25MHZ

1 HZ =1 cycle/seconde
1 KHZ = 103 = 1000 HZ
1 MHZ = 106 = 1000 000 HZ
1GHZ 109 = 1000 000 000 HZ

FRÉQUENCE : F

PÉRIODE : T

F= 1/T

PROPAGATION D’UNE ONDE ULTRASONORE :

La longueur d’onde (λ) dépend des caractéristiques mécaniques du milieu (vitesse de propagation : C)

C= 1540m /s
Pour 1 MHZ / λ = 1,54 mm
Longueur d’onde :λ = C/F

+ λ est petite, + la fréquence est grande, + la résolution spatiale est bonne

COMMENT OBTIENT-ON LE FAISCEAU US ?

EFFET PIÉZO-ÉLECTRIQUE+++++

C’EST QUOI ?

Différents procédés ont été décrits mais celui adopté pour l’imagerie échographique et retenu dans le domaim médical est le : Phénomène piézoélectrique. :

Découvert par les frères Pierre et Jacques CURIES en

1880 . Ce phénomène fondamental de transduction électromécanique, se définit ainsi:

« Un potentiel électrique oscillant fait alternativement se contracter et se dilater un cristal en produisant de vibrations ultrasonores »

« La réflexion de cette onde US sur le cristal (nature du cristal : quartz) produit à l’inverse un courant électrique mesurable. »

SCHEMA CONSTITUANT LE TRANSDUCTEUR

E= électrodes (excitation électrique)

Q= quartz : matériau corps élastique= cristal

P= plaque portant le matériau

PARTICULARITÉ DU MATERIAU

CORPS ÉLASTIQUE

IMPÉDANCE ACOUSTIQUE (Z)

Z : Caractérise les propriétés mécaniques d’un milieu à l’égard des ondes de pression qui s’y propagent.

Meilleure transmission des US dans les tissus si l’impédance de la sonde est proche de celle des tissus.

Z : Est représentée par la formule :

Z= RHOxV

Rho : densité du milieu

V : vitesse de propagation du son dans le milieu

Formation du faisceau incident US

  • La formation du faisceau US s’obtient par excitation du quartz matériau taillé sousforme de lamelle , d’épaisse donnée par un courant électrique discontinu.
  • Lors de l’impulsion électrique alternée, le matériau (corps élastique) se contracte puis se dilate de façon synchrone et l’énergie électrique reçue est ainsi transformée en énergie mécanique vibratoire que représente le faisceau US incident dont la fréquence est fonction de l’épaisseur et de la forme du quartz.

FAISCEAU INCIDENTUS

FORMATION DU POINT ELECTRIQUE DIT POINT ECHO

– L’effet piézoélectrique est caractérisé par sa réversibilité.

– Le faisceau incident æ réfléchit au contact d’une interface d’un milieu.

– Le faisceau réfléchi ainsi obtenu est responsable de l’excitation brève de nouveau du matériau (quartz) ergendrant ainsi la formation de point électrique dit point écho transcrit sousforme de point sur l’écran.

– L’interface détermine le changement d’impédance acoustique qui caractérise le milieu traversé.

– Entre deux milieux ZI et Z2 d’impédance proche, la réflexion est faible

– Réflexion est plus importante si l’impédance est différente.

ENREGISTREMENTSELON

LE MODE A et B

MODE A :

Enregistrement sous forme de PIC d’amplitude :

ECHO A.

– Mode d’enregistrement initial des points échos et application en Neurochirurgie et Ophtalmologie.

Le mode «A» (mode amplitude) est le plus ancien.

En ophtalmologie :

– Utilisé encore en ophtalmologie

– Il consiste à interpréter les inflexions d’une ligne par rapport à une ligne de base, chaque structure de l’œil se traduisant par un pic ou une série de pics correspondant à l’«écho» de cette structure.

– Faisceau US émis dans une direction donnée

– A chaque changement de structure et donc d’impédance acoustique les US sont en partie réfléchis.

– US réfléchis excitant le matériau se traduisent par des pics dont la hauteur reflète la quantité d’énergie réflécli

– Le choix d’un seuil de détection permet d’éliminer permet d’éliminer les échos, non significatifs, inférieurs au seuil.

– La distance entre 2 pics permet de connaître l’épaisseur d’une structure et l’absence d’échos entre 2 pics indique la présence de liquide

Échographie et mode d’enregistrement de première génération :

– Sonde immobile au contact de la peau.

– Exploration unidimensionnelle des structures traversées par le faisceau ultrasonore incident.

MODE B : ECHO 2D

Ce mode utilise la BRILLANCE qui se définit ainsi : chaque point écho est transcrit sous forme d’un point électrique ou lumineux. La sonde est mobile.

Une image en deux dimensions est obtenue des structures traversées.

Points lumineux ou électriques dit point écho inscrits

de deux manières différentes :

1) Selon la loi du « tout ou rien »

– Echos dépassant un certain seuil, enregistrés tous de la même manière.

– Echos inférieurs ou supérieurs au seuil non enregistrés du tout.

– Amplitude des échos augmentée ou diminuée en réglant le gain de l’appareil.

2) Echelle des gris

Points échos transcrits selon leur intensité sous forme d’une gamme de nuance allant du blanc au noir -Blanc : milieu très riche en échos -Noir : milieu sans écho : anéchogène -Gamme de gris : les milieux intermédiaires

TRAITEMENT DE L’IMAGE

AFFICHAGE DE L’IMAGE

REPROGRAPHIE

Un échographie possède une électronique complexe de traitement de l’image comportant plusieurs sous-ensembles :

– Une amplification différentielle (Module TGC : time gain compensation)

– Sélection de la gamme dynamique des échos

– Détection et rectification : la partie négative du signal est redressée et affichée en Positif

– Convertisseur AD et DA (analogique /digital et digital/analogique)

– Une mémoire

– Un post traitement

– Un reformatage des données et synchronisation

AFFICHAGE DE L’IMAGE ET REPROGRAPHIE

♦ Dans un oscilloscope, matériel élémentaire de recueil du signal (point échos), le balayage électronique de l’écran est électrostatique.

♦ Dans un moniteur TV, le balayage électronique est obtenu par électromagnétisme ce qui permet une meilleure dynamique des gris.

♦ Enregistrement du document : photographie / caméra multi-images/ papier thermosensible en rouleau : système peu onéreux, peu encombrant mais image de qualité moyenne.

SÉMANTIQUE

Langage échographique

Termes utilisés pour définir les caractéristiques ultrasonores de l’image obtenue par le procédé piézoélectrique

– Interface, Paroi

– Renforcement postérieur

– Echo-structure

INTERFACE

C’est une zone de séparation entre deux milieux d’impédance acoustique différente (c’est une limite). Elle est échogène

Ex : Foie/Diaphragme

PAROI

La paroi est une structure réfléchissante entre deux milieux de même impédance
Ex : Paroi vésiculaire, vésicale, vasculaire

OMBRE ACOUSTIQUE

L’ombre acoustique est due à une réflexion totale des US par les substances suivantes :

AIR/ OS/ CALCIFICATIONS

Hyperéchogènes avec ombre acoustique caractérisant leur nature.

ÉCHOSTRUCTURE D’UN MILEU

DÉFINITION :

L’écho-structure d’un milieu est son aspect échographique ou sa texture échographique selon les différentes structures qui le compose.

LE MILIEU PEUT ETRE:

SOLIDE :

– Milieu hyper-réfléchisant (riche en points échos) dit hyper-échogène

– Milieu réfléchissant : présence d »échos et le milieu est dit échogène

SEMI-LIQUIDE

Mixte composé de liquide parsemé d’échos d’intensité différente selon leur nature ex : nécrose d’une tumeur solide, abcès, hématome en voie d’organisation.

LIQUIDIEN PUR

Milieu sans échos dit anéchogène, se caractérise par un renforcement postérieur (eau, bile, sang)

ASPECT DU MILIEU :

– Milieu homogène :

Milieu structuré, les nombreux échos présents ont tous la même intensité et sont régulièrement répartis.

– Milieu hétérogène :

comporte des macro-structures (tractus fibreux, calcifications, nécrose), d’intensité différente et de répartition irrégulière.



Coupe sur le creux épigastrique

PANCREAS :

Morphologie, taille, échostructure et repère vasculaire Veine splénique et Artère mésentétique

INDICATIONS :

– Elles sont très larges et se pratique à tout âge

– Applications aisées en anténatale, néonatologie et pédiatrie

– Exploration superficielle et profonde voire organe creux

– Nouvelles applications en urgence

CONCLUSION

– L’échographie est une technique d’imagerie ultrasonore qui est inoffensive, non invasive et non vulnérantes dan: les conditions usuelles d’utilisation.

– Elle se distingue par une haute résolution spatiale et temporelle.

– Elle permet une étude morphologique des structures explorées

– Elle se caractérise par une exploration en temps réel, cependant, elle demeure opérateur dépendant.

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
1/Le principe de l’échographie PIERRON 2011
2/ L’échographie : principe et déroulement. GRALON 2008

Cours du Dr Lecheheb – Faculté de Constantine

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