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Echographie et Doppler

L’échographie et le Doppler sont des techniques ultrasonographiques de diagnostic médical. Le recours aux ultrasons les distingue des autres techniques d’imagerie médicale, car leur usage est indolore, et sans conséquence pour la santé, même si dans quelques rares situations, il existe des normes restrictives à leur utilisation.

L’ultrasonographie apporte, lors du même examen, des renseignements morphologiques (principalement par l’échographie) et fonctionnels (principalement avec le mode Doppler), en temps réel puisque les deux techniques sont regroupées sur un seul et même appareil. Celui se compose d’un jeu de sondes, de formes et de fréquences adaptées à chaque application, d’un écran de visualisation des images produites et les paramètres d’acquisition, des haut-parleurs transmettant le son en mode Doppler, et un panneau de commande généralement complété d’un clavier alphanumérique. Les commandes sont généralement regroupées autour d’un dispositif de pointage (« trackball » le plus souvent), avec le choix des différents modes de fonctionnement.

Toutes les techniques ultrasonographiques sont aussi remarquables par leur très haute résolution spatiale (pouvant atteindre le 10e de millimètre avec des sondes de haute fréquence) et leur très haute résolution temporelle (plusieurs dizaines voire centaines d’images par seconde, en fonction du champ et de la profondeur d’exploration), avec des performances très supérieures à l’ensemble des autres techniques.

L’interprétation des images obtenues est réalisée en temps réel pendant l’examen. De fait, ces techniques sont parfois considérées comme « opérateur » dépendantes. Elles le sont, comme toutes les activités médicales, mais cette apparente difficulté s’estompe des lors que les examens sont réalisés par des praticiens ayant bénéficié d’un apprentissage théorique et pratique spécifique, gage de qualité et de reproductibilité des examens.

Les sondes d’échographie

La plupart des sondes échographiques comportent un élément piézoélectrique ou transducteur. Cet élément est à la base de l’émission et de la réception de l’onde ultrasonore qui va se propager et interagir avec les tissus examinés comme un sonar.

Dans leurs applications médicales diagnostiques, les ultrasons utilisés ont une fréquence comprise entre 1 et 15 MHz (jusqu’à 30, voire 50 MHz pour quelques applications spécialisées comme l’échographie endovasculaire). Il ne s’agit donc là que d’une très petite plage de fréquences dans la gamme des ultrasons, qui s’étend de 20 kHz à 200 MHz.

Principe de la construction de l’image en échographie

L’échographie repose sur la réflexion des ultrasons sur les limites virtuelles de séparation entre tissus ou milieux d’impédances acoustiques différentes : les « interfaces ».

L’image échotomographique est ainsi formée par la juxtaposition de lignes d’explorations successives, dans un même plan. Le déplacement de la ligne d’exploration, réalisant ce que l’on appelle un «balayage».

Aujourd’hui, la majorité des sondes dispose d’un balayage électronique, c’est-à-dire que le déplacement de la ligne d’exploration n’est pas obtenu par le déplacement du bras de l’opérateur ou mécanique du transducteur, mais par la commutation électronique de transducteurs alignés à la surface de la sonde. Cette surface est, selon le cas, rectiligne (sonde dite « linéaire ») ou convexe (sonde « convexe »).

Principe du Doppler

L’effet Doppler traduit le changement de fréquence d’une onde lorsqu’il y a déplacement relatif de la source de l’onde ou de l’observateur.

L’application médicale de l’effet Doppler date des années 1960. Les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes sont en mouvement dans nos vaisseaux. Il est possible avec l’effet Doppler de déterminer le sens et la vitesse de déplacement des globules dans les vaisseaux en les prenant pour cible d’une onde émise par la sonde d’échographie, comme le font les « radar » pour contrôler la vitesse d’un véhicule sur une route.

Il est possible d’attribuer une couleur et une intensité de couleur à une gamme de vitesse en fonction du sens et de la vitesse du déplacement des éléments circulants dans le sang, et donc de « coloriser » le flux sanguin.

Les effets sur la santé de l’échographie

En ultrasonographie médicale, les intensités acoustiques sont le plus souvent de quelques mW ou quelques dizaines de mW par centimètre carré, alors que les effets biologiques ne sont avérés qu’au-delà de 1 W par centimètre carré. Cependant, certains modes d’émission (comme le Doppler à émission pulsée) et certaines applications (comme le Doppler transcrânien) mettent en jeu des intensités relativement élevées impliquant des précautions d’utilisation.

Evolutions de l’échographie

L’ultrasonographie est une technique en perpétuelle, et rapide, évolution. Depuis son émergence des laboratoires et la diffusion de son utilisation en clinique (principalement dans les années 1970) de nombreuses techniques et modalités sont apparues, ont progressé, ont été associées ou combinées. Certaines ont disparu, parfois pour réapparaître ultérieurement sous d’autres formes, ou avec le bénéfice des progrès technologiques. L’évolution de l’ultrasonographie s’apparente à un arbre phylogénétique, et de nouvelles branches, de nouvelles fleurs, de nouveaux fruits ne cessent d’apparaître. Le médecin se doit d’en être informé et de les comprendre, pour choisir à bon escient ce qui convient à son utilisation clinique, et en tirer le meilleur parti.

Documentation extraite des cours du Professeur Michel DAUZAT ( Nîmes).

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