LES ULTRASONS - APPLICATIONS MEDICALES 17/02/2003 * CHRU Bretonneau, Tours. Léandre Pourcelot INSERM U 316

Transcription

1 LES ULTRASONS - APPLICATIONS MEDICALES Léandre Pourcelot INSERM U 316 CHRU Bretonneau, Tours

2 17/02/2003 STENT DE LA CAROTIDE * INTERNE

3 POURQUOI LES ULTRASONS? Technique non dangereuse et non ionisante Technologie rapidement évolutive Rapport information / coût très élevé Appareils déplaçables de plus en plus légers Imagerie et information Doppler temps réel Sondes variées - Applications très vastes Possibilité de guidage de gestes c. et Th. Evolution vers l utilisation thérapeutique des ultrasons

4 CARACTERISTIQUES DES ULTRASONS MEDICAUX On utilise des ondes longitudinales Fréquences F de 1 à 35 Mhz Longueurs d onde λ = c(1540 m/s)/f 40 à 1500 microns Atténuation dans les tissus mous de l ordre de 1 db/cm/mhz Impédances acoustiques des tissus Z=ρxc, voisines de celle de l eau Les lois de Descartes (miroir) et de diffusion s appliquent (microscopie)

5 Les techniques ultrasonores Imagerie échographique: - Imagerie par balayage mécanique ou électronique - Imagerie harmonique, 3D, avec produits de contraste, Enregistrement temps-mouvement TM Techniques à effet Doppler : - Enregistrement des courbes de vitesse, analyse spectrale des signaux Doppler - Visualisation du sang circulant : imagerie Doppler couleur, Doppler puissance, B Flow, Ultrasons de puissance

6 PIEZO-ELECTRICITE DU QUARTZ (SILICE)

7 CAPTEUR ULTRASONORE EN COUPE

8 INTERACTION ULTRASONS/MILIEU DE PROPAGATION

9 ECHOGRAPHIE CARDIAQUE TEMPS- MOUVEMENT 20/08/02 *

10 ECHOGRAPHIE TEMPS-MOUVEMENT

11 TM-DOPPLER TISSULAIRE (CŒUR) Paroi antérieure S D Paroi postérieure

12 Echographe à balayage manuel et échelle de gris, 1973 L IMAGERIE ECHOGRAPHIQUE DES ANNEES 1970 Coupe parasagittale droite passant par le foie et le rein dt

13 SONDE D ECHOGRAPHIE A BALAYAGE MECANIQUE

14 Appareil et sonde d imagerie cutanée Dermcup

15 ECHOGRAPHIE CUTANEE Echographie haute résolution de la peau: coupe de 6x5 mm, résolution 180 microns. Tours, 1998.

16 CAPTEUR MULTI-ELEMENTS

17 TRANSDUCTEURS BALAYAGE PRINCIPE DU BALAYAGE ELECTRONIQUE PAR COMMUTATION SONDE ECHO BALAYAGE ELECTRONIQUE SUR SONDE CONVEXE

18 BALAYAGE ELECTRONIQUE SUR BARETTE PLANE foie Veines sus-hépatiques 17/02/2003 diaphragme * Sein-Fibroadenome

19 PRINCIPE DU BALAYAGE ELECTRONIQUE PAR DEPHASAGE FRONT D ONDE IMPULSION ELECTRIQUE LIGNES A RETARD DIRECTION DE PROPAGATION TRANSDUCTEURS SONDE

20 Déphasage commutation SONDES D ECHOGRAPHIE A BALAYAGE ELECTRONIQUE

21 BALAYAGE ELECTRONIQUE SECTORIEL FOIE VESICULE REIN

22 FOIE LESION

23 Faisceau ultrasonore. Méthode Schlieren E

24 TRANSDUCTEURS FOCALISATION ELECTRONIQUE EN POURSUITE D ECHOS ZONES FOCALES PROFONDEUR

25 RESOLUTION AXIALE : DUREE DE L IMPULSION D EMISSION

26 EVOLUTION DES IMAGES 85 / 90 / 95

27 C I C P C E V J C P C I plaque C P plaque plaque

28 Cœur foetal Cou foetal Position du placenta 3D 24e semaine jambes et insertion du cordon

29 IMAGERIE 3D

30 25e Semaine Face et bras

31 SONDES D ECHOGRAPHIE ENDO- RECTALES ET ENDO VAGINALES

32 ENDOSONOGRAPHIE Sac gestationel 11e semaine plexus choroîdes

33 10 mm Endosonographie:: grossesse gémellaire 8e semaine

34 FŒTUS 9,5 SEMAINES 28 mm

35

36 ECHOGRAPHIE TRANS- OESOPHAGIENNE

37 ECHOGAPHIE ENDO-VASCULAIRE CAPTEUR CATHETER

38 COUPES HISTOLOGIQUES ECHOGRAPHIE ENDO VASCULAIRE

39 GUIDAGE DE PONCTION DE PROSTATE PAR ECHOGRAPHIE VESSIE PROSTATE AIGUILLE DE PONCTION SONDE ECHOGRAPHIQUE

40 SONDES A BALAYAGE ELECTRONIQUE

41 APPAREILS D ECHOGRAPHIE

42 L échographie au lit du malade Appareil d échographie portable (1,8 kg). Cet appareil posséde les fonctions d imagerie et Doppler les plus performantes retrouvées sur les appareils en poste fixe

43 VG +µ bulles Echocardiographie de contraste

44 HCC: HYPERVASCULAR LESION CONTRASTE ULTRASONORE : TUMEUR VASCULAIRE DU FOIE Contrast enhanced US Contrast enhanced US

45

46 COMPORTEMENT NON LINEAIRE DES µ BULLES Déformation Pression

47 DETECTION HARMONIQUE PAR SOUSTRACTION Emission Réception f 0 Réception 2f 0 Xmt 1 Xmt 2 + +

48 Image originale Image par harmoniques Image originale Technologie de contrôle d amplitude

49 PRINCIPE DE L EFFET DOPPLER

50 EXAMEN PAR EFFET DOPPLER A EMISSION CONTINUE

51 DEBITMETRIE DOPPLER ET CHIRURGIE EXPERIMENTALE (Carotide de chien, Lyon 1965) Capteur Doppler

52 DUPLEX ECHOGRAPHIE-DOPPLER Fenêtre Doppler

53 PROFILS DE VITESSE DANS LA CAROTIDE

54 Bifurcation carotidienne Carotide interne tortueuse Artères cérébrales foetales

55 CORDON OMBILICAL

56 TRIPLEX ECHO-DOPPLER FEMORAL

57 Sténose du tronc coeliaque

58 CP STENOSE CAROTIDE INTERNE CI plaque Doppler pulsé et analyse spectrale Doppler couleur

59 RETRECISSEMENT MITRAL DOPPLER MITRAL VG JET MITRAL OG LIGNE DOPPLER

60 VG VD OD REGURGITATION M ITRALE

61 --1 m/s --4m/s --1 m/s --4m/s Analyse spectrale du signal doppler femoral. Stenoses de valeurs croissantes --2m/s

62 IMAGERIE DOPPLER PUISSANCE 3D Cortex renal Vascularisation hépatique

63 sténose Carotide commune Carotide interne B-Flow-Sténose de la carotide interne Doppler couleur-sténose carotide interne ulcération COMPARAISON DOPPLER COULEUR- B FLOW B-Flow-Ulcération de la carotide commune

64 Généralisation de l emploi des Ultrasons Spatial : médecine et physiologie spatiale Sport :condition physique, traumatologie Conditions extrêmes : pilotes de chasse, alpinistes Aide aux handicapés Vétérinaire / CND / sous-marin

65 L ECHOGRAPHIE POUR TOUS

66 Ultrasons et conditions extrêmes Etude par Doppler transcranien de la circulation cérébrale chez les pilotes de chasse

67 Ultrasons et microgravité Etude de la réponse cardiovasculaire en microgravité, à bord de la station orbitale MIR. L échographe-doppler «As de cœur», avec son écran et son panneau de commande, est visible à gauche de l astronaute porteur d un pantalon type LBNP.

68 Matrice

69 Ostéodensitométrie ultrasonore BEAM SCANNER

70 BEAM SCANNER IN-VITRO IMAGES SLICE OF HEEL BONE 20 mm WIDTH BUA SOS

71 Atténuation Jours Estimation du paramètre BUA moyenné sur cinq sujets ( pieds droits), pendant une expérience d alitement forcé d une durée de 4 mois(points grisés) et de réambulation (points noirs).

72 Insuline transcutanée in-vivo Glyc émie (mmol/l) , Injection de 0,5 UI e n IM (n=2) 2,5W/cm² (1,6s/ 2,4s) 24min/1 h (n=5) 2,5W/cm² (3,2s/ 4,8s) 6 min/15min (n=4) 2 US on 0 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 Temps (heures)

73 CONCLUSIONS Les ultrasons sont applicables à presque tous les organes à l exception du poumon (air). Les examens ultrasonores représenteront à terme 60 à 80% de l ensemble des examens tomographiques des organes mous. L évolution se fait vers des appareils de plus en plus légers et vers l imagerie 3D rapide.

74 ORIENTATION ET FOCALISATION ELECTRONIQUE

75 RECEPTION ULTRASONORE MULTICANAUX

76 COURBES DE VITESSE, ET ANALYSE SPECTRALE DES SIGNAUX DOPPLER

77 INSUFFISANCE MITRALE

78 normal 60% 80% Analyse spectrale du signal doppler carotidien. Sténoses de valeur croissantes 95%

79 La révolution ultrasonore... Une histoire qui débute dans les années 1950 Reid 1952, Echo A, Satomura 1957, Doppler Une affaire d ingénieurs et d «illuminés» Une application majeure : la neurologie, suivie par la cardiologie (TM), l ophtalmologie et l obstétrique Une évolution spectaculaire et prévisible Une technique non ionisante, non invasive Un probléme de formation des utilisateurs Une opposition farouche

80 profile spectrum profile systole diastole Extraction of flow profiles in a carotid stenosis (maximum velocities in white, minimal velocities in green and mean velo cities in pink). Symmetrical velocity profile in systole and excellent fitting of modelized curves (left). 17/02/2003 Asymmetrical profile in Dolphins, diastole Bologna, * (right). april 2002 Upper curves: velocity profile (left) and velocity spectrum (right) in systole

81 ECHOGRAPHIE ENDO-CORONAIRE