Bases phyiques de l' échographie

5/12/2018 Bases phyiques de l' échographie - slidepdf.com

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ÉchographieBases physiques

Dr Beldjehem

Service de radiologie et

d’imagerie médicale



Historique et Def :

L’échographie ( echo) :Son principe reposel’ exploration du corps humain a l’aide d’ondes ultrasonores (US).

1880 : P.Curie - La Piezoelectricité .

1916: P.Langevin - fabrication de

transducteurs a quartz destinés a ladétection des objets sous marins .



Historique et Def :

1952 : Aux USA – Premières tentativesd’examen des tissus biologiques par uneméthode échographique.

1960 : Apparition de la première génération d’ échographes a balayage manuel ( imagesbistables ).

1970 : amélioration de la qualité d’images des échographes et apparition le temps réel .

1980 : Digitalisation de l’écho ( sondesbarrettes)



Les Principes Physiques :

A. Les Ultrasons (US):- Les US : Vibrations mécaniques (meme nature

que le son ) non audible .

- La Fréquence ( f ):- Fréquences utilisées en imagerie : 1MHz à12MHz.

- La vitesse de propagation des Us :

V = √ E/ρ E: elasticité et ρ: densité du milieu .- Cette V est caractéristique du milieu .




A. Les Ultrasons (US):- V eau = 1540 m/s- V muscle =1600 m/s

- V foie = 1550 m/s- V air = 330 m/s- V os = 3000 à 4000 m/sLa longueur d’onde caracteristique du milieu et

de l’ondeλ = V/fEXP : f= 5MHz C eau ------ λ = 0,3 mm




B. Réflexion :

- Passage des Us d’un milieu à un autre : unepartie de l’énergie incidente est réfléchie .

- La condition de la réflexions à l’interface desdeux milieux dépend de la différence desimpédances acoustiques ( Z) des 02 milieux .

- Z = ρ.V

- La proportion de l’énergie réfléchie: Z1

I/I0 = ( Z1-Z2)2/(Z1+Z2)2Z2




B. Réflexion :

Exp : Z graisse = 1,33. 10^6

Z muscle = 1,7 .10^61,5 % de l’énergie incidente estréfléchie ----- Les échos sont d’amplitudesuffisante pour être détectées ---- la

grande partie de l’énergie est transmiseet peut explorer des structures profondes

- Os et air / des tissus mous




C. Diffusion :

- C’est la rémission dans toutes les directions del’espace d’une proportion minime de l’énergie US

par des cibles dont les dimension sont petites parrapport a la longueur d’onde .

- L’echostructure des parenchymes est dues aux

échos diffusés par de multiples heterogénéitésdiffusantes de petites tailles : capillaires, tissusconjonctifs,etc ….




D. Atténuation :

- L’énergie de l’onde US est atténuées aucours de sa propagation dans les tissus

- Les mécanismes sont :

La réflexion

La diffusion

L’absorption par le tissu (transformée enchaleur ).




D. Atténuation :

L’intensité des Us décroît exponentiellement

avec la profondeur (k) de pénétration dansles tissus :

I=I0.e^-α(f).k

α(f): coefficient d’atténuation depend de f



L’image échographique :

A. Principe de base :

- Une sonde echo equipée d’un transducteur USémet , par effet piezo-electrique , une impulsion

US en réponse à une excitation électrique- Cette impulsion Us est transmise aux tissus

biologiques et se propage de proche en proche

- Des echos sont engendrés ( par reflexion et

diffusion ) et se propagent en arriere vers lasonde qui fonctionne comme recepteur aprèsémission de l’impulsion





- A chaque fois qu’un écho arrive à la

sonde , un signal électrique est produit( effet Piézo-électrique ) dont l’amplitude estproportionnelle à l’amplitude de l’écho;

- Une fois que les échos revenant de toutesles profondeurs ont été détectées par lasonde ( on aura une autre excitation )





- Le nombre de tirs : effectué par secondedépend de la profondeur explorée ( K)

Exp : K=20 cm

Le temps de recueil des echo : t=2K/V

= 260 microsecondes

Fréquence de répétition de 4000 tirs/s estcompatible pour cette profondeur




B. Les Modes de représentation de l’image :

- Le Mode A :

Mode Amplitude

Représente l’amplitude du signal en ordonnée enfonction du temps porté en abscisse .et indique laprofondeur(k) a la quelle se trouvent les

structures réfléchissantes ou diffusantes .Ce mode est pratiqué en ophtalmologie et en

dermatologie pour faire des mesures précises .




B. Les Modes de représentation de l’image : - Le mode B :Mode Brillance .Mode couramment utilisé en échographie médicale

L’amplitude de l’écho module la brillance d’unécran.

IL permet la représentation des donnéeséchographiques recueillies dans un plan de

coupe( échotomographie ) pour cela il suffitd’effectuer un grand nombre de tirs US différentsen décalant a chaque fois l’axe de tir




B. Les Modes de représentation de l’image :

- Le Mode TM ( temps mouvement ):

Utilisé en cardiologie- Le Mode D dynamique ( temps réel )

- Le Mode 3D ( reconstruction)

- Le Mode 4D




C. Le balayage :

- Balayage mecanique .

- Balayage electronique .



Phénomènes Physiques annexes :

Les artefacts : leur origine:Mauvais reglage de l’appareil( amplificationexcessive peut faire apparaître des échos ausein d’une structure liquidienne (vessie) )

D’autre liés a la nature des interactions entre letissu et les US

- L’ombre acoustique :se produit chaque fois quele faisceau US intercepte des structureréfléchissantes ( air , gaz , calculs ). Sur l’image

la paroi réfléchissant est représentée par un échotrès intense en arrière duquel se projette un côned’ombre ou aucune image n’est visible



Phénomènes Physiques annexes

:

- Les échos multiples :

Il es t généralement visible en superficie .

Il est lié aux multiples reflexions qui seproduisent entre la sonde et un interfaceréfléchissant ( seront interprétées parl’appareil comme une série d’interfaceset inscrit des images à des distancescroissantes )



Phénomènes Physiques annexes

- Le renforcement postérieur :

Se produit en présence d’une zone liquidienne .L’atténuation de la zone liquidienne , plus faible

que celle des tissus solides environnants estsurcompensées par la courbe de gain établie audébut de l’examen

L’image , en arrière d’une zone liquidienne appaitune zone hyperechogene ( amplification forte )



La formation de l’image échographique

Bonne image échographique :

- Fréquence de la sonde adaptée a la

profondeur d’etude - Amplification doit être correctement réglée




- Les structures liquidiennes ( vessie , VB ,kyste) : étant des structure homogènevide d’écho ,elles sont dites anechogenes

suivie d’un renforcement postérieur . - Une tumeur solide :franchement plus

dense que le parenchyme adjacents sera

repérée comme une zone fortementechogene avec une légère atténuation enpostérieur




- Les parenchymes ( foie, rate , reins ):

Une echostructure homogène

Répartition harmonieuse des petits échos- Une structure dense : va se comporter

comme un écran ( calcul)

- Zones pauvres en échos ( hypoechogenes)telle que un abcès ou une tumeur nécrosé

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