1 Bases de Données ENAC BASES DE DONNEES DU TRANSPORT AÉRIEN École Nationale de l Aviation Civile.
Bases phyiques de l' échographie
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ÉchographieBases physiques
Dr Beldjehem
Service de radiologie et
d’imagerie médicale
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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 .
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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)
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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 .
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Les Principes Physiques :
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
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Les Principes Physiques :
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
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Les Principes Physiques :
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
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Les Principes Physiques :
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 ….
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Les Principes Physiques :
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 ).
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Les Principes Physiques :
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
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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
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L’image échographique :
A. Principe de base :
- 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 )
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L’image échographique :
A. Principe de base :
- 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
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L’image échographique :
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 .
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L’image échographique :
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
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L’image échographique :
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
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L’image échographique :
C. Le balayage :
- Balayage mecanique .
- Balayage electronique .
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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
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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 )
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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 )
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La formation de l’image échographique
Bonne image échographique :
- Fréquence de la sonde adaptée a la
profondeur d’etude - Amplification doit être correctement réglée
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La formation de l’image échographique
- 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
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La formation de l’image échographique
- 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