MD Bases Doppler A

Détection et Mesure du Flux Sanguin par Ultrasonographie

Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster, Gudrun Böge, Jean-Pierre Laroche

Service d’Exploration & Médecine Vasculaire - CHU de Nîmes EA 2992 – UFR de Médecine de Montpellier – Site de Nîmes

Janvier 2012


Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster, Gudrun Böge, Jean-Pierre Laroche

Service d’Exploration & Médecine Vasculaire - CHU de Nîmes EA 2992 – UFR de Médecine de Montpellier – Site de Nîmes

Janvier 2012

1ère Partie


• Le principe : « Effet Doppler »

• Son application à la vélocimétrie sanguine

• L’Analyse du Signal Doppler

• Bande Passante et Filtrage

• Choix de la Fréquence d’émission

• Choix de l’angle d’incidence

• Limites du Doppler à Émission Continue

• Le Doppler à Émission Pulsée

• Résolution Spatiale / Temporelle / Ambiguïtés

• Le Couplage écho-Doppler

• L’imagerie des Flux sanguins

• Doppler tissulaire et poursuite d’écho.













Christian Doppler

Thèse – Vienne 1843

De la Lumière des Etoiles Doubles et Autres Corps

Célestes

L’Effet Doppler

λλλλ

C

L’Effet Doppler

V

Cλλλλ

Démonstration de l’effet Doppler

Ch. Buys-Ballot, 1845


• Le principe : « l’Effet Doppler »












• Le principe : « l’Effet Doppler »












R

θθθθ

F+δδδδF

V

F

E

Application de l’Effet Doppler

Mesure de la vitesse d’écoulement du sang

V = δδδδ F . C

2F . Cos θθθθ

F+δF

θ


Mode « Triplex »

MESURESVitesse SystoliqueVit. télédiastooliqueAngleFréq. cardiaqueAccélérationIndice de PulsatilitéIndice de RésistanceVitesse moyenneTemps d'ascension syst.

Vitesse Télédiastolique

Fenêtre "Doppler Couleur"

Analyse spectrale du signal Doppler

VitesseCirculatoire (m/s)

Profondeur(cm)

Volume deMesureDoppler pulsé

Image échographique

Ligne de tirDoppler pulsé

Vitesse Systolique

x

x

Temps (s)

Analyse et transcription du Signal Doppler

� Tracé simple : fréquencemètre

� Analyse spectrale en temps réel

t

δδδδF

Les 3 Dimensions de l ’analyse spectrale

Profil d'écoulement:Analyse Spectrale

temps

Vitesse

Energie

Profil d’écouleme

nt

time

velocity +

-

time

velocity +

-

Profil Plat dans la phase d’accélération systolique

Profil Parabolique dans le reste du cycle cardiaque

S

D

T

Ligne de VitesseMaximale

Ligne de VitesseMoyenne

A

Analyse Spectrale

Quantification de l’écoulement sanguin


Conséquences : � Bande passante et filtrage � Choix de la fréquence d’émission� Choix de l’angle d’incidence

Conséquences : � Bande passante et filtrage � Choix de la fréquence d’émission� Choix de l’angle d’incidence

∆F = V . 2F . cos θ / C∆F = V . 2F . cos θ / C

V = ∆F.C/2F.cos θV = ∆F.C/2F.cos θ

Bande Passante et Filtrage

� Le signal Doppler se trouve dans le spectre audible

� Le filtrage « passe-haut » est nécessaire pour éliminer les bruits de paroi

� Le signal Doppler se trouve dans le spectre audible

� Le filtrage « passe-haut » est nécessaire pour éliminer les bruits de paroi


Filtrage en Mode Doppler

Filtre Insuffisant

Filtre Correct

Filtre Excessif

Choix de la Fréquence d’Émission

Deux critères :

� Vitesse circulatoire

� Profondeur d’exploration


V = ∆F. C / 2F. cos θV = ∆F. C / 2F. cos θ

Angle d’incidence en Doppler Pulsé86°

64°55°

Mesure de l’angle d’incidence

Mesure erronée : vitesse circulatoire non déterminable

Mesure correcte : vitesse circulatoire déterminable

85°

55°

Mesure de Vitesse Circulatoire

Rôle de l’angle et du diamètre

Conséquences sur l’estimation du débit

Mesure du Débit

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Angle (°)

Déb

it (

ml/

min

)

Angle Exact

Angle +5°

Angle -5°

Doppler et Résolution Spatiale

Nécessité de Résolution Spatiale : vitesses multiples au sein d’un

même vaisseau


Nécessité de Résolution Spatiale : interception de plusieurs vaisseaux

Mode d’émission Doppler

Doppler continu versus Doppler pulsé

continu

pulsé

F

F

F+ δδδδF

Larg

eur

Pro

fond

eur

impulsion

δδδδF

F+ δδδδF

δδδδF

Mode d’émission Doppler

Doppler à émission continue

Doppler à émission pulsée

Volume de Mesure en Doppler Pulsé

Petit volume de mesure :

- Relevé, point par point, du profil d’écoulement- Mesure des vitesses maximales

systoliques et diastoliques, et des indices

Large volume de mesure :

- Évaluation du profil d’écoulement- Mesure de débit


La longueur (résolution axiale) du volume de mesure est constante, contrairement à son diamètre (résolution latérale et en épaisseur)

Volume de Mesure en Doppler Pulsé

Très Petit : Information Ponctuelle, non représentative

Environ 2/3 de la lumière : information représentative

Très Large : risque d’artefacts de paroi

Quantification : mesure de débit

Artère Carotide Commune normale Veine Porte normale

Doppler Pulsé: basse PRF

Emission

Reception

Pulse

Echo

Low PRF: no spatial aliasing

Doppler Pulsé: haute PRF

Emission

Reception

Pulse

Echo

High PRF: spatial aliasing

Vitesse Circulatoire et

AmbiguïtéSpectrale

No AliasingNo Aliasing

Low

Velocity

High Velocity

AliasingAliasing

Doppler Pulsé : Echantillonnage =

Pulse Repetition Frequency(PRF)

Fréquence de Répétition des Impulsions

Ambiguïté spectrale (sténose carotidienne)

Ambiguïté spatiale (sténose mésentérique)

Analyse Spectrale : Ligne de Base

Centrée : repliement

Décalée : spectre entier

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