Echographie

5/16/2018 Echographie - slidepdf.com

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27 janvier 2005 Jean Pergrale, Philips Medical Systems Research Paris 1

Echographie MEchographie Méédicaledicale::

principesprincipes et applicationset applications




Echographie mEchographie méédicaledicale

•• ModalitModalitéé dd’’imagerie relativement peu coimagerie relativement peu coûûteuseteuse

•• TempsTemps r r ééelel

•• ““NonNon – –invasiveinvasive””

•• Bien adaptBien adaptééee pour lespour les tissus moustissus mous

•• Rendue inefficace par les os, les gaz..Rendue inefficace par les os, les gaz..

•• Peut se miniaturiser Peut se miniaturiser




Echographie mEchographie méédicaledicale

Affichage Affichage

etetTraitementTraitement

dede ll’’imageimage

TraitementTraitement

dudu signalsignalElectroniqueElectronique

dede commandecommande SondeSonde




Echographie mEchographie méédicaledicalePrincipe de basePrincipe de base

•• Cr Cr ééer un impulsion mer un impulsion méécanique (acoustique) la plus br canique (acoustique) la plus br èèveve

possiblepossible

•• La confiner dans un faisceauLa confiner dans un faisceau éétroittroit

•• DDééplacer et orienter ce faisceauplacer et orienter ce faisceau

•• Cr Cr ééer un image avec ce quier un image avec ce qui «« revientrevient »» apr apr èès chaques chaque

éémission dmission d’’impulsionimpulsion àà ll’’intintéérieur de chacun des faisceauxrieur de chacun des faisceaux

•• Exploiter lExploiter l’’information contenue dans cette image.information contenue dans cette image.

Utiliser Utiliser le faitle fait queque,, lorslors dede ll’é’émission dmission d’’uneune vibrationvibration mméécaniquecanique dansdans unun

milieu,milieu, une partieune partie dede ll’é’énergie revient versnergie revient vers ““ll’’envoyeur envoyeur ’’ enen fonctionfonction de lade la

nature localenature locale dudu milieumilieu traverstraverséé




ElEléément acoustiquement acoustiquecr cr ééation dation d’’uneune impulsionimpulsion mméécaniquecanique

GGéénnéération dration d’’ondes mondes méécaniquescaniques

ElEléément piment piéézozo--éélectriquelectrique

RRééception dception d’’ondes mondes méécaniquescaniques

NNéécessitcessitéé dede ggéénnéérer unerer une impulsionimpulsion br br èèveve

‚‚ structurestructure acoustiqueacoustique

OrdreOrdre de grandeur desde grandeur des fr fr ééquences utilisquences utilisééeses: 3: 3 àà 10 MHz10 MHz

Z0

ZT

Onde longitudinaleOnde longitudinale

Amortisseur Amortisseur

arriarrièèrere

ll/4/4 GelGel

ChaqueChaque milieu amilieu a uneune

caractcaractééristiqueristique de propagationde propagation

particuliparticulièèrere : son: son impimpéédancedanceacoustiqueacoustique ((rrc).c).

ËËr r ééflexionsflexions aux interfaces!aux interfaces!




ElEléément acoustiquement acoustique::GGéénnéérationration dd’’unun faisceau acoustiquefaisceau acoustique

Zone deZone de FresnelFresnel

LargeLarge ouvertureouverture

RRééseau linseau linééaireaire

(image 2D)(image 2D)




Formation dFormation d’’images, principeimages, principe GGéénnéérationration dd’’unun faisceau acoustiquefaisceau acoustique

GelGel

SondeSonde




FocalisationFocalisation àà

ll’é’émissionmission

Largeur ª lf/D: résolution latérale





Formation dFormation d’’images, principeimages, principe GGéénnéérationration dd’’un signalun signal acoustiqueacoustique




Focalisation à la réception





EmissionEmission





InterpolationInterpolation

JuxtapositionJuxtaposition

apr apr èès ds dééplacementsplacementssuccessifssuccessifs

de lde l’’ouvertureouverture

Formation dFormation d’’images, principeimages, principe GGéénnéérationration dd’’uneune imageimage





Sonde linSonde linééaireaire

Sonde courbeSonde courbe--linlinééaireaire

RRééseauseau de phasede phase

BalayageBalayage ““temps-temps-r r ééelel””





Défauts d’une image ultrasonore




ExemplesExemples




3D3D




3D3D ssééquentielquentiel

RotatioRotatio

nn

Mouvement mMouvement méécaniquecanique

MainMainlibrelibre

SondeSonde cardiaquecardiaque

trans-trans-oeusophageoeusophage




3D3D ssééquentielquentiel




3D temps-3D temps-r r ééelel((CardiologieCardiologie))

MatriceMatrice dede transducteurstransducteurs

(~3000(~3000 éélléémentsments))




Balayage temps-réel

50 msec

20 Hz

Temps-réel




3D temps-3D temps-r r ééelel((CardiologieCardiologie))




ImagerieImagerie fonctionnellefonctionnelle

ExempleExemple enen cardiologiecardiologie 3D3D




Imagerie fonctionnelleImagerie fonctionnelleexempleexemple:: cardiologiecardiologie




VolumesVolumes

partielspartiels

Pace maker: seul le ventricule droit est stimulPace maker: seul le ventricule droit est stimuléé

Pace maker: les deux ventricules sont stimulPace maker: les deux ventricules sont stimulééss

Imagerie fonctionnelleImagerie fonctionnelleexempleexemple:: cardiologiecardiologie




ImagerieImagerie dede

couleur couleur




Doppler etDoppler et ImagerieImagerie dede couleur couleur mesuremesure de lade la vitesse duvitesse du sangsang

-40-40 àà - 60 dB- 60 dB

( )̇̆̊ÍÎÈ -˜

¯ˆÁ

ËÊ -= 0ttcosè

cV21kER(t)

V<1m/s c=1500m/sV<1m/s c=1500m/sqq




Doppler etDoppler et ImagerieImagerie dede couleur couleur mesuremesure de lade la vitesse duvitesse du sangsang

Doppler continu:Doppler continu:E(t)=cos2E(t)=cos2ppf f 00tt

S(t)=cos2S(t)=cos2ppftft

cosèf c

V2f f

00-=-

LaLa fr fr ééquence duquence du signalsignal ddéémodulmoduléé

est dans lest dans l’’audibleaudible




ImagerieImagerie dede couleur couleur mesuremesure de lade la vitessevitesse desdes tissustissus





TempsTemps

InstantInstant dd’é’émissionmission dede chaquechaque impulsionimpulsion

NNéécessitcessitéé dede tirer tirer un grandun grand nombrenombre dede fois dansfois dans lala mmêêmeme direction (direction ( jusqu jusqu’à’à 16)16)

pour pour avoir avoir un bon rapport signal/bruitun bon rapport signal/bruit

Cr Cr ééationation et analyseet analyse dudu

““signal Doppler signal Doppler ””

ËËvitessevitesse localelocale dudu sangsang





1)1) Positionnement du faisceauPositionnement du faisceau

2) Acquisition de2) Acquisition de donndonnééeses dede plusieurs tirs successifsplusieurs tirs successifs

3) Constitution3) Constitution dudu signal Doppler pour signal Doppler pour plusieurs profondeursplusieurs profondeurs

4)4) CalculCalcul de lade la vitessevitesse locale par analyse delocale par analyse de cece signalsignal

5)5) DDééplacement du faisceauplacement du faisceau6)6) CodageCodage de lade la vitessevitesse enen couleur couleur ,, cr cr ééationation dede ll’’imageimage




Effets etEffets et EnergiesEnergies en jeuen jeu

exemplesexemples ::

1.1. IISPPASPPA (Intensity, Spatial Peak-Pulse Average) =(Intensity, Spatial Peak-Pulse Average) = IntensitIntensitéé

moyenne dumoyenne du traintrain dd’’

ondeonde au pointau point dudu champchamp ooùù

elle estelle estmaximalemaximale.. DoitDoit êêtre inf tre inf éérieurerieure àà 190 W/cm190 W/cm2.2.

2.2. MI (Mechanical Index),MI (Mechanical Index), limitelimite lesles effetseffets de lade la cavitationcavitation ==

pression maximale npression maximale néégativegative // racine carr racine carr ééee de lade la fr fr ééquencequence..

DoitDoit êêtre inf tre inf éérieur rieur àà 1,91,9

3.3. IISTPASTPA (Intensity, Spatial-Peak Temporal Average) =(Intensity, Spatial-Peak Temporal Average) = moyennemoyenne

temporelletemporelle dede ll’’intensitintensitéé acoustiqueacoustique en un point deen un point de ll’’espaceespace..

DoitDoit êêtre inf tre inf éérieurerieure àà 720mW/cm720mW/cm22

4.4. TI (Thermal Index) = rapportTI (Thermal Index) = rapport entre lentre l’é’énergienergie éémisemise par lapar la

sondesonde et laet la quantitquantitéé nnéécessairecessaire pour pour accroaccroî î tretre lala temptempéératurerature

de 1de 1°°CC

5.5. ……

Elles sont tr Elles sont tr èès faibless faibles pour pour ll’’imagerieimagerie etet limitlimitééeses par par r r ééglementationglementation

Principe gPrincipe géénnééral: ALARA (Asral: ALARA (As LowLow As As Reasonably AchievableReasonably Achievable))

33 éélléémentsments enen considconsidéérationration :: effets meffets méécaniquescaniques,, effetseffets

thermiquesthermiques,, temps dtemps d’”’”expositionexposition””..

Normes dNormes dééfiniesfinies par la FDA (Food and Drug Administration)par la FDA (Food and Drug Administration)



27 janvier 2005 Jean Pergrale Philips Medical Systems Research Paris 51

Techniques et applicationsTechniques et applications mméédicalesdicales

ultrasonoresultrasonoresIlIl existe bien dexiste bien d’’autres chosesautres choses encoreencore

•• Agents de Agents de contrastescontrastes

•• Correction des aberrationsCorrection des aberrations

•• Imagerie dImagerie d’’harmoniquesharmoniques

•• Destruction deDestruction de tissustissus

•• ElastographieElastographie

•• Association avec Association avec dd’’autres modalitautres modalitééss

•• ……..

MerciMerci dede votrevotre attention !attention !

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