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LES ULTR
ASO
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PPLICA
TION
S MED
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LES
Léandre
PourcelotIN
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316C
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retonneau, Tours
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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 desultrasons
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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
• 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)
40 à 1500 microns
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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
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Echographe à balayage manuel et échelle de gris, 1973
Coupe parasagittale droite passant par le foie et le rein dt
L ’IMAGERIE ECHOGRAPHIQUE DES ANNEES 1970
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ECHOGRAPHIE CUTANEE
Echographie haute résolution de la peau: coupe de6x5 mm, résolution 180 microns. Tours, 1998.
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TRANSDUCTEURS
SONDE ECHO
BALAYAGE
BALAYAGE ELECTRONIQUE SUR SONDE CONVEXE
PRINCIPE DU BALAYAGE
ELECTRONIQUE PAR
COMMUTATION
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foie
diaphragme
Veines sus-hépatiques
Sein-Fibroadenome
BALAYAGE ELECTRONIQUE SUR BARETTE
PLANE
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PRINCIPE DU BALAYAGE ELECTRONIQUE PARDEPHASAGE
TRANSDUCTEURS
FRONT D ’ONDE
DIRECTION DEPROPAGATION
SONDE
IMPULSIONELECTRIQUE
LIGNES A RETARD
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GUIDAGE DE PONCTION DE PROSTATE PAR ECHOGRAPHIE
SONDE ECHOGRAPHIQUE
AIGUILLE DE PONCTION
PROSTATE
VESSIE
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L ’échographie au lit du malade
� Appareild ’échographieportable (1,8 kg). Cetappareil posséde lesfonctions d ’imagerieet Doppler les plusperformantesretrouvées sur lesappareils en poste fixe
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HCC: HYPERVASCULAR LESION
Contrast enhanced US Contrast enhanced US
CONTRASTE ULTRASONORE : TUMEUR VASCULAIRE DU FOIE
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DETECTION HARMONIQUE PAR SOUSTRACTION
Emission Réception f0 Réception 2f0
Xmt 1
Xmt 2
+ +
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Image originale Image par harmoniques
Technologie de contrôle d ’amplitudeImage originale
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DEBITMETRIE DOPPLER ET CHIRURGIE EXPERIMENTALE (Carotide de chien, Lyon 1965)
Capteur Doppler
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STENOSE CAROTIDE INTERNECP
CI plaque
Doppler couleur
Doppler pulsé et analyse spectrale
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--1 m/s
--1 m/s
--2m/s
--4m/s
--4m/s
Analyse spectrale du
signal dopplerfemoral.
Stenoses de valeurs
croissantes
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sténose
Carotide interne
Carotide commune
B-Flow-Sténose de la carotide interne
B-Flow-Ulcération de la carotide commune
ulcération
Doppler couleur-Sténose carotide interne
COMPARAISON DOPPLER COULEUR-B FLOW
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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
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Ultrasons et conditions extrêmes
Etude par Doppler transcranien de la circulationcérébrale chez les pilotes de chasse
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Ultrasons et microgravité
� Etude de la réponsecardiovasculaire enmicrogravité, à bord de lastation orbitale MIR.L’échographe-doppler « Asde cœur », avec son écran etson panneau de commande,est visible à gauche del ’astronaute porteur d ’unpantalon type LBNP.
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Estimation du paramètre BUA moyenné sur cinq sujets ( piedsdroits), pendant une expérience d’alitement forcé d’une durée de 4mois(points grisés) et de réambulation (points noirs) .
Atténuation
Jours
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0
2
4
6
8
10
12
14
0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00
Temps (heures)
Glyc
émie
(mm
ol/l)
Injection de 0,5 UIe 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)
US on
,
Insuline Insuline transcutanéetranscutanée in-vivoin-vivo
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CONCLUSIONS
•Les ultrasons sont applicables à presque tous les organes à l ’exception du poumon (air).•Les examens ultrasonores représenteront à terme60 à 80% de l ’ensemble des examens tomographiquesdes organes mous. •L ’évolution se fait vers des appareils de plus en plus légers et vers l ’imagerie 3D rapide.
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normal
60%
80%
95%
Analyse spectrale du signal doppler
carotidien.Sténoses de valeur
croissantes
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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 etl ’obstétrique
� Une évolution spectaculaire et prévisible� Une technique non ionisante, non invasive� Un probléme de formation des utilisateurs� Une opposition farouche
17/02/2003 *Dolphins, Bologna , april 2002
Extraction of flow profiles in a carotid stenosis (maximumvelocities in white, minimal velocities in green and mean velocities in pink).Symmetrical velocity profile in systole and excellent fitting of modelized curves(left). Asymmetrical profile in diastole (right). Upper curves: velocity profile(left) and velocity spectrum (right) in systole
systole diastole
profile
profile spectrum