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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
2ème Partie
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Détection et Mesure du Flux Sanguin par Ultrasonographie
• 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.
• 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.
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Fréquence de Répétition des Impulsions
Ambiguïté spatiale (sténose de l’artère mésentérique supérieure)
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Couplage Échographie – Doppler pulsé (Duplex)
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Couplage Échographie – Doppler pulsé
Balayage linéaire Balayage sectoriel
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Détection et Mesure du Flux Sanguin par Ultrasonographie
• 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.
• 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.
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Couplage Échographie – Doppler couleur - Doppler pulsé (« triplex »)
Sténose de l’artère carotide interne
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L’imagerie des flux
Spectrum Analysis = CDI + DPI
Color DopplerImaging
(CDI)
Doppler PowerImaging
(DPI)
Velocity
Velocity
+
-
Power
Velocity
Power
time
+
-
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
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• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
Le « Doppler Couleur »
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Construction de l’image échographique
Exploration Uni-Dimensionnelle Exploration Bi-Dimensionnelle
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Construction de l’image Doppler Couleur
Exploration Uni-Dimensionnelle Exploration Bi-Dimensionnelle
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Couplage Echo-Doppler Couleur
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• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
Le « Doppler Couleur »
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Angle d’incidence et sens d’écoulement sanguin
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• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
Le « Doppler Couleur »
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Codage de la Vitesse Circulatoire
+∆∆∆∆F−∆−∆−∆−∆F
0
Seuil d'ambiguïté
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Changement de sens circulatoire ou ambiguïté ?
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Résolution Temporelle et Doppler Couleur
Fenêtre Restreinte : Haute cadence d’imagerie44,5 im/s
Fenêtre Large : Basse cadence d’imagerie17,5 im/s
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• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
Le « Doppler Couleur »
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Vitesse lenteLow Velocity
High Velocity
Vitesse rapide
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Réglage de l’Echelle de Vitesse
+x
-x
+2x +2x
-2x
PRF trop haute :Ambiguïté Spectrale
PRF adéquate :Bon « remplissage »,Pas de saturation
PRF trop basse :Remplissage imparfaitVitesses lentes non repésentées
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Echelle de Vitesse en Doppler Couleur
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• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
Le « Doppler Couleur »
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Gain en Mode Doppler Couleur
+2x
-2x
+2x
-2x
+0.5x
-0.5x
Gain insuffisant :Remplissage incomplet
Gain adéquat :Bonne délimitation flux/paroi
Gain excessif :Débordement de la couleur
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Gain en Mode Doppler Couleur et notion de seuil
![Page 26: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/26.jpg)
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
• Principe• Sens circulatoire• Estimation de Vitesse• Réglages de PRF• Réglage de Gain• Problème du Seuil
Le « Doppler Couleur »
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Problème lié aux seuils
Risque de sous-estimation du degré de sténose
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L’imagerie des flux
Spectrum Analysis = CDI + DPI
Color DopplerImaging
(CDI)
Doppler PowerImaging
(DPI)
Velocity
Velocity
+
-
Power
Velocity
Power
time
+
-
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
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Codage de la fréquence ou de l’énergie du signal Doppler
Vitesse Circulatoire
temps
Energie
Codage de la Vitesse Circulatoire
Codage de l'Energie du signal Doppler
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Doppler énergie
A. Vertébrales (V4)
Vaisseaux rénauxTronc Thyro-Cervical
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L’imagerie des flux
Spectrum Analysis = CDI + DPI
Color DopplerImaging
(CDI)
Doppler PowerImaging
(DPI)
Velocity
Velocity
+
-
Power
Velocity
Power
time
+
-
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
![Page 32: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/32.jpg)
Advanced DynamicFlow (ADF) -
Toshiba
Vaisseaux spléniques
Plaque carotidienne
Nœud du cordon ombilical
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L’émission ultrasonore
Le spectre de fréquences contenu dans l’impulsion est d’autant plus large que l’impulsion est brève
F
I
F
I
F
I
F
I
« théorique ! »
t
I
t
t
t
![Page 34: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/34.jpg)
Doppler à large bande passante
V
Ab
Codage de la Vitesse Circulatoire Codage de l'Energie
Doppler "Large Bande" Doppler "Large Bande"directionnel
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L’imagerie des flux
Spectrum Analysis = CDI + DPI
Color DopplerImaging
(CDI)
Doppler PowerImaging
(DPI)
Velocity
Velocity
+
-
Power
Velocity
Power
time
+
-
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
Techniques Doppler•Doppler couleur•Doppler énergie•Doppler large bande
Techniques non Doppler•CVI•B-Flow
![Page 36: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/36.jpg)
Mode B-Flow
Technique de Corrélation
Flux sanguin :
A ≠ B
Paroi vasculaire :C = D
Signal A
Signal B-
> 0
Signal C
Signal D-
= 0
t 1 t 2
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Artères Carotides
Sténose carotidienne serrée
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ArtArtArtArtèèèère Ophtalmiquere Ophtalmiquere Ophtalmiquere Ophtalmique
Artère Centrale de la Rétine - Tracé Normal
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Dissection Artérielle
Dissection Aortique s’étendant jusqu’à l’artère fémorale gauche – Orifice secondaire au niveau de la bifurcation fémorale
CommonFemoral Artery
SuperficialFemoral Artery
DeepFemoral Artery
Intimal Flap
Common Femoral Artery
Main Channel
False ChannelIntimal Flap
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Flux Veineux
Confluence veineuse fémorale
CommonFémoral Vein
CirconflexFemoral Vein
SuperficialEpigastricVein
Saphena Magna
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Thrombus Veineux « Flottant »
Thrombus flottant quasiment invisible en mode B et couleur (passéinaperçu lors d’un premier examen) et visualisé par le mode BFlow
Common Femoral Vein
SuperficialFemoral Vein
Deep Femoral Vein
Head of theThrombus
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Détection et Mesure du Flux Sanguin par Ultrasonographie
• 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.
• 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.
![Page 43: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/43.jpg)
Tissue Doppler Imaging
Étude de l’asynchronisme
![Page 44: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/44.jpg)
86
Speckle tracking(poursuite de
signature acoustique)
Analyse des déformations myocardiques (torsions…)
![Page 45: Détection et Mesure du Flux Sanguin par ... - Doppler](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062412/62ad26174d32c1212c724aac/html5/thumbnails/45.jpg)
Elastographie
Force = k . ∆∆∆∆L (Loi de Hooke)∆∆∆∆L = Force / k Contrainte = ∆∆∆∆L /L
Sans compression Avec compression
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Elastographie
Force = k . ∆∆∆∆L (Loi de Hooke)∆∆∆∆L = Force / k Contrainte = ∆∆∆∆L /L
Sans compression Avec compression
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89
« Palpation Virtuelle » (élastographie)
Imagerie à très haute cadence d’acquisition (plusieurs kHz) de la propagation d’une onde de cisaillement
(SuperSonic Imagine®)
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90
« Palpation Virtuelle » (élastographie)
Evaluation des caractéristiques biomécaniques de la paroi artérielle par analyse de la propagation d’une onde de cisaillement
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Détection et Mesure du Flux Sanguin par Ultrasonographie
Michel Dauzat, Antonia Pérez-Martin, Iris Schuster, Gudrun Böge, Jean-Pierre Laroche
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