poly echographie

7/27/2019 Poly Echographie

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L'ECHOGRAPHIE DE L'APPAREIL

GENITAL DE LA VACHE

Juin 2000

N. HAGEN

V. GAYRARD

P.L. TOUTAIN

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SOMMAIRE

I. GENERALITES.................................................................................................41. RAPPELSHISTORIQUESSURLATECHNIQUE.......................................................................................................4

2. LESRALISATIONSPOSSIBLESPARUNEXAMENCHOGRAPHIQUEENPHYSIOLOGIEDELAREPRODUCTION ...43. PALPATIONRECTALEETCHOGRAPHIE.............................................................................................................54. L'CHOGRAPHIEESTUNETECHNIQUEEXIGEANTESURLEPLANINTELLECTUEL...............................................65. SCURITETUTILISATIONDEL'CHOGRAPHIE..................................................................................................6

II. Principes gnraux de lchographie................................................................61. NATUREPHYSIQUEDESULTRASONS..................................................................................................................62. PROPRITSPHYSIQUESDESULTRASONS..........................................................................................................83. INTERACTIONSDESULTRASONSAVECLESMILIEUXBIOLOGIQUES : LAGENSEDESCHOS............................9

3.1. La rflexion..............................................................................................................................................10

3.2. La rfraction............................................................................................................................................11

3.3. La diffusion..............................................................................................................................................12

3.4. Labsorption.............................................................................................................................................12

4. LMISSIONDESULTRASONS : LAPRODUCTIONDESALVES............................................................................125. LARCEPTIONDESULTRASONS : LAFORMATIONDESIMAGES (FIGURE 4).....................................................136. INTERPRTATIONDESIMAGES.........................................................................................................................15

6.1. Les rflexions spculaires (de miroitement) (figure 6)............................................................................15

6.2. Rflexion non spculaire (figure 7)..........................................................................................................16

6.3. Les ombres artefactuelles........................................................................................................................16

Les artefacts par augmentation (figure 9).................................................................................................... ..17

Les artefacts de rverbration (figure 10)......................................................................................................17

6.4. Rverbration d'chos diffuss (figure 11)..............................................................................................18

6.5. Artefacts dus la largeur du faisceau (Beam-width artifacts)................................................................18

7. LESQUIPEMENTS............................................................................................................................................197.1. Les sondes................................................................................................................................................19

7.2. Frquence de la sonde, rsolution et profondeur de pntration (figure 13)..........................................20

7.3. Les rglages, annotations........................................................................................................................21

7.4. Inversion de l'image (figure 14)...............................................................................................................21

7.5. Rglage du gain (figure 15).....................................................................................................................21

7.6. Fixation de l'image..................................................................................................................................21

III. Dveloppement embryonnaire et application de l'chographie au diagnosticprcoce de gestation chez les bovins...................................................................22

1- ELMENTSDANATOMIEETDETOPOGRAPHIEDELAPPAREILGNITALDELAVACHE (FIGURE 16)..............222. TECHNIQUEDEXAMENCHOGRAPHIQUEDELUTRUS..................................................................................233. LEDVELOPPEMENTDELEMBRYONETDUFTUSBOVIN.............................................................................274. LEDIAGNOSTICPRCOCEDEGESTATIONPARCHOGRAPHIE..........................................................................28

IV. Application de lchographie au suivi ovarien au cours du cycle oestral chezla vache................................................................................................................31

1. INTRODUCTION................................................................................................................................................312. RAPPELSSURLECYCLEOESTRALETSURLADYNAMIQUEDESVAGUESFOLLICULAIRES...............................32

2.1. Le cycle oestral (Figure 22).....................................................................................................................32

2.2. Les vagues folliculaires (Figure 22)........................................................................................................32

2.3. Les organites ovariens.............................................................................................................................33

3. ECHOGRAPHIEDESOVAIRES ...........................................................................................................................333.1. Comment chographier les ovaires ?......................................................................................................33

3.2. Images chographiques des ovaires........................................................................................................34

3.3. Comparaison de lvaluation des structures ovariennes par palpation transrectale, par

chotomographie et par les concentrations plasmatiques de progestrone...................................................35

3.4. Evolution des organites ovariens au cours du cycle oestral....................................................................36

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I. GENERALITES

L'chographie est une technique d'imagerie mdicale base sur l'utilisation

d'ondes ultrasonores.

Elle permet de visualiser de faon non-invasive les organes gnitaux, cette

visualisation se faisant dans la masse mme des structures (anatomie interne).

L'chographie est la technique qui, avec la radio-immunologie, le plus contribu

la progression des connaissances en physiologie et physiopathologie de la

reproduction.

1. Rappels historiques sur la technique1952: Premires tentatives d'examens des tissus biologiques par une mthode

chographique ultrasonore (Howery et Wild)

1970: Premires chographies balayage mcanique sur lesquels les mouvements

rapides de la sonde commande par un moteur permettent d'obtenir

plusieurs images par secondes et d'observer en temps rel des tissus en

mouvement.

Annes 70: L'chostructure devient visible grce l'emploi de convertisseurs

d'images donnant des images en chelle de gris.

1980 : En France, premire image chographique transrectale des organes gnitaux

de la jument (Palmer et Driancourt).

Annes 80 : Amlioration de la qualit des images par l'introduction des sondes

ultrasoniques barrettes qui permettent la focalisation d'un faisceau

ultrasonore plusieurs profondeurs.

Annes 90 : Miniaturisation des sondes et fonctionnement haute frquence

(meilleure rsolution). Dveloppement de l'endosonographie.

2. Les ralisations possibles par un examen chographique en physiologie de la

reproduction

1. Dterminer le statut saisonnier des ovaires

2. Dterminer si une femelle a atteint le stade de pubert

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3. Monitorer les follicules ovariens pour raliser un diagnostic ou valuer un

traitement (ex: superovulation)

4. Reprer l'ovulation (ou son chec)

5. Monitorer le corps jaune

6. Etablir le stade du cycle oestral

7. Diffrencier un corps jaune persistant d'un tat anovulatoire

8. Evaluer le degr de l'imprgnation oestrognique de l'endomtre

9. Evaluer le temps et le caractre appropri de l'insmination

10. Dtecter la semence dans l'utrus

11. Collecter des ovocytes folliculaires par aspiration transvaginale

12. Evaluer la capacit d'une femelle servir de rceptrice pour le transfert

embryonnaire.

13. Dtecter et tudier prcocement un embryon

14. Dtecter des embryons jumeaux chez la jument et liminer l'un des embryons

manuellement.

15. Diagnostiquer une gmellit (membrane double) un stade avanc de la

gestation

16. Dterminer le sexe du foetus

17. Dterminer la vitalit foetale et la position prepartum

18. Evaluer l'involution utrine post-partum

19. Diagnostic prcoce du temps de la mort embryonnaire (absence de battements

cardiaques)

20 Diagnostiquer des ovaires pathologiques (kystes lutaux, folliculaires,...) tumeurs

ovariennes.

21 Diagnostic de pathologie des pyomtres, hydrosalpynx etc.

3. Palpation rectale et chographie

Pendant longtemps la palpation transrectale a t la seule technique pour "explorer"

les organes gnitaux des grandes femelles domestiques.

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La palpation transrectale reste une technique matriser mais la valeur informative

de l'chographie est trs suprieure celle de la palpation transrectale l'exception

des informations relatives la consistance et la sensibilit des organes.

4. L'chographie est une technique exigeante sur le plan intellectuel

La ralisation de l'interprtation rationnelle des informations issues d'un examen

chographique ncessite de matriser un ensemble de connaissances biologiques

(anatomie, physiologie, pathologie) et biophysiques (physique des ultrasons,

formation de l'image, gense des artefacts...).

5. Scurit et utilisation de l'chographie

La technique d'chographie est normalement sans danger. La rponse des tissus

aux ultrasons (vibration des molcules tissulaires et absorption de la chaleur) sont

sans consquence (l'lvation de temprature ne peut pas dpasser 1C).

L'nergie minimum pour produire des lsions est de 100 mWatt/cm2, les ultrasons de

l'chographe n'mettant que de 1 10 mWatt/cm2.

II. PRINCIPES GNRAUX DE LCHOGRAPHIELchographie utilise des sons haute frquence pour produire des images des

tissus mous et des organes internes.

1. Nature physique des ultrasons

En physique, il existe deux types donde : les ondes mcaniques qui ncessitent un

milieu physique pour se propager et les ondes lectromagntiques qui peuvent se

propager dans le vide.

Les ultrasons sont des ondes ou vibrations mcaniques de mme nature que

les sons mais leur frquence est trop leve pour que loreille humaine puisse

les dtecter. Les ultrasons sont caractriss par des ondes sonores qui ont une

frquence suprieure la frquence maximale des sons audibles par lhomme (20

kHz). Un cycle par seconde reprsente 1 Hz ; 1000 et 1 million de cycles par

seconde correspondent respectivement 1kHz et 1 MHz. La frquence des

ultrasons utiliss en imagerie mdicale varie entre 2 et 10 MHz.

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Lorigine des ondes ultrasonores produites par une sonde chographique est

similaire celle des ondes sonores audibles produites par un tambour (figure 1).

Pour un son audible, ltat de repos, les molcules dair de part et dautre de la

membrane du tambour sont rparties de faon homogne selon les lois de la

physique. De la mme faon, les molcules des cristaux pizo-lectriques de la

sonde chographique et les molcules tissulaires avec lesquelles la sonde est en

contact sont ltat dquilibre. Lorsque la membrane du tambour est frappe, les

molcules dair situes de part et dautre de la membrane sont branles par les

vibrations et soumises des cycles de compression-dcompression.

Les vibrations longitudinales des molcules dair donnent naissance un son.

Il convient de remarquer que cest lbranlement qui est propag et non lesmolcules dair elles-mmes. En effet, une molcule dans un milieu a une position de

repos. Si elle est dplace de sa position de repos, le dplacement gnre une force

proportionnelle de retour car le milieu est lastique. Les molcules dans le milieu ne

sont pas isoles mais couples lastiquement aux molcules voisines. Par

consquent, le mouvement dune molcule peut se propager aux molcules

adjacentes selon un processus dbranlement en chane.

Les cristaux de la sonde de lchographe ont des proprits pizo-lectriques.Le terme pizo-lectrique vient du grec piezein voulant dire presser . Les

cristaux pizo-lectriques de la sonde sont dforms lorsquon leur applique un

courant lectrique alternatif de haute tension. Loscillation mcanique des cristaux

comparable la vibration de la membrane du tambour rsulte de la succession

dexpansion et contraction des cristaux selon la polarit alternative du courant.

Lexpansion des cristaux va entraner une compression des molcules tissulaires

adjacentes et la contraction successive des cristaux va induire une dcompressionde ces mmes molcules.

Lultrason correspond des ondes ou vagues de pressions mcaniques qui

sont propages de proche en proche dans les tissus par le cycle de

dformation des cristaux. Les ondes de compression-dcompression des

molcules sont reprsentes de faon conventionnelle sous la forme dune

sinusode. Le pic de londe correspond la zone de compression des molcules

alors que la valle correspond la zone adjacente o les molcules sont

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dcomprimes. Les effets pizo-lectriques sont obtenus avec des cramiques

polycristallines.

2. Proprits physiques des ultrasons

Les proprits dune onde sont caractrises par diffrents paramtres : lamplitude,

lintensit, la frquence et la longueur.

Lamplitude de londe est proportionnelle lintensit du courant appliqu aux

cristaux. Lamplitude de la vibration dune particule va dterminer sa vitesse

maximale (Vo) et donc lnergie stocke par la particule (E) dfinie par lquation 1.

2/VE2

0M= Equation 1

avec M, la masse de la particule. Lamplitude de loscillation va dterminer lnergie

totale (E) de toutes les particules et pour une unit de volume, E est la densit

nergtique de londe dfinie par lquation 2.

2/VE2

0= Equation 2

avec , la densit du tissu.

Lintensit de londe correspond au dbit dnergie qui est dfini par lquation 3

2/CVCxEI 20==

Equation 3

avec E, la densit nergtique de londe et C, sa vitesse de propagation.

Lintensit acoustique sexprime en Watt par cm (W/cm).

La frquence est dfinie comme le nombre de vibrations de la source mettrice(cristaux) par unit de temps. Elle est donc identique au nombre de cycles qui

passent par un point donn du milieu par unit de temps et donc au nombre de fois

que vibre par unit de temps une molcule. Lunit de mesure de la frquence est le

Hertz (Hz) ou nombre de cycles par seconde. La frquence dpend des

caractristiques des cristaux pizo-lectriques, elle correspond la frquence de

rsonance du cristal, cest--dire la frquence pour laquelle lamplitude des

oscillations du cristal et donc lamplitude des ultrasons est maximale.

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La longueur donde (), caractristique la fois de londe et du milieu depropagation mesure ltendue spatiale dun cycle de vibration. Elle correspond

la distance parcourue par londe au cours dun cycle de vibration. La frquence et la

longueur donde sont relies par lquation suivante :

fC= Equation 4

avec C, la clrit ou vitesse de londe, f, la frquence de londe.

La frquence et la longueur donde varient de faon inversement proportionnelle si la

vitesse de propagation de lultrason dans un milieu est constante. Pour les milieux

biologiques sauf pour los (4080 m/s) et les poumons (600 m/s cause delair), la

vitesse moyenne de propagation des ultrasons est de 1540 m/s (tableau 1), cela

signifie quun ultrason se propage dans les tissus sur une distance de 1.5 mm en

610 s.

Comme la vitesse de propagation des ultrasons est indpendante de la

frquence et est peu prs constante dans les tissus mous (1540 m/s), la

slection dune sonde haute frquence va se traduire par une diminution de

la longueur donde du son mis. Les longueurs donde correspondant aux

frquences des ultrasons habituellement utilises peuvent tre calcules partir de

lquation 4 (en considrant que la vitesse de propagation des ultrasons est de

1540m/s, tableau 1). Ainsi, la longueur donde de 1.5 mm pour une frquence de

1 MHz devient gale 0.15 mm lorsque la frquence atteint 10 MHz.

3. Interactions des ultrasons avec les milieux biologiques : la gense des chos

La figure 2 illustre lanalogie entre lmission et la rception dun son avec lmission

et la rception dun ultrason. Lorsquun son audible rencontre un obstacle sa

propagation, il est rflchi et une onde de retour de mme frquence revient sous la

forme dun cho. Cet cho sera peru par le systme acoustique de loreille ou

tympan. La distance qui spare la source mettrice du son (membrane du tambour)

de lobstacle peut tre dtermine partir de la vitesse de propagation du son

audible dans lair (330 m/s). De faon analogue, lorsquun ultrason qui se propage

dans un tissu rencontre une interface tissulaire, une partie de lultrason est rflchie

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et retourne aux cristaux de la sonde. Les cristaux dforms par lcho ont la

proprit de gnrer un courant qui sera enregistr.

Le cristal est donc la fois lmetteur et le rcepteur. Le dlai entre la

propagation de lultrason et la rception de son cho va permettre de dterminer la

distance entre les cristaux et la surface rflchissante. Lanalyse des ultrasons

modifis aprs leur passage dans un milieu permet den extrapoler la structure, do

lintrt de comprendre le comportement des ultrasons la traverse des tissus.

3.1. La rflexion

Le phnomne de rflexion ncessite une prsentation de la notion dimpdance

acoustique.

Limpdance acoustique (z) dun tissu est dfinie comme le produit de la

densit du milieu par la vitesse de propagation des ultrasons. Ce paramtre

acoustique caractrise la proprit de ce milieu propager vs rflchir londe

ultrasonore. Une interface tissulaire existe lorsque deux tissus dimpdance

acoustique diffrente sont en contact. Lorsquune onde rencontre une interface

tissulaire, une partie de lnergie incidente est rflchie. La proportion dnergie

rflchie linterface de deux milieux dimpdances acoustiques respectives z 1 et z2

est donne par lquation 5.

( )

( ) 221

221

0 zz

z-z

I

I

+

= Equation 5

Limportance de la rflexion dpend donc de la diffrence dimpdance acoustique

entre les deux milieux. Ainsi, linterface graisse (z=1.33 106)-muscle (z=1.7 106),

seulement 1.5 % de lnergie incidente sera rflchie. Les chos gnrs cette

interface sont cependant damplitude suffisante pour tre dtects. Les interfaces les

plus intressantes correspondent une faible diffrence dimpdance acoustique

(1% ou moins). La plus grande partie de lnergie incidente est transmise travers

linterface tissulaire et peut explorer les tissus sous-jacents. Cependant, lorsque

londe ultrasonore rencontre son trajet des milieux dimpdance acoustique trs

diffrente de celle des tissus mous comme le tissu osseux ou des gaz, la majeure

partie de londe est rflchie (plus de 99%). Cette forte rflexion de londe

ultrasonore rsulte de la combinaison dun changement abrupt de vitesse de

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propagation des ultrasons et de densit du milieu aux interfaces tissu mou-os ou

tissu mou/air. Cest la raison pour laquelle les os et les gaz constituent un

obstacle la propagation des ultrasons. Ce phnomne est frquent lors de

lexploration transrectale lorsquil y a des poches dair ou de gaz dans lintestin. De

mme, pour une chographie transcutane, il est ncessaire de couper les poils et

davoir recours un gel pour minimiser les pochettes dair entre la sonde et les tissus

examins.

La rflexion est la base de la formation de limage chographique. Au fur et

mesure que le faisceau est lobjet du phnomne de rflexion, lintensit de londe

ultrasonore diminue exponentiellement avec la profondeur de pntration dans le

tissu (p) selon lquation 6.

(f)p-0 eII

=

Equation 6

o (f) est un coefficient dattnuation qui dpend de la frquence. I0 et I

reprsentent les intensits respectives du faisceau incident et du faisceau transmis.

Lattnuation correspond la diminution de lintensit de londe au fur et

mesure quelle progresse dans les tissus, ce qui va limiter la profondeur des

tissus explors. Dans les tissus mous, lattnuation augmente la fois avec la

frquence du signal et la profondeur de pntration. A valeur dattnuation gale, la

profondeur de pntration des ultrasons est dautant plus faible que la frquence est

leve. Lattnuation de londe est mesure en Bel et Dcibel (1dB=0.1 Bel) et

correspond 10Log(I0/I). Le tableau 2 donne les coefficients dabsorption de

diffrents milieux exprims en dB par MHz et par cm.

Les mcanismes attnuateurs sont multiples: ce sont les intractions au cours

desquelles lnergie est prleve du faisceau incident pour tre r-mise dans des

directions diffrentes: la rfraction et la diffusion. Labsorption de lnergie et sa

transformation en chaleur participent galement au phnomne dattnuation.

3.2. La rfraction

La rfraction correspond une dviation de londe ultrasonore lorsquelle

traverse un tissu ayant des proprits acoustiques diffrentes. La rfraction

survient seulement si linterface nest pas perpendiculaire londe. Ce phnomne

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est comparable la dviation de la lumire par un prisme. Cette incurvation du

faisceau est lorigine de la non rception de lcho par la sonde et contribue ainsi

lattnuation. Ce phnomne est frquent lors de lexamen de lappareil gnital

cause de la prsence de structures sphriques (follicules, vsicules embryonnaires,

kystes). Le phnomne de rfraction est lorigine dimages artfactuelles avec

lapparition dune ombre au dessous du bord de la structure contenant le liquide.

3.3. La diffusion

Lorsque les dimensions de linterface rencontre sont petites en comparaison avec la

longueur donde, londe ultrasonore est absorbe puis r-mise dans toutes les

directions. Llment en question se comporte alors comme une source mettrice

selon le mme phnomne en optique du faisceau lumineux qui traverse une

atmosphre poussireuse. Lchostructure des parenchymes est due aux chos

diffuss par les multiples htrognits diffusantes de petite taille telles que les

capillaires, tissus conjonctifs.

3.4. Labsorption

Labsorption correspond la transformation de lnergie en chaleur. Ce

phnomne est minime avec les ultrasons. Labsorption est le seul processus qui

diminue directement lnergie de londe ultrasonore. Les autres processus (rflexion,

rfraction, diffusion) redirigent londe en partie ou totalement.

4. Lmission des ultrasons : la production de salves

Les ultrasons ne sont pas mis de faon continue mais sous la forme de

salves ou sries de 3 cycles environ. Le cristal est soumis une srie de courtes

impulsions lectriques qui sont lorigine dune courte srie de vibrations appele

impulsions ou salves. Limage est forme par les chos qui reviennent la sonde

aprs chaque salve. Un temps adquat est ncessaire pour que tous les chos

reviennent la sonde avant que la sonde nmette nouveau. De faon gnrale,

les ultrasons ne sont mis que pendant 1% du temps alors que la sonde joue le rle

de rcepteur des chos pendant 99% du temps. Ainsi, dans la sonde, le mme

cristal est metteur pendant un temps trs court de lordre de 2 s et ensuite

rcepteur pendant 998 s, le cycle durant 1 milliseconde. Mille impulsions de 3 4

cycles peuvent tre mises par seconde malgr les pauses qui sintercalent entre

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chaque salve. La collection des chos demande environ 0.25 ms donc 4000

impulsions ou lignes dchos peuvent tre collectes par seconde. Par consquent,

si 100 lignes dcho sont ncessaires pour former une image, 40 images seront

gnres par seconde. Chaque pulse correspond une srie de 2 3 vibrations, par

consquent, la longueur dun pulse est quivalente 2-3 fois la longueur donde. Les

sondes de haute frquence mettent des pulses de plus courte dure que les sondes

basse frquence (figure 3).

La longueur de la salve va dterminer la rsolution axiale.

La rsolution axiale est dfinie comme la capacit diffrencier des objets le

long du trajet de londe. Le nombre dondes par impulsion est identique quelle que

soit la frquence de la sonde. Par contre, la longueur de la salve gnre diminue

lorsque la frquence augmente et que la longueur donde diminue. Plus la longueur

donde est courte, meilleure est la rsolution axiale.

La rsolution latrale caractrise la capacit de discriminer deux rflecteurs

adjacents mais situs la mme profondeur. Elle dpend du diamtre du

faisceau dultrasons qui varie avec la frquence de la sonde et la distance qui spare

les points visualiser de la sonde. Dans les zones o le faisceau est focalis, la

diamtre du faisceau est rduit. La distance entre la sonde et la zone focale est la

distance focale. Une rsolution latrale acceptable est obtenue pour une courte

distance (quelques cm) le long de laxe du faisceau de chaque ct du point focal et

dans la zone focale.

5. La rception des ultrasons : la formation des images (figure 4)

Les cristaux pizo-lectriques de la sonde sont soumis des sries de courtes

impulsions lectriques qui entranent des courtes sries de vibrations ou salves. Les

ultrasons propags dans les tissus sous-jacents sont rflchis linterface de 2

milieux qui prsentent une diffrence dimpdance acoustique.

Londe rflchie ou cho capte par la sonde dforme les cristaux. Cette

nergie mcanique est convertie en un signal lectrique proportionnel lintensit de

lcho avec un dlai realtif sa distance parcourue. Les chographes sont calibrs

pour une vitesse de propagation constante de 1540 m/s (vitesse moyenne de

propagation des ultrasons dans les tissus mous) bien que de faibles diffrences

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existent. La latence qui spare le moment de lmission dune salve de vibrations et

le retour de lcho correspondant est dtermine, cette latence qui reflte la

profondeur de linterface qui a produit lcho est calcule.

Les signaux lectriques gnrs par lcho sont amplifis, convertis numriquementet stocks. Linformation ainsi stocke est reprsente sur lcran de lchographe

(tube cathodique). Un point lumineux reprsentant chaque cho est plac sur lcran

vido une profondeur approprie en fonction du temps de retour de lcho ; les

appareils sont calibrs et ils traduisent le temps de retour de lcho en chelle de

profondeur. La brillance du point lumineux varie en fonction de lintensit de

londe rflchie (chographie en mode B). Le terme B se rfre la modulation en

"brillance" de la reprsentation de l'cho. Chaque point (pixel) reprsent sur l'cran

correspond un rflecteur. La brillance du pixel correspond l'amplitude de l'cho.

La brillance est reprsente par une chelle de gris (du blanc (trs chogne), au

noir (absence d'cho).

Il existe une autre modalit chographique dite de type A (A: amplitude). Ce mode

chographique reprsente l'amplitude du signal en ordonne en fonction du temps

port en abscisse, et il indique la profondeur laquelle se trouve la structure

rflchissante. Le mode A n'est utilis que lorsque l'on veut faire des mesures trs

prcises de distances (ex: mesure de l'paisseur du lard dorsal chez le porc).

Comme les ultrasons suivent un trajet rectiligne, une image en 2 dimensions

peut tre produite partir dun grand nombre de cristaux aligns (cas de la

sonde linaire). Limage obtenue reprsente une interprtation des signaux

ultrasonores renvoys. Lintensit de londe ultrasonore rflchie dpend dun certain

nombre de facteurs, mais les principaux facteurs sont la diffrence dimpdance

acoustique des tissus rencontrs sur son trajet, langle quil forme avec la limite du

tissu et la distance parcourue. Malgr le caractre identique de deux rflecteurs,

lcho venant dun rflecteur en profondeur est infrieur au premier cho parce

quune partie de lnergie a t perdue sur le premier rflecteur.

Lamplification consiste augmenter lamplitude des chos de faon

balance pour avoir une bonne image en corrigeant lattnuation lie la

distance parcourue. Ce rglage est manuel et il est ralis par loprateur en

regardant limage. Le bon rglage des gains consisterait obtenir la mme amplitude

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pour 2 rflecteurs identiques. En pratique, on rgle 3 gains : un gain pour lensemble

de limage, un gain pour le champ rapproch et un gain pour le champ loign.

La distance de pntration des ultrasons dans les tissus mous dpend de la

frquence utilise. Les sons de haute frquence sont plus rapidement attnus queles sons basse frquence. Cela signifie que les tentative damlioration de

la rsolution axiale par laugmentation de la frquence va se traduire par une

rduction de la profondeur de tissu explor. La frquence doit donc tre choisie en

fonction de la profondeur des structures visualiser. Le manipulateur de

lchographe doit slectionner la sonde de la plus haute frquence qui va permettre

datteindre la profondeur dsire. La figure 5 rcapitule les lments essentiels

connatre pour comprendre la gense dune image.

6. Interprtation des images

L'interprtation des images ncessite des connaissances de physiologie ainsi que

des bases de physique. L'une des difficults est de reconnatre les images

artefactuelles. Ces artefacts sont frquents dans l'inspection des organes gnitaux

car il y a de nombreuses poches de gaz ou liquidiennes. A titre d'exemple, dans les

annes 80 l'cho spculaire d'une vsicule embryonnaire a t catalogu de faonerrone comme le disque embryonnaire.

6.1. Les rflexions spculaires (de miroitement) (figure 6)

Une rflexion spculaire survient lorsque le faisceau tombe sur une interface lisse,

plus large que le faisceau et parallle la sonde. Gnralement, seule une fraction

de l'impulsion est rflchie , la majorit de l'impulsion continuant son chemin. Seule

une impulsion qui frappe un rflecteur spculaire angle droit sera enregistre

comme un cho sur l'cran. Cela veut dire que l 'amplitude de l'cho dpendra nonseulement de la diffrence d'impdance acoustique entre les 2 tissus formant

l'interface mais aussi de l'angle d'impact. Une impulsion qui frappe une interface

avec un angle va tre rflchie avec le mme angle et l'interface ne sera pas

dtect.

Les rflexions spculaires sont trs frquentes au niveau de l'appareil reproducteur

avec la surface lisse de l'utrus, les plis endomtraux, la vsicule embryonnaire,...

qui forment des rflecteurs spculaires. Trs souvent, la lumire utrine est vue

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comme une ligne trs chogne lorsque l'utrus est inspect de faon longitudinale.

Cela est d la rflexion spculaire de la surface des plis utrins.

6.2. Rflexion non spculaire (figure 7)

Les rflexions non spculaires (encore dites diffuses) ont pour origine des rflexionssur des surfaces rugueuses ou des surfaces qui sont plus troites que le faisceau.

A la diffrence des rflexions spculaires, l'amplitude de l'cho pour les

rflecteurs non spculaires ne dpend pas de l'angle d'incidence du faisceau.

L'impulsion ultrasonique dans la zone focale ayant une dimension de 2-3 mm, des

interfaces plus petites que cette dimension donnent des images non-spculaires. De

mme, lorsque le faisceau arrive sur une surface rugueuse, l'interface effective sera

plus troite que la largeur du faisceau.

La diffusion est dfinie comme une rflexion dans toutes les directions. Une petit

partie du faisceau revient vers la sonde (1/1000 de l'amplitude d'un cho spculaire).

Grce la nuance de gris, ces chos diffuss vont permettre de reconnatre les

tissus. Il doit tre bien compris que ce pattern mouchet reprsente une

chostructure. Etant donn que l'amplitude est indpendante de l'incidence, la

nuance de gris de telles structures est relativement constante quelque soit

l'orientation de la sonde. La diffusion donne la majorit des chos permettantd'identifier les structures. Le corps jaune est l'origine d'chos non spculaires. De

mme, si on agite le contenu de la vessie d'un cheval, on peut crer des images non-

spculaires.

6.3. Les ombres artefactuelles

Sur une image normale, une zone noire correspond une absence de rflecteur (ex:

liquide folliculaire). Or des zones apparaissant en noir l'cran peuvent tre d'origine

artefactuelle. La figure 8. montre les origines possibles de ces ombresartefactuelles. Une ombre est cause par le blocage ou la dviation du faisceau.

L'ombre est comparable celle que la lumire produit derrire une barrire.

La zone du sonogramme dans laquelle le son est bloqu apparat en noir. Ce type de

blocage exige une grande impdance acoustique (ex: gaz et tissu mou, tissu mou et

os...).

L'ombre peut rsulter du phnomne de rflexion du faisceau partir du ct d'une

structure incurve (surface externe de l'ovaire, ct incurv de l'utrus...). Il y aura

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rflexion si la vitesse de l'ultrason est la mme dans les 2 tissus formant la

courbure. Si ce n'est pas le cas, on aura un phnomne de rfraction. Cela survient

avec les structures cavitaires remplies de liquide (follicules,...). Le phnomne

d'ombre sera plus prononc en zone focale. C'est ainsi qu'une petite structure (ex: 4

mm de diamtre) peut bloquer le faisceau en zone focale.

Les artefacts par augmentation (figure 9)

Les artefacts par augmentation sont frquents cause des structures cavitaires

remplies de liquide. Lors de la traverse d'une cavit, le faisceau n'est pas attnu et

son amplitude pour une profondeur donne est plus grande lorsqu'il a eu traverser

une structure liquidienne. Ce type d'augmentation permet de reprer une zone

liquidienne. Cependant, il ne faut pas interprter cela comme une structurechogne. Ce type d'artefact est compliqu lorsque la paroi produit un cho

spculaire. Les ombres et les phnomnes d'amplification sont les deux principales

causes d'artefact pour l'appareil gnital. Si l'amplification gne l'inspection de la

structure, on rduira le gain.

Les artefacts de rverbration (figure 10)

La figure 10 montre la gense des artefacts de rverbration entre une poche de gaz

et la paroi rectale. La rverbration est due au rebondissement de l'cho entre 2structures et cela jusqu' l'puisement de l'cho par attnuation. Cela peut se

produire l'interface gaz-tissu mou ou a l'interface paroi rectale-sonde. Cela donne

naissance un empilement d'chos sur l'cran. Le premier est lgitime alors que les

autres sont des rverbrations, ces dernires s'affaiblissant progressivement et

apparaissant de plus en plus bas sur l'cran. Compte tenu de la force dcroissante

des chos rverbrs on parle d'artefacts en queue de comte. Pour bien reprer

ces artefacts on a 3 caractristiques :

ils sont quidistants

ils diminuent progressivement d'amplitude

ils sont orients de faon parallle la paroi de rflexion.

Si une surface trs rflchissante est implique (ex: interface gaz-tissu mou), il n'y

aura pas de transmission en-dessous d'o la cration une zone d'ombre. En

consquence, l'cho rverbr peut se trouver localis ("tre vu") dans la zone

d'ombre. Si une partie du faisceau est transmise (ex: interface tissu-liquide) on peut

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se retrouver avec des zones de rverbration dans un liquide qui normalement est

non chogne. Lorsque l'interface est proche de la sonde, l'attnuation est minimale,

et le nombre de rverbration augmente.

Les rverbrations sont bien identifies lorsqu'elles s'expriment dans une zone non-chogne. En revanche, elles peuvent induire en erreur lorsqu'elles apparaissent

dans une zone normalement chogne.

Les rverbrations sont trs frquentes en zone pelvienne cause des poches de

gaz et dans les zones contenant des vsicules. Les rverbrations dans une vsicule

peuvent faire croire la prsence d'une structure interne. Des chos peuvent tre

gnrs par des zones plus profondes que la zone normalement explore (ex: poche

de gaz) et l'cho ainsi renvoy va fusionner avec les chos rsultants de tirspostrieurs. Ici, l'origine des rverbrations n'est pas vidente.

L'amplitude des rverbrations dpend du gain qui doit tre ajust. Les

rverbrations peuvent tre supprimes par rorientation de la sonde ou en vidant

bien le rectum.

6.4. Rverbration d'chos diffuss (figure 11)

Des chos diffuss apparaissent souvent comme tant au-del des surfaces

hautement rflchissantes (c'est--dire entre le premier rflecteur et la premire

rverbration) ou entre 2 rverbrations. Le mcanisme en est le suivant : un

faisceau incident rencontre d'abord un tissu capable de diffuser le faisceau. Cela va

donner naissance des chos non spculaires qui remontent vers la sonde. Ensuite,

le faisceau atteint une interface forte impdance acoustique. Cela donne un cho

rflchi spculaire qui remonte plus vite et on aura ainsi une image qui sera au-

dessus de la zone de diffusion (alors qu'elle devrait tre en-dessous).

6.5. Artefacts dus la largeur du faisceau (Beam-width artifacts)

La priphrie d'une large poche de liquide ou de gaz ou encore la totalit du volume

d'une petite vsicule apparassent de faon chagrine cause du remplissage de la

zone non-chogne (liquide) par des spots chognes d'origine artefactuelle

(figure 12).

Cela est d un problme de rsolution latrale pour la portion du faisceau qui

explore simultanment le fluide et la paroi une profondeur donne. Lorsque 2

chos arrivent ensemble sur la sonde, ils sont traits comme tant uniques et

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donnent un seul signal. Etant donn que le faisceau diverge au-del de la zone

focale, ces artefacts apparaissent plutt dans les structures profondes comme les

larges follicules provulatoires de l'ovaire de jument. Ces artefacts ont une forme de

mnisque rsultant du changement du rapport solide/liquide au fur et mesure que

le faisceau descent le long de l'lment linaire. Les artefacts peuvent suggrer des

projections solides et des dsorganisations de la paroi (risque de croire une

atrsie, une mort embryonnaire,...).

L'origine de tels artefacts peut tre reconnue en tapotant la structure. Un vritable

rflecteur doit rpondre en flottant. Puisque l'artefact est fonction de la largeur du

faisceau, cet artefact peut tre rduit en utilisant un faisceau plus troit dans la zone

d'intrt.

Comme cela a dj t vu, la largeur du faisceau contribue l'ombrage et aux

artefacts de renforcement postrieur. En zone focale, le faisceau est moins large et

l'intensit de l'impulsion plus grande et des structures solides (os) en regard de

liquide produisent des artefacts plus intenses. De plus, de petites structures

parasites peuvent impliquer plus srement la totalit de la largeur du faisceau en

zone focale. Occasionnellement, un artefact en bandeau d'une chognicit plus

importante est observ en zone focale lorsque l'on scanne des structures solides qui

sont larges.

7. Les quipements

7.1. Les sondes

L'image deux dimensions qui rsulte de l'exploration d'un champ est un rectangle.

Ce champ est orient par l'oprateur soit longitudinalement soit transversalement par

rapport l'animal. La sonde (transducteur) a une forme approprie pour tre place

dans le rectum. Il existe deux types de sondes : les sondes linaires et les sondessectorielles.

Les sondes linaires explorent un champ en forme de rectangle alors que les sondes

sectorielles explorent un champ en forme de "part de camembert". La largeur de la

porte d'accs de l'image est appele "empreinte". Elle est typiquement de 50 mm

pour une sonde linaire et de 15 mm pour une sonde sectorielle.

Les sondes sectorielles sont particulirement utiles lorsque le faisceau ultrasonore

doit passer par un passage troit (ex: entre 2 ctes). Avec la sonde sectorielle, le

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faisceau s'largit en entonnoir aprs tre pass par le passage troit. Un miroir

oscillant balaye le rayon sur la zone d'intrt.

La sonde linaire produit une image "temps rel" par la mise en jeu squentielle des

lments sans le recours une partie mobile. La sonde linaire est faite par un

alignement de cristaux de quartz rectangulaires.

Les sondes doivent tre faciles introduire et sans risque pour l'animal. La forme

linaire (prsence d'une gouttire) permet de les tenir longtemps, dans le bon sens,

sans se fatiguer. Les sondes sont impermables et rsistantes la corrosion. Les

sondes qui ncessitent d'tre enveloppes dans un sac plastique ne sont pas

retenir. En cas de choc, la sonde peut ne plus tre impermable l'eau et on risque

des chocs lectriques.

La sonde ne se retire pas en tirant sur le cble. Aprs son usage il faut protger la

sonde dans de la mousse (bote, fourreau). La sonde doit tre nettoye et sche

avant d'tre range. Le gel de contact sera enlev l'aide d'un papier absorbant. Il

ne faut pas nettoyer une sonde avec des produits potentiellement corrosifs, ne pas la

chauffer, etc.

7.2. Frquence de la sonde, rsolution et profondeur de pntration (figure 13)

Les sondes de haute frquence ont une excellente rsolution mais pntrent moins

profondment. La sonde de 3.5 MHz a du mal dfinir des structures de 5 mm ou

moins et ne peut pas dtecter des structures de 2 mm. La sonde de 5 MHz voit des

structures de 5 mm et a des difficults en dessous de 2 mm. La sonde de 7.5 MHz

dfini relativement bien des structures de 2 mm.

La profondeur explore est plus grande avec la sonde de basse frquence. C'est

ainsi que des structures de 20 mm sont bien vues 8 cm de profondeur avec une

sonde de 3.5 MHz mais difficilement visibles avec les autres sondes. Une structure

de 10 mm est plus distincte 8 cm qu' 4 cm de profondeur avec la sonde de 3.5

MHz. L'apparence trouble 4 cm est due l'artefact de largeur du faisceau avec

cette sonde parce que la zone focale est au-del de cet objet. Les zones focales des

sondes de 5 et 3.5 MHz sont donc 4 et 8 cm de profondeur. La distance de la

sonde au centre des ovaires ou de la lumire de l'utrus non-gravide est de l'ordre

de quelques centimtres. En consquence, il faut des sondes frquence leve

dont la zone focales est environ 3-4 cm. Pour examiner l'utrus en cours de

gestation, il faudra des sondes plus pntrantes (3.5 MHz).

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7.3. Les rglages, annotations

Au repos, l'cran est vierge d'chos. La brillance contrle la quantit de lumire

associe un cho. On doit contrler la brillance de telle faon que la lumire

apparaisse tout juste sur l'cran. Le contraste est ajust de faon voir toute lapalette des nuances de gris.

Il existe un pied coulisse lectronique. Sa prcision est excellente et on peut

effectuer des mesures avec une erreur infrieure 5%. Les hauteurs sont plus

fiables que les largeurs. La hauteur correspond des images spculaires alors que

les images latrales sont moins nettes cause des artefacts.

7.4. Inversion de l'image (figure 14)

L'image peut tre forme de gauche droite ou de droite gauche. Cela permet

d'avoir la gauche de l'image de l'image correspondant la tte de l'animal lorsque

l'chographe est droite de l'oprateur. En revanche, on permute l'image lorsque

l'chographe est gauche de l'oprateur c'est--dire que la partie antrieure de

l'animal est reprsente droite de l'image. Pour savoir si la gauche ou la droite de

l'image correspond la partie antrieure de l'animal, on passe le doigt sur la sonde.

7.5. Rglage du gain (figure 15)

Le rglage du gain est dterminant. Il va permettre d'galiser des signaux issus de

profondeurs diffrentes. Il y a un gain gnral et des gains proximaux et distaux. On

peut avoir une procdure de rglage (Tableau 3).

7.6. Fixation de l'image

Pour mieux tudier une image on peut la geler (freeze control). On peut partager

l'image en 2 ce qui permet de photographier une structure trop large pour un seul

cran.

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III. DVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE ET APPLICATION DE L'CHOGRAPHIE

AU DIAGNOSTIC PRCOCE DE GESTATION CHEZ LES BOVINS

1- Elments danatomie et de topographie de lappareil gnital de la vache

(figure 16)

Lappareil gnital de la vache comprend

- Deux ovaires qui assurent les fonctions germinales (production dovocytes)

et endocrines (scrtions doestrognes, progestrone, ocytocine). Les

ovaires de vache ont une forme en amande, leur poids varie de 10 20 g en

fonction du stade sexuel. Ils sont placs en dedans du bord antrieur des

ligaments larges et sont incompltement contenus dans une sorte de cupule

sreuse largement ouverte.

- Deux oviductes qui constituent la partie initiale des voies gnitales de la

femelle. Les oviductes sont 2 organes tubulaires contourns et relativement

longs (25 cm) qui vont de lutrus aux ovaires. Chaque oviducte comprend le

pavillon ou infundibulum (qui coiffe lovaire et capte les ovocytes mis au moment

de lovulation), lampoule (site de la fcondation) et listhme (long conduit troit

aux parois musculeuses assurant le transfert des ufs vers lutrus). La paroi de

loviducte comprend une muqueuse fortement plisse (4 plis primaires et

plusieurs plis secondaires et une musculeuse paisse.

- Un utrus qui est lorgane de la gestation, compos de 2 cornes (bicornu).

Les 2 cornes utrines dont la longueur varie de 35 40 cm fusionnent dans leur

partie terminale pour former un corps utrin (2-4 cm) dont la lumire se prolonge

par un canal cervical qui dbouche dans le vagin. La portion caudale des cornes

est enveloppe par une sreuse commune et unie par deux ligaments

intercornuaux. Les parois de lutrus sont constitues dune tunique muqueuse

riche en glandes (endomtre) et dune tunique musculeuse puissante (myomtre,

sige des contractions utrines). Lpaisseur de la paroi des cornes varie comme

leur diamtre. De 1 cm dpaisseur pour un diamtre de 2.5 4 cm caudalement,

elles seffilent progressivement jusqu 2 mm dpaisseur pour un diamtre de 5-

6 mm. La surface interne de lutrus des ruminants prsente des excroissances

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discodes ou ellipsodes, jauntres et non glandulaires : les caroncules (70-120

caroncules de 15 mm de diamtre disposs en 4 ranges chez la vache non

gestante).

- Un col utrin ou cervix (de 8 10 cm de long chez la vache) qui sparelutrus du vagin et isole ainsi en permanence la cavit utrine de la cavit

vaginale. Le col utrin est constitu par un trs fort paississement de la paroi du

tractus gnital entre le corps de lutrus et le vagin. Sa paroi ferme et compacte

dlimite une trs troite cavit, le canal cervical. Le canal cervical est tapiss par

une muqueuse moins paisse et plus ferme que celle du corps et des cornes ;

celle-ci est finement plisse en long. Ces plis longitudinaux sont fragments chez

les ruminants par des sillons circulaires entre lesquels ils spaississent, de faon

se compliquer de quatre gros plis circulaires qui sont lorigine de laspect de

fleur panouie dans le fond du vagin.

- Un vagin long dune trentaine de centimtres prsente des parois

musculeuses et paisses mais trs dilatables et dans la partie la plus

externe, un vestibule (10-12 cm) parfois spar du vagin par lhymen, situ

lgrement en amont du mat urtral. Les glandes de Bartholin scrtent un

fluide visqueux qui facilite la copulation. Lorifice vulvaire est protg par les

grandes et petites lvres. Le clitoris, petit organe situ la commissure ventrale

des lvres est lquivalent embryologique du pnis.

Lappareil gnital est appendu dans la cavit abdominale par le ligament suspenseur

qui se divise en 3 parties : le mesovarium retient les ovaires, le mesosalpynx

entoure les oviductes et le mesometrium ou ligament large auquel sont

rattaches les cornes utrines et le cervix. Lattachement du ligament

suspenseur tant dorsolatral, les cornes utrines pendent vers le bas et les

ovaires se retrouvent prs du pelvis. Chez les gnisses, lutrus trs petit est

contenu dans la cavit pelvienne lentre du bassin. Chez les vaches

adultes, les cornes utrines ont tendance plonger dans la cavit

abdominale en avant du bord antrieur du pubis en raison du relchement

des ligaments larges qui rsulte des gestations successives.

2. Technique dexamen chographique de lutrus

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La contention des animaux doit tre efficace, les animaux peuvent tre en

stabulation entrave ou introduits un un dans un couloir de contention. Lorsque les

animaux sont lattache, lappareil doit tre mobile, il est soit plac sur un chariot,

une brouette ou une table roulante. Si les animaux sont intraduits dans une cage de

contention, lappareil doit tre fixe. Lexamen doit tre effectu lombre, les

appareils peuvent tre quips dun pare-soleil lorsque le soleil gne la lecture de

lcran cathodique.

Chez la vache, la profondeur des organes gnitaux (30-40 cm) ne permet pas

leur visualisation de lextrieur par chographie car les ondes ultrasonores ont

un faible pouvoir de pntration (de lordre de 8-10 cm pour une frquence de 5

MHz). En revanche, en introduisant une sonde dans le rectum, on approche

suffisamment lappareil gnital situ juste au-dessous de la paroi rectale

(figure 17).

Lexamen chographique de la vache vise surtout visualiser des structures trs

fines comme lembryon et la vsicule embryonnaire, des collections liquides utrines

peu importantes, les follicules et les corps jaunes. Les ultrasons 5 MHZ sont

utiliss pour examiner lutrus, ils ont un pouvoir de rsolution permettant de

reconnatre des formations vsiculeuses partir dun diamtre de 3-5 mm.

Une exploration transrectale prliminaire permet de reprer la position de lappareil

gnital et de noter dventuelles modifications anatomiques. Pour cela, la main et le

bras sont recouverts dun gant protecteur soigneusement lubrifi. La main gante

dilate progressivement le sphincter anal et vide le plus compltement possible le

rectum des fces quil contient. Tout dabord, le balayage de lentre du bassin avec

la main ouverte permet de localiser le col de lutrus. Aprs avoir localis le col, dans

son prolongement, la bifurcation des cornes utrines est dtecte.

La sonde tanche est enveloppe dune gaine sanitaire plastique enduite de gel sur

la face appose aux cristaux. La main gante lubrifie introduit la sonde dans le

rectum et la maintient pose sur la muqueuse du plancher du rectum. Il faut veiller

ce que la sonde soit en contact permanent avec la muqueuse rectale. Des artefacts

sous la forme de zones dombre peuvent rsulter dun mauvais contact de la sonde

avec la muqueuse. Dans ce cas, il faut retirer la sonde, vidanger nouveau

lampoule rectale, effacer la contraction en saisissant londe de muqueuse et en la

tirant vers lanus.

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La progression de la sonde dans lampoule rectale permet de visualiser les

organes sous-jacents. Il est ncessaire de procder de faon systmatique

dans la progression et le droulement de lexamen chographique.

La vessie est le premier organe repr (figure 18A). Sa forme est caractristique,oblongue ou circulaire, de mme que labsence de zone chogne dans sa

cavit. La vessie prsente limage typique dun organe creux rempli de

liquide et anchogne.

Sous la vessie, les constituants osseux du bassin apparaissent comme une

structure trs chogne de quelques millimtres dpaisseur.

Le cervix est facile localiser en raison de la rponse chogne intense des

plis circulaires et du fort cho linaire horizontal au centre du col (canal

cervical, figure 18B).

Le corps utrin et les cornes utrines se voient immdiatement en avant

gnralement sur la ligne mdiane. Une sonde linaire applique

dorsalement sur lutrus et mettant un faisceau dultrasons dorso-ventral

donne une coupe longitudinale de lutrus (figure 19A). En faisant osciller la

sonde vers la droite et la gauche, on dcouvre les deux cornes utrines.

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La bordure des cornes apparat comme une troite ligne peu chogne

sparant la paroi utrine de son entourage un peu plus chogne. La

section de la paroi utrine apparat en tons gris et avec une structure

granuleuse variable. Au centre, la muqueuse endomtriale troitement

accole forme une ligne claire. Selon la phase du cycle, des zones

anchognes de quelques millimtres peuvent tre observes dans la

lumire utrine (figure 19B). Ces zones anchognes correspondent

laccumulation de mucus au moment de lstrus. Le fait que lon puisse

observer des liquides dans lutrus non gravide est dune grande importance

pour le diagnostic chographique prcoce de la gestation. Il ne faut pas

considrer les collections liquides intra-utrines comme un signe certain de

gestation. Cela nest autoris que si lon peut identifier fiablement des

structures embryonnaires . Une stratification (htrognit) de la paroi

utrine avec une zone proche de la lumire utrine moins chogne et une

zone priphrique plus chogne est observe pendant les phases de

proestrus, strus et metoestrus. Ldme des couches superficielles de

tissus et laccumulation de scrtions diminuent lchognicit de la portion

interne de la paroi utrine et sont responsables de lhtrognit de la

structure de la paroi utrine.

Dans un plan de coupe, plusieurs sections de corne utrine peuvent tre

observs en raison de lenroulement de la corne sur elle-mme. Des examens

chographiques de lutrus au cours du cycle oestral ont mis en vidence une

variation du nombre de sections transversales de cornes utrines observes

simultanment dans un plan de coupe (Pierson et Ginther, 1988. Theriogenology 29 :

21-37). Selon ces auteurs, le nombre diminue avant lovulation et augmente entre le

jour de lovulation et le 6me jour du cycle puis reste peu prs constant jusquau 16-

17me jour du cycle.

Laugmentation du nombre de sections transversales des cornes utrines sur un plan

de coupe aprs lovulation traduit les modifications de la morphologie des cornes

qui sont droules pendant loestrus et trs enroules pendant le dioestrus

sous imprgnation progestronique. A ce titre, limage chographique des cornes

utrines peut tre utilise comme un indicateur biologique de la nature oestrognique

ou progestronique de lexposition hormonale du tractus gnital.

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3. Le dveloppement de lembryon et du ftus bovin

Le tableau 4 illustre la chronologie du dveloppement de lembryon bovin. La

fcondation marque le dbut de la priode embryonnaire caractrise, avant que ne

dbute limplantation, par une succession de divisions cellulaires et lapparition despremires diffrenciations qui vont conduire au stade blastocyste : stade auquel

limplantation a lieu.

Le zygote arrive la jonction tubo-utrine 24-48 h aprs la fcondation, il est alors

gnralement au stade de 8 blastomres. Au quatrime jour qui suit la fcondation, il

est au stade morula et environ 6 jours aprs la fcondation, cest un blastocyste

typique sphrode de 0.20 mm de diamtre. Le stade dit blastocyste est dfini par la

prsence dune cavit centrale, le blastocle, compltement entour par une assise

cellulaire appele trophectoderme ou trophoblaste et un petit groupe de cellules situ

sous le trophectoderme : masse cellulaire interne ou disque embryonnaire. Le

trophoblaste form dune seule couche de cellules trs minces et noyau petit est

troitement appliqu contre la membrane vitelline et la zone pellucide commence

samincir.

Au 9me jour aprs la fcondation, la membrane vitelline disparat, le blastocyste perd

sa forme sphrode ; il mesure environ 0.40 mm sur 0.25 mm. Au 11me jour, il est

long de 2 3 mm et le disque embryonnaire est constitu.

Ds lors, la croissance est dune extraordinaire rapidit et les parties extra-

embryonnaires sallongent de faon considrable (figure 20). Pendant toute

cette priode qui prcde limplantation, le blastocyste envahit la cavit utrine.

Encore log dans lextrmit ovarique de la corne vers le 10me jour, il occupe les

deux tiers de la longueur de celle-ci vers le 16me jour et sa totalit vers le 18me jour

o il atteint une quarantaine de centimtres. Au dbut de la 4me semaine, il a envahi

la cavit du corps utrin et quelques jours aprs, son extrmit atteint la jonction

tubo-utrine de la corne oppose. Cest alors un trs long cordon creux dont la

longueur dpasse 1 mtre. Il est pourvu vers son milieu, situ la base de la corne

gravide, dun renflement ovalaire dune vingtaine de mm de longueur correspondant

lamnios, o est log lembryon.

Ds le 18me jour commence se manifester une dgnrescence des extrmits du

conceptus qui se ncrosent. Ce processus samplifie et raccourcit rapidement le

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conceptus vers la fin de la 4me semaine. Il sarrte vers le 35me jour en regard des

extrmits de lallantode.

Cest au 30me jour quapparaissent les premires bauches de villosits

placentaires. Trs vite, elles couvrent de faon diffuse la totalit du chorion, maisds le 33me jour, les bouquets de villosits situs en regard des caroncules utrines

deviennent plus importants, sengrnent dans les cryptes des caroncules et

bauchent les cotyldons.

La dure moyenne de la gestation est denviron 9 mois et demi (275-290 jours

chez la vache). Lembryon se dlimite vers 18 jours et les premiers somites se

forment vers le 19me jour. A cette date, lembryon est long de 3-4 mm, la fermeture

du tube neural est dj commence. Le cur commence battre.

A 22 jours, se forment les vsicules optiques. Le 24me jour, se montrent les

bourgeons des membres thoraciques, et le lendemain, ceux des membres pelviens.

A 26 jours, lembryon trs fortement incurv sur lui-mme mesure 8-9 mm de long.

Vers 30 jours, la longueur de lembryon atteint 12 mm, les yeux sont saillants et

dpourvus de paupires. Vers 35 jours, la longueur directe atteint 14-15 mm, lil est

bord de minces replis qui annoncent la formation des paupires. Le cou est

nettement dvelopp. Les doigts sont bien reconnaissables aux 4 membres. La

priode ftale commence dans les jours suivants. Le tableau 5 illustre les stades

caractristiques du dveloppement du ftus bovin.

4. Le diagnostic prcoce de gestation par chographie

Ltablissement dun diagnostic de gestation par chographie est bas sur la

dtection de la prsence du conceptus. Cette technique permet galement

dapprcier la vitalit de lembryon par la mise en vidence des battements

cardiaques ou des mouvements du foetus.

De nombreuses tudes ont montr quun diagnostic de gestation par

chographie ne pouvait pas tre ralis en routine avant le stade 20 jours de

gestation. En effet, avant le 20me jour de gestation, le diamtre maximal de la

vsicule embryonnaire nexcde pas 2-3 mm, soit la limite de la rsolution des

chographes. Les collections liquides anchognes ne peuvent pas tre distingues

des images semblables observes lstrus. Vers le 22me jour, le diamtre de la

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vsicule embryonnaire est de 3-5 mm au niveau de lamnios et sa longueur de 1 cm

(tableau 6). La plus grande collection liquide se voit gnralement dabord dans la

partie libre enroule des cornes utrines. Cet endroit est celui o on voit

habituellement lembryon.

Lembryon est difficile distinguer avant le 25 me jour de gestation (5 mm de

long entre J21-24). On peut parfois confirmer labsence de gestation entre J20-23

quand le diagnostic de non gestation est bas sur la prsence dun petit corps jaune

(taille


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La vsicule amniotique est visible partir du 35 me jour, elle entoure lembryon

en formant un arc quelques millimtres de distance et apparat sur lcran

comme une ligne fortement chogne. Les premiers cotyldons (placentation

pithliochoriale cotyldonnaire) sont observs entre vers le 45me jour, les

mouvements du ftus sont dtects. Du moment o il devient visible et jusquau 50

jour de gestation, lembryon crot denviron 1mm/jour. Sa longueur tte-croupe atteint

alors 35 mm. A partir de du 40 me jour on voit le profil de lembryon, le cordon

ombilical. A ce stade se produit le passage de la forme rudimentaire de lembryon

la forme diffrencie caractristique du ftus. A cette priode, on remarque

galement les premiers centres dossification au niveau des vertbres, ctes, os du

bassin, du crne

En pratique, le diagnostic de gestation peut tre aisment ralis partir du

28me jour de gestation. La vsicule embryonnaire apparat anchogne, oblongue

ou circulaire, dont le plus grand diamtre vertical est de 20 mm. Cette image est

intra-utrine contours nets. Au stade J28, si lexamen est douteux, il est prudent de

le rpter au bout dune semaine. Il est parfois possible de diagnostiquer une

rsorption embryonnaire entre les 30me et 40me jours de gestation : la taille de la

vsicule embryonnaire est infrieure la moyenne dcrite ce stade. Au bout de

quelques jours, plusieurs petites vsicules apparaissent, comme si la vsicule mre

avait clat et finalement, elles disparaissent.

A partir du 35me jour, lexamen est plus facile et on visualise lembryon sous

forme dune petite tche claire dans une poche liquidienne. Le diamtre de la

cavit extra-embryonnaire est alors de 30 mm. La gemellit peut tre diagnostique

au stade J35. Au 50me jour, le diamtre de la vsicule embryonnaire est de 42 mm.

Lchographie trouve galement une application fondamentale chez les bovins

dans le diagnostic de mort embryonnaire et le suivi des vnements qui

prcdent et suivent la mort embryonnaire. Cette dtection est base sur

lobservation des battements cardiaques qui peuvent tre dtects partir du stade

J20.

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IV. APPLICATION DE LCHOGRAPHIE AU SUIVI OVARIEN AU COURS DU

CYCLE OESTRAL CHEZ LA VACHE

1. Introduction

Le dveloppement de lchographie a permis de nouvelles approches

diagnostiques dans les diffrents tats physiologiques et pathologiques de

lappareil gnital. Lchographie constitue lavance technologique la plus

dterminante dans les domaines de la recherche et de la reproduction

clinique chez les grands animaux, depuis lintroduction de la palpationtransrectale et des dosages radioimmunologiques des hormones

circulantes , Ginther, 1986. En effet, pendant longtemps, la palpation

transrectale a t la seule technique pour explorer les organes gnitaux des

grandes femelles domestiques. En particulier, le dveloppement de

lchographie a permis lexploration de la dynamique folliculaire dans les

annes 80.

Lchographie est exigeante sur le plan intellectuel et ncessite de bonnesconnaissances de physiologie et danatomie.

La valeur informative de lchographie est suprieure celle de la palpation

transrectale lexception des informations relatives la consistance et la

sensibilit des organes. Lapprciation des formations ovariennes par

palpation transrectale est dlicate car la confirmation des diagnostics

labattoir rvle environ 20% derreurs. Lapport de lchographie permet

damliorer linterprtation des organites ovariens aprs leur palpation et dedonner des informations complmentaires sur la taille et lchognicit des

organites ovariens.

Lenregistrement des images permet de garder la mmoire un jour J des

organites ovariens et de leur emplacement sur lovaire pour mieux analyser leur

volution. Ce suivi ovarien est intressant dans le cadre de la transplantation

embryonnaire pour valuer la rponse dune donneuse au traitement de

superovulation avant la collecte.

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Lchographie du tractus gnital pour un suivi ovarien ou pour la recherche

danomalies chez une vache infertile exige un examen mthodique pour explorer la

totalit du tractus gnital, col, corps et cornes utrines, oviductes et ovaires.

2. Rappels sur le cycle oestral et sur la dynamique des vagues folliculaires

2.1. Le cycle oestral (Figure 22)

La dure du cycle oestral est de 18 24 jours, en moyenne de 21 jours. Classiquement

le cycle est divis en 4 phases :

Le proestrus est la priode qui prcde loestrus et qui correspond la croissance

terminale des follicules. Elle dure 3 jours.

Loestrus dure 12 24 heures chez la vache. Il correspond la priodedacceptation du mle. Lovulation a lieu 12 15 heures aprs la fin des chaleurs.

Le mtoestrus dure 2 jours et correspond la mise en place du corps jaune partir

du follicule qui a ovul.

Le dioestrus dure 15 jours, cest la priode de maturation et de rgression du corps

jaune.

Ainsi, le cycle oestral comprend 2 phases, une phase folliculaire (proestrus et oestrus)

correspondant la fin de la croissance du follicule provulatoire jusqu lovulation et

une phase lutale (mtoestrus et dioestrus) qui dbute par la mise en place du corps

jaune et sachve avec sa rgression.

2.2. Les vagues folliculaires (Figure 22)

Les follicules se dveloppent par vague chez la vache. 2 ou 3 vagues de croissance

folliculaire sont observes au cours du cycle chez la vache. Le dveloppement de la

vague folliculaire dure 7-10 jours, comprenant diffrentes phases : recrutement,

slection, dominance et enfin atrsie ou ovulation. Pour les cycles 3 vagues, les

priodes de croissance folliculaire ont lieu de J3 J9, de J10 J16 et de J17 J21.

Ces vagues folliculaires peuvent tre mises en vidence par chographie,

lmergence dune vague, concomitante dune augmentation des concentrations de

FSH, correspondant la dtection dune cohorte de follicules de 4 6 mm de diamtre,

parmi lesquels un follicule sera slectionn (J2-3 de la vague) pour continuer son

dveloppement et devenir le follicule dominant J4-5 de la vague. Les follicules

subordonns satrsient pendant la phase de dominance correspondant des

concentrations faibles en FSH. Au mme moment, le follicule dominant continue

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crotre et son devenir, atrsie ou ovulation, est dtermin par la frquence des pulses

de LH. Une faible pulsatilit de LH, en phase lutale, entrane une perte de la

dominance. Cette perte de la dominance concide avec lmergence dune nouvelle

vague folliculaire qui est nouveau prcde par une augmentation transitoire de FSH.

2.3. Les organites ovariens

Les ovaires prsentent leur surface 2 types dorganites :

le corps jaune fait saillie la surface de l'ovaire, il a la forme dun bouchon de

champagne, prsentant le plus souvent un sillon caractristique la surface de

lovaire. Les corps jaunes matures (7me- 18me jour du cycle) prsentent un diamtre

de 2 3 cm. Le corps jaune hmorragique est prsent sur l'ovaire du 2me au 4me

jour aprs l'ovulation. Il est difficilement palpable car il est trs mou, petit et dprimen son centre. Le corps jaune en rgression est palpable du 17me au 21me

jour et prsente un diamtre de 1 cm en moyenne. Il diminue rapidement de

volume, devient ferme et sclreux (corps blanc).

les follicules sont des formations liquidiennes de 1.5 2.5 cm de diamtre la

surface de lovaire. En dbut dvolution, ils sont dpressibles paroi lisse, leur

paroi devient plus tendue prte se rompre avant lovulation.

Il faut souligner que lon peut observer des follicules dominants de 1 1.5 cm de

diamtre sur lovaire pendant le dioestrus ou en dbut de gestation.

3. Echographie des ovaires

3.1. Comment chographier les ovaires ?

La sonde chographique est place par voie transrectale au niveau de la bifurcation

des cornes utrines puis, elle est dvie dans son axe longitudinal, latralement

en direction de la branche montante de lilium. Les ovaires sont gnralement

visualiss dans cette direction. Cependant, les ovaires chez la vache sont

relativement mobiles et ne sont pas toujours visibles dans langle de la sonde. Dans

ce cas, la technique consiste tenir la sonde dans le creux de la main palper et

saisir lovaire par lextrmit des doigts. Lovaire sera alors plaqu contre la branche

montante de lilium et la sonde chographique sera dispose par-dessus. Une

dernire technique consiste saisir lovaire dans le creux de la main et

maintenir la sonde avec les doigts opposs au pouce. Elle prsentelinconvnient de dformer un peu les organites prsents la surface de lovaire.

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Il faut souligner que lchographie des ovaires ne se limite pas une coupe mais est

une vue dynamique des organites ovariens. Les diffrents organites, en

particulier les follicules pourront tre diffrencier en faisant varier langle dincidence

du train dondes mises par la sonde.

La frquence des ondes ultrasonores gnralement utilise est de 5MHz, son

pouvoir de rsolution permet de visualiser des organites ovariens partir de 4-5 mm

de diamtre. Lchographie permet de mesurer les organites ovariens soit par

comparaison avec lchelle ou par dplacement des calipers sur lcran.

Un examen chographique complet des ovaires dure en moyenne 2 5 minutes,

tandis que celui de lutrus dure 20 60 secondes (except le diagnostic du sexe).

3.2. Images chographiques des ovaires

Le stroma ovarien est un tissu dense qui est caractris par une chostructure

htrogne en raison de la prsence de petits follicules intraovariens ou de

vaisseaux sanguins apparaissant comme des tches noires de 2 4 mm de

diamtre. La zone mdullaire dpourvue de follicules en croissance apparat

globalement plus chogne que les structures environnantes. La prsence

dorganite, en particulier du corps jaune rend difficile lapprciation du stroma

ovarien car il envahit une grande partie de lovaire.

Les follicules sont des structures sphriques anchognes, apparaissant en

noir sur lcran, contour bien dlimit chogne (Figure 23). Leur taille varie de

quelques mm 2 cm en fonction de leur stade de dveloppement et du cycle

sexuel. On ne peut que rarement reconnatre la paroi du follicule de 1 2 mm

dpaisseur incluse dans le stroma ovarien chogne. Le pouvoir de rsolution

dune sonde de 5MHz permet de visualiser des follicules de taille suprieure 3-4

mm de diamtre, cet examen dpend cependant de la qualit de limage et de

lexprience de loprateur. Les follicules de diamtre suprieur 1 cm prsentent

souvent lchographie un renforcement de lcho dans leur rgion distale, qui

apparat sur lcran comme une plage blanche. Les follicules peuvent tre

confondus avec des vaisseaux sanguins, ces derniers prsentent gnralement une

forme moins rgulire. Le balayage de la structure en modifiant langle de la sonde

permet de reconnatre le follicule grce sa forme sphrique. La forme sphrique

du follicule est modifi lorsquil est compress par un autre follicule ou un corps

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jaune adjacent. La paroi du follicule est fine ce qui permet de les diffrencier des

kystes lutiniss ou des corps jaunes cavitaires.

Le corps jaune est une structure chogne granuleuse circonscrite,

apparaissant gris homogne lcran et moins rfringente que le stromaovarien (Figure 24). Leur forme est gnralement oblongue. Environ un tiers des

corps jaunes sont cavitaires et prsentent en leur centre une cavit remplie de

liquide, noire lcran ; lpaisseur de la paroi lutale mesure de 3 8 mm. A noter

que certains corps jaunes quasiment intraovariens et difficiles mettre en vidence

par palpation transrectale pourront tre visualiss par chographie.

Le corps blanc ou corps jaune cicatriciel apparat comme un point trs rfringent de

petite taille, infrieure 5 mm la surface de lovaire.

3.3. Comparaison de lvaluation des structures ovariennes par palpation

transrectale, par chotomographie et par les concentrations

plasmatiques de progestrone

Lvaluation des organites ovariens par palpation et par chographie dpendent

largement de la technicit de loprateur et de la qualit de lchographe.

Le tableau ci-dessous prsente la sensibilit, la spcificit et la valeur prdictive

positive de lchographie et de la palpation transrectale pour dtecter un corps jaune

mature sur 68 vaches (Ribadu et al., 1994, Veterinary Record 135 : 452-457).

sensibilit spcificit Valeur prdictive

positive

Palpation

transrectale

85 % 96 % 90 %

Echographie 95 % 100 % 100 %

La mme tude montre que la palpation transrectale permet de dtecter seulement

7 follicules sur 25 de taille suprieure 10 mm de diamtre alors que lchographie

permet didentifier 19 de ces 25 follicules caractriss aprs dissection. Une autre

tude montre des rsultats diffrents avec une sensibilit de 71 et 95 % pour la

dtection de follicules de taille suprieure 10 mm, respectivement par palpation et

par chographie.

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Il existe une bonne corrlation entre les concentrations plasmatiques de

progestrone et la mise en vidence par chographie. Cependant, en fin de cycle, la

diminution rapide des concentrations de progestrone est accompagne par une

diminution plus lente du diamtre du corps jaune.

En dfinitive, ces diffrentes tudes montrent que lchographie est plus sensible

que la palpation transrectale pour dtecter des organites ovariens

physiologiques.

3.4. Evolution des organites ovariens au cours du cycle oestral

Les follicules

Dans la pratique, il est difficile de dterminer la phase du cycle en fonction de

lexamen des follicules. En effet, comme nous lavons vu prcdemment, pendant

le cycle oestral et en dbut de gestation, il existe des vagues de croissance

folliculaire et il est frquent dobserver des follicules de 10 mm de diamtre. En effet,

le follicule provulatoire prsente un diamtre suprieur de 6% seulement

celui du diamtre des follicules dominants des diffrentes vagues folliculaires

observs au cours du dioestrus (15.4 0.3 contre 16.3 0.3 mm, Pierson et

Ginther, 1988, Theriogenology 29 : 21-37). Ainsi, il est difficile partir dun seul

examen des ovaires de dterminer le stade du cycle oestral et le devenir du plus

gros follicule vers lovulation ou latrsie.

Lchographie permet de caractriser le follicule provulatoire sans le saisir et sans

risquer de provoquer une ovulation prcoce ou dans la cavit pritonale comme

cest parfois le cas aprs palpation transrectale. Lchographie permettra de

dterminer le diamtre du follicule provulatoire qui mesure en moyenne 16.3 0.3

mm de diamtre (de 13 20 mm) (Pierson et Ginther, 1988, Theriogenology 29 :

21-37). Paroi folliculaire comprise, le follicule prt ovuler a un diamtre moyen de18 mm. Lovulation est difficile prvoir chez la vache contrairement la

jument. Souvent, lovulation ne peut tre mise en vidence que par la disparition du

follicule mature, exceptionnellement, on peut constater une diminution du diamtre

du follicule correspondant la contraction de la paroi folliculaire prcdant

lovulation. Aprs lovulation, le follicule contient une structure anchogne

correspondant la prsence du caillot sanguin.

La corrlation entre lvaluation par chographie et aprs dissection de la taille duplus gros follicule est de 0.98 (Quirk et al., 1986, Journal of Reproduction and

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Fertility77 : 211-219). Il existe une diffrence entre les 2 mesures correspondant

essentiellement lpaisseur de la paroi du follicule, en effet par chographie, on

mesure la cavit antrale du follicule.

La mesure du diamtre du follicule provulatoire, value par chotomographie,

en fonction du stade du cycle varie de la manire suivante (Quirk et al., 1986,

Journal of Reproduction and Fertility77 : 211-219) :

Aprs administration de PGF2alpha : J-3 : 2.3 1.3 cm

J-2 : 1.5 1.8 cm

J-1 : 0.8 0.8 cm

Et sur chaleurs naturelles : J-3 : 1.4 1.3 cm

J-2 : 2.1 0.8 cm

J-1 : 1.7 1.1 cm

Le corps jaune

Le corps jaune est visible pendant toute la dure de la phase lutale, en

gnral partir du 3me jour du cycle et jusqu lovulation suivante. Le corps

jaune nouvellement form est moins chogne par rapport au corps jaune mature, il

est gris centre noir et ne doit pas tre confondu avec un follicule. Il a une largeurmoyenne de 14 mm et une longueur de 18 21 mm (Pierson et Ginther, 1984,

Theriogenology 21 : 495-504). Le corps mature (J6-J16) est gris homogne,

circulaire, dun diamtre moyen de 2 3 cm. Un tiers des corps jaunes environ

prsentent en leur centre une zone anchogne correspondant une cavit

liquidienne. La taille de cette cavit diminue gnralement partir du 10 me jour du

cycle et se transforme en un corps fibreux dense.

Le corps jaune en rgression est en gnral visible 3 jours aprs lovulation .Chez des gnisses traites avec la PGF2, la taille du corps jaune diminue de 16.5

1.9 x 26.0 1.8 mm avant ladministration de PGF2 13.7 2.9 x 22.3 et 12.2

3.1 x 20.0 2.8 mm, respectivement 2 jours et 1 jour avant loestrus (Quirk et al.,

1986, Journal of Reproduction and Fertility 77 : 211-219). La rgression du

corps jaune est caractrise par une diminution de son chognicit associe

une diminution de taille.

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Cependant, les variations de l'chognicit du corps jaune au cours du cycle ont t

montr par analyse d'images et sont difficilement utilisables en pratique. En outre,

les caractristiques de taille ou dchognicit ne permettent pas de distinguer les

corps jaunes gestatifs des corps jaunes priodiques.

poly echographie

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