[PDF] BASES TECHNIQUES ET PRATIQUES DU DOPPLER

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BASES TECHNIQUES ET

PRATIQUES DU DOPPLER

F

Tassement

des ondes

Dr Marchal

Fr = Fo F = 0

Fr < Fo F < 0

E R

Fr > Fo F > 0

R E E R cible fixe

RELATION FREQUENCE-VITESSE

F = 2V/c . Fo

F : fréquence Doppler mesurée

V : vitesse circulatoire

c : vitesse de propagation des US dans les tissus (1540 m/s) F se situe dans la gamme des fréquences audibles V v = V.cos90°= 0 = 90° V v v = V cos < 90°

RELATION FREQUENCE-VITESSE

* Tir désaxé par rapport au vaisseau

F = 2V/c . Fo . cos

F : fréquence Doppler mesurée

V : vitesse circulatoire

c : vitesse de propagation des US dans les tissus (1540 m/s) : angle Doppler ACI avec angle doppler proche de 90°ACI avec angle doppler proche de 60° Obtenir un bon signal impose une (si possible <60°): -par inclinaison manuelle de la sonde -par inclinaison électronique -par les deux

Conversion fréquence -vitesse

Conversion fréquence -vitesse

Toute mesure de vitesse ou de débit impose :

-une (si possible < 40°) -en plaçant le caliper angle sous-optimal angle presque optimal angle optimal

38°

Le Doppler continu

Le Doppler pulsé

Le Doppler couleur :

mode fréquentiel mode énergie ou puissance

DOPPLER CONTINU

DOPPLER CONTINU

Fo Fr F

DOPPLER CONTINU

Avantages :

simple pas cher très sensible aucune limitation de quantification de fréquences

Inconvénients:

pas de focalisation en profondeur

DOPPLER PULSE

DOPPLER PULSE

P Fo Fr F d pl

DOPPLER PULSE

Mode duplex

Mode triplex

DOPPLER PULSE

Avantages :

Inconvénients:

ambiguïté fréquentielle: limitation de quantification de fréquences élevées ambiguïté spatiale

DOPPLER COULEUR

-correlation: -sommation des échantillonnages : 8 à 16 fois

DOPPLER COULEUR

-corrélation

émissionréception

Décalage de phase

DOPPLER COULEUR

Au sein de chaque voxel couleur : on extrait une valeur de fréquence moyenneet de sa variance

DOPPLER COULEUR

DOPPLER PULSE : rôle de la PRF

PRF et sensibilité au flux:

une PRF élevée ne permet pas de détecter les flux lents; pour détecter les flux lents, la PRF doit être basse PRF et quantification des fréquences élevées: pour quantifier les fréquences élevées, la PRF doit être élevée (au moins le double de la fréquence Doppler)

AMBIGUITE FREQUENTIELLE

AMBIGUITE FREQUENTIELLE

Théorème de Shannon:

"pour échantillonner sans ambiguïté un signal fréquentiel, la au double de celle du signal»

PRF = 2 . F

Fréquence de Nyquist:

"fréquence maximale échantillonnable, ie la moitié de la

PRF»

Effet de la PRF

Effet de la PRF

Solutions:

diminuer la profondeur de la fenêtre couleur diminuer Fo passer en Doppler continu

Effet de la profondeur sur la PRF

Plus on augmente la profondeur de la

fenêtre couleur, plus la PRF maximale diminue 72
72
63
63
51
51

AMBIGUITE SPATIALE

E1E2 Tirs Echos 123
vaisseaux réel A P vaisseaux "fantôme" A' Image hors champ» arrive à la sonde après le 2ièmetir

AMBIGUITE SPATIALE

Le signal obtenu dans le volume proximal correspond au signal du volume distal

AMBIGUITE SPATIALE

Signal rouge

artefactuel car champ proximal avec PRF

élevée

Correspond en fait au

signal de la VCI qui disparaît en élevant la PRF

ANALYSE DU SIGNAL DOPPLER

TRACE ANALOGIQUE

-Informe sur le type de modulation systolo-diastolique -Ne permet pas de caractériser les anomalies

LE SPECTRE DE FREQUENCES

Fréquence (Hz)Amplitude

Domaine fréquentiel

Temps volts

Domaine temporel

transformation de Fourier

Temps (sec)

Fréquence (Hz)

Energie

LE SPECTRE DE FREQUENCES

LE SPECTRE DE FREQUENCES

MODULATION FREQUENTIELLE

DU FLUX : NOTIONS DE PROFIL

Flux laminaireFlux plateauSténose

Flux laminaireFlux plateau

Flux laminaireFlux plateau

Sténoses artérielles

Accélération et dispersion du profil en regard du rétrécissement

Shunts artério-veineux

turbulent dans trois circonstances :

Réduction du diamètre

sténose

Augmentation des vitesses circulatoires

shunts artério-veineux

Diminution de la viscosité sanguine

hématocrite bas (exceptionnel) (Nombre de Reynolds) La Variance: dispersion des vitesses autour de la moyenne

VITESSE

REGIME

LAMINAIRE

REGIME

TURBULENT

MAX

MOYENNE

MIN

C. MARCHAL

Vers la

sonde de la sonde

Variance

C. MARCHAL

La Variance: dispersion des vitesses autour de la moyenne

En DC: non visible, en dehors des flux

rétrogrades

Encodage de

la variance

MODULATION TEMPORELLE DU

FLUX : NOTIONS DE RESISTANCES

VASCULAIRES

RESISTANCES VASCULAIRES

RESISTANCES VASCULAIRES

Artère brachialeArtère carotide externeArtère carotide interne

RESISTANCES VASCULAIRES

Artère brachiale

Artère carotide interne

Artère brachiale : contraction-relaxation

RESISTANCES VASCULAIRES

systole diastole

RESISTANCES VASCULAIRES

systole diastole AFC AFC AVF

RESISTANCES VASCULAIRES

S D M S DM

RI = S D / SPI = S D / M

D M S

RESISTANCES VASCULAIRES

RI et PI dépendent:

des résistances vasculaires périphériques de la compliance des parois vasculaires de la surface de section du lit vasculaire

DOPPLER ENERGIE

DOPPLER ENERGIE

Taylor, Burns, Wells

DOPPLER ENERGIE

Bonne sensibilité à angle Doppler élevé

DOPPLER ENERGIE

Rubin, Radiology 94

DOPPLER ENERGIE

DOPPLER ENERGIE

Avantages :

bon remplissage endo-luminal par le signal moins angle-dépendant meilleure anatomie des petits vaisseaux parenchymateux

Inconvénients :

imagerie morphologique : artefacts : sensible aux artefacts de mouvement

DOPPLER ENERGIE: Artefacts

Cardinal, Radiology 96

DOPPLER ENERGIE: Artefacts

Hémangiome du foie

Eponge

DEBIMETRIE

Méthodes:

insonation uniforme

DEBIMETRIE

Insonation uniforme

DEBIMETRIE

Vitesses

DEBIMETRIE

Méthode CVI, Philips

DEBIMETRIE

Méthode CVI, Philips

REGLAGE DES PARAMETRES

TECHNIQUES

OPTIMISATION DE LA PRF

PRF trop élevéePRF trop basse

EFFET DU GAIN DOPPLER

EFFET DU FILTRE PASSE-HAUT

BASES DU DOPPLER : SEMEILOGIE

STENOSE ARTERIELLE

STENOSE ARTERIELLE

STENOSE ARTERIELLE

STENOSE ARTERIELLE

accélération flux rétrograde (turbulences)

Signes directs en DC:

aliasing localisé flux rétrogrades artéfact péri-vasculaire

STENOSE ARTERIELLE

Artefact péri-vasculaire

STENOSE ARTERIELLE

Aliasing localisé

angle Doppler inchangé

QUANTIFICATION DES STENOSES

Estimation morphologique

surfacediamètre % Sténose = (1-[St/N]) x 100%

QUANTIFICATION DES STENOSES

% de réduction de diamètre% de réduction de surface

Estimation morphologique

QUANTIFICATION DES STENOSES

Arbeille

QUANTIFICATION DES STENOSES

Rapports de vitesses systoliques maximales ou de

rapport/segment normal

QUANTIFICATION DES STENOSES

Relation % sténose vs

vitesse et débit

Pièges

angle Doppler trop grand

Pièges

veines perméables

SIGNES INDIRECTS

P P P

Obstacle avec collatéralité modérée :

Obstacle avec collatéralité développée : bonne suppléance

Obstacle avec collatéralité faible :

insuffisance artérielle sévère une diminution des résistances vasculairesliée à la vasodilatation un lié à pouls (ou onde de pression systolique) systolique :

Soit la

Mesure angle-dépendante donc

sujette à erreurs +++

Soit le

Plus robuste car angle-

indépendant accélération (m/sec2)

Sténose > 75%

résistance additionnelle : ACP

LES SHUNTS ARTERIO-VEINEUX

Shunts microscopiques:

-Malformations vasculaires à nidus -Tumeurs malignes

Shunts microscopiques:

fistules AV (congénitales ou acquises)

SHUNTS ARTERIO-VEINEUX

SHUNTS ARTERIO-VEINEUX

Signes artériels:

Diminution des résistances

Signes veineux:

Accélération des vitesses circulatoires

Perte de la modulation respiratoire

Modulation artérielle

SHUNTS ARTERIO-VEINEUX

SHUNTS ARTERIO-VEINEUX

Artère afférenteVeine efférente

LE VOL VASCULAIRE

Vol Sous-Clavier

sous-clavière G

Vol Sous-Clavier

Vol intermittentVol permanent

systole diastole

VOL VASCULAIRE : insuffisance aortique

CCA SCA

Anévrysmes et pseudo-anévrysmes

Flux en "aller-retour» au niveau du

collet étroit

BASES DU DOPPLER :

PIEGES ET ARTEFACTS

Pièges et artefacts

Changements de couleur dans un vaisseau

Flux extra-vasculaires

"Bruits»

Changement de couleur dans un vaisseau

Sinuosités et bifurcations

Changement de couleur dans un vaisseau

vaisseau rectilignevu avec une sonde sectorielle :les changements de couleur traduisent des changements

Foley, 91

Changement de couleur dans un vaisseau

vaisseau rectilignevu avec une sonde linéaire:les changements de couleur traduisent des changements de direction des lignes de flux

Séparation des lignes de flux

Flux hélicoïdal

Flux hélicoïdal

Angle Doppler trop grand

BR

Flux extra-vasculaire : Lobes latéraux

Flux extra-vasculaires : Artefact en miroir

B A AB vaisseau réel vaisseau fantôme

Flux extra-vasculaires

Liquides en mouvement

ascite hydrocèle jets urétéraux

Pièges et artefacts : "bruits»

Artefact péri-vasculaire

Bruits de paroi : filtrage

Filtre 50 HzFiltre 200 Hz

Artefact de scintillement

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