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Bases d'interprétationet artéfacts en Doppler

E. Attlan , O. Hélénon

Hôpital Necker

DIUE Tronc Commun, Octobre 2015

Généralités

• Examen en 2 temps

Echographie mode B rétude morphologique

Doppler pulsé r étude hémodynamique (mode duplex) Doppler couleur r étude morpho-hémodynamique (mode triplex) • Choix de la sonde d'écho-Doppler Situation anatomique du vaisseau et abord (fenêtre) sonde linéaire, courbe, phased-array

Profondeur du vaisseau fréquence adaptée

Généralités

Position et inclinaison

de la sonde d'écho Doppler adaptées : orientation du vaisseau (du flux circulant)

Effet Doppler

ΔF = 2V/c . Fo . Cos θ

ΔF : fréquence Doppler mesurée

V : vitesse circulatoire

c : vitesse de propagation des US dans les tissus (1540 cm/s)

Fo : fréquence d'émission de la sonde

Θ: angle Doppler

ΔF = 2V/c . Fo . Cos θ

1. ΔF proportionnel à Fo

2. c = 1540 cm/s

Fo (MHz) et ΔF (KHz) -------> fréquences audibles

3. Vitesses élevées (artères) B ΔF élevé B son aigu

Vitesses basses (veines) B ΔF bas B son grave

4. ΔF est fonction de θ θ = 90°B effet Doppler nul

θ = 0° B effet Doppler max

5. Le signe de ΔF permet de connaître le sens du fluxθ

Différents modes d'acquisition et de

représentation du signal Doppler • Doppler continu, pulsé, couleur, énergie, ... • Traitement du signal: sonore, fréquence moyenne, spectral, ...

Analyse spectrale

Représentation en tpsréel

de 3 paramètres du signal doppleraprès transformation : en abscisse : le temps en ordonnée : les fréquences (ou vitesses) la brillance de chaque point :fonction du nombre d'hématies (réflecteurs)

Spectre et profils d'écoulement

. stationnaire (veine) / pulsé (artère) . front plat (grosse a.) / parabolique (petite a.) . laminaire / turbulent (bifurcation, anastomose)

Résistances vasculaires

•Résistances périphériques (réseau artériolo-capillaire) inférieures à la pression diastolique •Territoire de basse résistance •Diastole permanente •Cerveau, rein, rate, effort

Résistances vasculaires

•Résistances périphériques supérieures à la pression diastolique •Territoire de haute résistance •Flux diastolique faible (ACE) voire inversé (AMI) •Muscle, mésentère à jeun

Analyse spectrale

Indice de résistance ou Indice de Pourcelot: IR •Cartographie : superpose une image en couleur représentant des vélocités locales sur une image en mode B représentant l'anatomie.Doppler couleur

Doppler couleur

•Convention (échelle de couleurs) -flux qui se dirige vers la sonde prend la couleur du haut -flux qui s'en éloigne prend la couleur du bas Doppler couleur•Informations qualitatives-Localisation et direction du flux -Sens du flux -Vitesse : teinte +/- claire -Turbulence : mosaïque

Doppler couleur•Avantages

-repérage rapide des vaisseaux ou des anomalies vasculaires (accélérations, turbulences, inversion de flux...) -améliore la définition de la lumière circulante (lésion hypoéchogène)

Doppler couleur

Morphologie de la plaque (surface)

Mauvais pronostic : plaque à centre hypo échogène (hémorragique?) ou à surface irrégulière

Doppler couleur

•Inconvénients -cadence image plus lente que mode B pour avoir une imagerie en temps réel, il faut une fenêtre couleur étroite -sensibilité inférieure au Doppler pulsé pour détecter les flux lents

Réglage des paramètres au

Doppler pulsé et couleur

1 - Angle de tir Doppler

2 - Taille de la porte Doppler (pulsé)

3 - Filtre passe haut (filtre de paroi)

4 - Gain Doppler

5 - PRF (aliasing)

Réglage des paramètres au

Doppler pulsé et couleur

•Influence de l'angle de tir Doppler-Plus l'angle de tir est proche de 0, meilleureest la qualité du spectre.

-Au-delà de 70° de correction angulaire (enpulsé), la mesure des vitesses circulatoires esterronée.

-L'image échographique est d'autant meilleureque le faisceau US est perpendiculaire à lasurface réfléchissante.

-Compromis : fenêtre Doppler pulsé (oucouleur) orientable par rapport au faisceau US.

Optimisation de l'angle Doppler pulsé

Optimisation de l 'angle Doppler

couleur

Correction angulaire

Correction

angulaire

Θ = 52°

Réglage des paramètres au

Doppler pulsé et couleur

•Influence de la taille de la porte Doppler -Porte correctement positionnée couvrant la totalité du vaisseau : surbrillance dans les hautes et moyennes fréquences -Porte étroite centrée dans le vaisseau : fenêtre sombre en systole accentuée -Porte étroite excentrée : spectre ramassé sur la ligne de base avec disparition de la fenêtre sombre.

Optimisation de la taille de la porte

Doppler pulsé

Influence du filtre passe haut

Influence du gain Doppler

•Repérage en

échographie du vaisseau

à étudier Positionnement

de la porte doppler •Prise en compte des

échos qui reviennent

après un délai, fonction de la profondeur du vaisseau •L'intervalle de temps qui sépare deux échos est le temps de récurrence La PRF

La PRF

- La fréquence avec laquelle est activée le cristal de la sonde est la fréquence de récurrence ou PRF - La PRF doit être faible pour permettre le retour des

échos les plus tardifs (vaisseau profond)

- Si la PRF est trop faible, la quantité d 'informations est insuffisante pour restituer une courbe Doppler (Shannon)

B ambiguïté en fréquence ou aliasing

B la fréquence Doppler maximale détectable est PRF / 2 (Nyquist) - Si la PRF est trop élevée, les échos les plus tardifs sont recueillis après l 'émission US suivante

B ambiguïté spatiale

PRF - PRF et profondeur d 'exploration sont inversement proportionnelles. - Pour détecter des vitesses élevées, il faut travailler à haute PRF (et inversement). Aliasing•ΔF dépasse PRF /2 B repliement du spectre pour les vitesses les plus élevées.

B Solutions

- déplacer la ligne 0 - utiliser une F0 plus basse - augmenter l 'angle - augmenter la PRF (ou l 'échelle des vitesses) HPRF : impulsions additionnelles- passer en Doppler continu

Aliasing•Solutions

-augmenter la PRF (ou l 'échelle des vitesses) HPRF : impulsions additionnelles -déplacer la ligne 0

Aliasing

•Solutions -augmenter la PRF (ou l 'échelle des vitesses) B HPRF

Ambiguïté spatiale

Nicolas Grenier DIUE 2007

Analyse spectrale

Informations Qualitatives

Présence d'un flux

élimine l'occlusion

(régler le gain)

Sens du flux

ligne du zéro

θ faible : tracé sans ambiguïté

θ fort : ambiguïté de sens

(ajuster l'angle)

Analyse spectrale

Informations Qualitatives

Identification du flux

Artériel / Veineux

Laminaire / Turbulent

. Limite supérieure du spectre . Répartition des brillances . Fréquences négatives

Analyse spectrale

Informations Quantitatives

- Vitesse Maximale

Systolique (VMS)

erreur relative sur la mesure s avec θ négligeable θ < 20° non acceptable θ >70° - Indices : IR, IP ... - Débit

Analyse spectrale

Courtesy Nicolas Grenier

Doppler Energie

•Avantages -bon remplissage endoluminal -plus faible dépendance à l'angle incident -grande sensibilité pour les flux lents -meilleure anatomie des petits vaisseaux parenchymateux •Inconvénients -pas d'information sur le sens d'écoulement (+/-) -pas d'information sur les vitesses -sensible aux artéfacts de mouvements

Doppler Energie

•Bonne sensibilité à angle Doppler élevé

Séméiologie Doppler élémentaire

•Evaluation morpho-hémodynamique des rétrécissements anatomiques •Couplage écho-Doppler

Balayage continu du vaisseau au Doppler

Repérage de la zone pour effectuer les mesures

Fiabilité et reproductibilité /Doppler continu

Modes duplex, triplex

Séméiologie Doppler élémentaire

Evaluation morphologique

Intérêt couplage écho-Doppler couleur

Planimétrie

•contours bien visibles •fin chenal circulant •plaque calcifiée antérieure

Evaluation hémodynamique

•Indispensable au diagnostic de " sténose » (hémodynamiquement significative) Critères: VMS, dispersion spectrale, flux d'aval,... •Classe les sténoses anatomiques -sans retentissement hémodynamique  50% de réduction du calibre (rapport de diamètre) - avec retentissement hémodynamique •local (entre 50% et 75% de réduction du calibre) •à distance ( >75 % de réduction du calibre)Séméiologie Doppler élémentaire

Sténose artérielle

•Signes directs -au niveau et immédiatement en aval •Signes indirects -en amont et en aval

Sténose artérielle / signes directs

Turbulences

. perte du caractère laminaire . tourbillons (vitesses négatives)

B dispersion spectrale

Accélération des

vitesses systoliques

Sténose artérielle / signes indirects

En amont de la sténose

q de la vitesse diastolique (en l 'absence de collatéralité) s IR

Courtesy Nicolas Grenier

Sténose artérielle / signes indirects

En aval de la sténose

Amortissement du flux

qvitesse systolique stemps de montée systolique

Courtesy Nicolas Grenier

Sténose artérielle

Signes directs au DC

aliasing localisé flux rétrogrades artéfact péri vasculaire

Accélérations

Flux rétrogrades

(turbulences )

Courtesy Nicolas Grenier

Sténose artérielleSignes directs au DC

aliasing localisé flux rétrogrades artéfact péri vasculaire •PRF 1.5kHz •PRF 3.5kHz

Quantification des sténoses

1.Vitesses systoliques maximales

2.Dispersion spectrale

3.Retentissement d'aval

4.Evaluation morphologique (gros vx

superficiels)

Quantification des sténoses

Accélération du pic systolique

Quantification des sténoses

Degré d'altération spectrale (selon Ph.Arbeille)

Quantification des sténoses

Evaluation morphologique

NASCET

Courtesy Nicolas Grenier

Quantification

des sténosesEstimation morphologique % de réduction de diamètre % de réduction de surface réduction 50 % en diamètre E sténose 75 % en surfaceECST

Occlusion artérielle

Signes d 'amont

Échos endoluminaux

Pulsatilité axiale

Pathologie artérielle

•Perte du parallélisme des bords B anévrysme •Echos intraluminaux B flap B dissection

Doppler Veineux

Signal veineux

-unidirectionnel -modulation respiratoire (dépression expiratoire) -modulation cardiaque (à proximité VCI)

Thrombose veineuse

Signe direct : le thrombus

. matériel endoluminal . . . . .

échogène

. complet /incomplet (DC) . . caractère " libre »

Thrombose veineuse Signes indirects

. incompressibilité +++ partielle /totale . augmentation permanente du calibre . parésie des valvules . circulation collatérale

Artéfacts

Signaux générés par des structures immobiles

Artéfacts de scintillement

Artéfacts

Signaux générés par des structures immobiles

Artéfacts de scintillement

Courtesy Nicolas Grenier

Artéfacts

Signaux générés par des structures immobiles

Artéfacts de bruit sur un corps étranger

Courtesy Nicolas Grenier

Artéfacts

Signaux générés par des liquides en mouvement

Courtesy Nicolas Grenier

Artéfacts

Signaux couleur qui se superposent à des

structures fixes Artefact péri vasculaire: sténose, fistule A.V.

Artéfacts

Artéfacts en miroir

Courtesy Nicolas Grenier

Artéfacts

Artéfacts en miroir

CONCLUSION

Echo Doppler vasculaire en 2 temps

étude morphologique indispensable

Importances des

réglages des paramètres Dopplerquotesdbs_dbs9.pdfusesText_15

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