Ecografie

Cu ultrasunete este o tehnica de imagistica folosind ultrasunete . Este utilizat în mod obișnuit în medicina umană și veterinară , dar poate fi utilizat și în cercetare și industrie .

Terminologie

Cuvântul „ultrasunete” provine de la nimfa Echo din mitologia greacă care a personificat acest fenomen și de la o rădăcină greacă Graphô (a scrie). Prin urmare, este definit ca fiind „scris prin ecou”. Termenul „ultrasunete” desemnează atât actul medical, cât și imaginea care rezultă din acesta, prescurtată la feminin prin „un ecou”.

Dispozitivul pentru ultrasunete este un „ultrasunet”. Dispozitivele moderne au toate o funcție Doppler . Acesta este motivul pentru care vorbim de „ ultrasunete Doppler ” (prescurtat ca „ ultrasunete Doppler ”).

Medicul, manipulatorul în electroradiologie medicală sau moașa care efectuează o ecografie este un „sonograf”.

Istorie

Ecografia modernă este rezultatul a peste 200 de ani de cercetări științifice multidisciplinare, reunind fizicieni , matematicieni , biologi , medici , ingineri electronici și informaticieni . Într-adevăr, în 1828, Jean-Daniel Colladon , un fizician elvețian, a reușit să determine viteza de propagare a sunetului în apă. Această descoperire este esențială în dezvoltarea mai multor instrumente bazate pe emisia și recepția undelor sonore. În 1838, un cercetător de la Universitatea din Virginia din Statele Unite , a încercat să cartografieze fundul mării folosind un instrument bazat pe această metodă. Încercarea sa nu a avut succes, dar ideea sa i-a inspirat pe inventatorii sonarului din perioada interbelică , care aveau atunci mijloace tehnologice mai avansate.

Sonar (acronim derivat din limba engleză „ de navigare de sunet și variind “ ) este o tehnică dezvoltată pentru a detecta și a localiza obiecte subacvatice. Un sonar emite un impuls sonor și primește ecoul care este produs atunci când acel impuls lovește un obiect. Timpul scurs între emisia impulsului sonor și recepția ecoului este măsurat și, cunoscând viteza de propagare a sunetului în apă, este posibil să se determine distanța dintre emițător și obiect. Ecografia modernă se bazează pe aceleași principii fizice ca și sonarul.

Cercetările asupra unui astfel de sistem sunt catalizate, în special de scufundarea Titanicului , de necesitatea cartografierii fundului mării pentru desfășurarea liniilor telegrafice și de dorința de a detecta submarinele inamice în timpul primului și al doilea război mondial . De asemenea, producătorii joacă un rol important în îmbunătățirea preciziei dispozitivelor. Într-adevăr, producătorii sunt interesați de această tehnologie pentru a detecta defectele de fabricație ale caroseriei mașinilor și ale corpurilor de bărci . Cercetarea lor face posibilă creșterea frecvenței de emisie a impulsurilor sonore și măsurarea timpului mai precis între emisia undei și recepția ecoului.

Primele experimente din domeniul medical datează de la sfârșitul anilor 1930 , când Karl Dussik, neurolog, și fratele său Friedrich Dussik, fizician, au încercat să folosească ultrasunetele pentru a diagnostica tumorile cerebrale , dar fără succes. În ceea ce privește utilizarea ultrasunetelor în domeniul medical, în anii 1950 au avut loc progrese majore . Britanicul John Wild a devenit interesat de utilizarea ultrasunetelor pentru a detecta tumorile și calculii și a publicat prima imagine cu ultrasunete bidimensională în 1952. În Denver , Douglas Howry a dezvoltat un sistem, scanerul Pan , care necesita imersiunea zonei de studiu. Între timp, la Universitatea din Glasgow, în Scoția , obstetricianul Ian Donald modifică un aparat de ultrasunete industrial conceput pentru a detecta defecțiunile în corpurile de bărci. În 1958, a publicat un articol seminal în domeniul ecografiei medicale în ginecologie , conținând primele imagini cu ultrasunete bidimensionale ale unui făt . De la progresele majore din anii 1950, utilizarea ultrasunetelor în domeniul medical a crescut considerabil, în special datorită progreselor tehnologice care au făcut posibilă reducerea dimensiunii și costului aparatelor cu ultrasunete, îmbunătățind în același timp precizia acestora.

Echipament

Aparatul cu ultrasunete este format din următoarele componente:

o sondă, care permite emisia și recepția ultrasunetelor ;
un sistem computerizat, transformând întârzierea dintre emisie și recepția ultrasunetelor într-o imagine;
o consolă de control, care permite introducerea datelor pacientului și a diferitelor setări;
un sistem de afișare: monitorul;
un sistem de înregistrare a datelor, fie analogic (casetă video, tipărit), fie digital (format DICOM ).

Totul este aranjat pe un cărucior mobil, permițând examinarea să se efectueze la patul pacientului.

Nevoile sunt diferite în funcție de organul studiat. Cea mai solicitantă este inima , mobilă în esență, care necesită o bună definiție a imaginii spațiale, dar și temporale.

Sonda

Primele studii cu ultrasunete nu au fost aplicate medicinii, ci au vizat să permită detectarea submarinelor în timpul primului război mondial . În 1951, doi britanici, JJ Wild (doctor) și J. Reid (electronică), au prezentat comunității medicale un nou dispozitiv: aparatul cu ultrasunete. El a fost destinat cercetării tumorilor cerebrale, dar va face o carieră în obstetrică . Utilizarea în obstetrică datează de la începutul anilor 1970 cu dispozitive pentru măsurarea perimetrului cranian și preluarea sunetelor din inima fetală (vezi efectul Doppler ).

Elementul de bază al ultrasunetelor este de obicei o ceramică piezoelectrică ( PZT ), situată în sondă, care, supusă impulsurilor electrice, vibrează generând ultrasunete . Ecourile sunt preluate de aceeași ceramică, care acționează apoi ca un receptor: aceasta se numește traductor cu ultrasunete. Un aparat cu ultrasunete este echipat cu o sondă cu ultrasunete, numită bară cu ultrasunete, prevăzută inițial cu 64, 96 sau chiar 128 de traductoare cu ultrasunete în linie. Sondele aparatelor ultrasunete moderne au astăzi până la 960 de elemente. În ecografia cardiacă, numărul de elemente este adus la 3.000 de elemente. Transmisia se face succesiv pe fiecare traductor.

Ecografiile sunt trimise într-un perimetru delimitat (adesea trapezoidal), iar ecourile înregistrate sunt semnături ale obstacolelor pe care le-au întâmpinat. Ecogenicitatea este adecvat mai mare sau mai mică a unui țesut la backscatter ultrasunete.

Frecvența ultrasunetelor poate fi modulată: creșterea frecvenței face posibilă obținerea unui semnal mai precis (și, prin urmare, o imagine mai fină), dar ultrasunetele sunt apoi amortizate rapid în organismul examinat și nu mai permit examinarea structurilor profunde . În practică, sonograful are la dispoziție mai multe sonde cu frecvențe diferite:

1,5 până la 4,5 MHz în utilizare curentă pentru sectorul profund (abdomen și pelvis), cu o definiție a ordinii câtorva milimetri;
5 MHz pentru structurile intermediare (inima copilului de exemplu), cu o rezoluție mai mică de un milimetru;
7 MHz pentru explorarea structurilor mici destul de apropiate de piele (artere sau vene) cu o rezoluție aproape de o zecime de milimetru;
de la 10 la 18 MHz mai mult, de exemplu pentru studiul, în cercetare, a animalelor mici, dar și, în domeniul medical, pentru imagistica de suprafață (vizând structuri apropiate de piele);
până la 50 MHz pentru dispozitivele de biomicroscopie a ochilor .

Această rezoluție depinde și de forma structurii examinate: este mult mai bună dacă este perpendiculară pe fasciculul de ultrasunete decât dacă este paralelă cu aceasta din urmă.

Frecvența de recepție a semnalului afectează și calitatea imaginii: în modul fundamental , traductorul detectează semnale cu aceeași frecvență ca și cea a transmisiei. În modul armonic , detectează semnale cu o frecvență dublă (a doua armonică) a celei de emisie. Avantajul acestui ultim sistem este că detectează în esență doar ecourile care revin în aceeași direcție cu emisia, eliminând astfel ecourile împrăștiate și făcând semnalul mult mai puțin zgomotos. Detectarea neliniară are un răspuns special, nu reacționează la primii câțiva centimetri după sondă, ceea ce face posibilă facilitarea imaginii la un pacient supraponderal (al cărui strat de grăsime sub piele face dificilă trecerea ultrasunetelor).

Înghețul

Din motive mecanice, se consideră că contactul dintre sondă și burtă nu poate fi perfect și că, prin urmare, există un strat subțire de aer între ele.

Cele impedanțele acustice ale aerului și ale pielii (țesut biologic), măsurată în Pa ⋅s / m, sunt , respectiv egală cu:

(la 20 ° C ) $Z_ {a} = \ rho _ {a} \ cdot c_ {a} = 1.204 \ ori 343,4 = 413,5$

(la 37 ° C ) $Z_ {p} = \ rho _ {p} \ cdot c_ {p} = 1047 \ times 1570 = 164,4 \ cdot 10 ^ {4}$

Acestea permit calcularea valorii coeficientului de transmisie T al interfeței aer-piele:

T = 4 \ cdot {\ frac {Z_ {a} \ cdot Z_ {p}} {(Z_ {a} + Z_ {p}) ^ {2}}} \ simeq 10 ^ {- 3}

Această valoare este foarte mică și, prin urmare, generează o atenuare semnificativă a semnalului dintre emisie și recepția ultrasunetelor de către sondă. Pentru a remedia această problemă, sonograful aplică un gel, a cărui impedanță acustică este apropiată de cea a pielii, pentru a obține o atenuare mai mică.

Procesare a semnalului

Electronica aparatului cu ultrasunete este responsabilă de amplificarea și procesarea acestor semnale pentru a le converti într- un semnal video . Imaginea este realizată în nivele de gri în funcție de intensitatea ecoului de întoarcere.

Diferite țesuturi din corp pot apărea în moduri diferite:

lichide simple , în care nu există particule suspendate, lasă sunetul să treacă prin ele. Fără ecou (structuri anecoice), acestea apar negre pe ecran;
lichidele cu particule precum sângele, mucusul, trimit înapoi ecouri mici. Prin urmare, vor apărea în nuanțe de gri, mai mult sau mai puțin omogene;
structurile solide , precum osul, reflectă mai bine ecourile. Prin urmare, vom vedea o formă albă (hiperecogenă) cu o umbră în spate (con de umbră). O excepție, totuși: pe bolta craniană a nou-născutului, fontanelul foarte fin , perpendicular pe ecouri, le permite să treacă și chiar constituie o adevărată „fereastră” pentru observarea creierului subiacent (până când oasele se unesc spre ecouri) 2 ani). În 2017, o echipă franco-elvețiană a arătat că o mică sondă cu ultrasunete cântărind 40 de grame și dimensiunea unui domino, poziționată pe fontanelele a șase bebeluși sănătoși printr-un cadru flexibil din silicon și capabilă de înregistrare video EEG și imagistică cu ultrasunete continuă a fost de aproximativ 50 de multe ori mai sensibil la măsurarea fluxului sanguin decât ecografia convențională, permițând monitorizarea neinvazivă a unei părți a sistemului microvascular cerebral al nou-născutului.
Acest nou instrument de ultrasunete funcțional, ca un aparat EEG, distinge cele două faze ale somnului bebelușului. Combinată cu EEG, această sondă a detectat convulsii la doi sugari al căror cortex crescuse anormal, arătând chiar locația din creier de unde au început convulsiile (în urma valurilor de flux sanguin crescut care apar apoi). Această sondă poate monitoriza în prezent doar zona de sub fontanel, dar beneficiază de o rezoluție spațio-temporală ridicată (200 µm pentru ultrasunete și 1 ms pentru EEG). Și dacă progresul tehnicii continuă să avanseze în acest fel, este posibil ca în curând să poată detecta activitatea anormală a creierului ; de exemplu în caz de sepsis precoce, infecție a circulației sanguine (cauza leziunilor cerebrale ). Această tehnică a interesat, de asemenea, monitorizarea studiilor clinice la copil sau neuroștiințe (de exemplu, pentru studiul autismului otrăvirii cu plumb din copilărie ... Deoarece imagistica prin rezonanță magnetică nu a fost potrivită pentru copii, inclusiv în caz de urgență medicală, această tehnică ar putea oferi o mai bună înțelegere a dezvoltării creierului în primele etape ale vieții.
țesuturile moi sunt mai mult sau mai puțin ecogene: placenta este mai albă decât uterul, care este mai alb decât ovarele;
gazul și aerul sunt ca osul, foarte albe.

Setările diferite

Puterea transmisiei este reglabilă, dar are un efect redus asupra calității imaginii. Teoretic, trebuie utilizată puterea minimă acceptabilă pentru a evita supraîncălzirea țesuturilor examinate. În practica actuală, acest risc este neglijabil.
Frecvența de transmisie poate fi modificată în conformitate cu specificațiile sondei.
Câștigul la recepție poate fi mărit sau scăzut în general sau într-o manieră variabilă, în funcție de adâncimea zonei explorate ( TGC pentru compensarea câștigului de timp ).
Pot fi setate diferite filtre: compresie etc.
Imaginea poate fi înclinată în modul fundamental în al doilea mod armonic (prescurtat ca mod armonic ) pentru a obține o definiție mai bună.
Fascicul cu ultrasunete poate fi focalizat (lentilă acustică cu întârziere a emisiei controlată electronic) la o adâncime mai mare sau mai mică (are un efect redus asupra calității imaginii).
Zona de interes a organului explorat poate fi mărită sau, dimpotrivă, îngustată. În acest din urmă caz, imaginea are o definiție mai bună.
Rata de achiziție (în engleză : spleen frame ) poate fi ajustată. Acest parametru nu este foarte important în cazul organelor fixe, dar trebuie crescut semnificativ pentru a studia mobilitatea unei structuri ( inimă ).

Consola de control are o tastatură pentru introducerea identificatorilor și comentariilor pacientului. Oferă acces la diferite moduri cu ultrasunete și Doppler, precum și procesare și stocare a imaginilor. De asemenea, permite efectuarea de măsurători (distanță, suprafață etc.) și diverse calcule.

Vizualizarea imaginilor

Se face printr-un ecran.

Sunt disponibile diferite moduri:

cel mai comun este modul BD (pentru „bidimensional”): este o reprezentare transversală a organului studiat, planul acestuia din urmă fiind determinat de poziția dată de examinator sondei;
modul TM (pentru mișcare de timp în engleză, în franceză „time-movement”) reprezintă evoluția unei linii de tragere (ordonată) în funcție de timp (abscisă). Acest mod face posibilă evaluarea precisă a structurilor mobile (ventriculul stâng pentru inimă, de exemplu) și evaluarea dimensiunii acestora. Acesta din urmă depinde însă îndeaproape de alegerea liniei de tragere și, prin urmare, rămâne foarte dependent de examinator.

Aceste imagini în tonuri de gri pot fi asociate cu datele Doppler color.

Teoretic, datele de stocat corespund filmului cu durata examinării (de la câteva minute la mai mult de o jumătate de oră) care încă pune probleme cu privire la dimensiunea memoriei necesare. În practică, sunt păstrate doar imaginile statice sau buclele scurte de imagine. Formatul este adesea proprietar (cu un instrument de conversie DICOM ) sau realizat în mod nativ în DICOM. Acest format, utilizat pe scară largă în domeniul imagisticii medicale , face posibilă păstrarea în același document a identificatorului pacientului, a imaginii și a caracteristicilor de achiziție a acestuia din urmă. Pe unele aparate cu ultrasunete, este posibil să salvați imaginile în format JPEG cu o pierdere imperceptibilă de calitate.

Într-un mod simplu, imaginea selectată este tipărită și atașată la raport. În acest caz, are doar un rol ilustrativ, calitatea reproducerii nepermițând în niciun caz reevaluarea, de exemplu, a unui diagnostic.

Imaginea poate fi, de asemenea, stocată în mod analog pe o casetă video, rezultând o degradare semnificativă a definiției, dar permițând păstrarea unor informații suficiente pentru a putea obține informații din ea a posteriori.

Modul recent, existența unui DVD recorder în timp real (în același timp) ca desfășurarea examenului, face posibilă digitalizarea mai multor ore de examene.

Imaginile (sau buclele de imagine) pot fi transmise digital, fie prin CDrom, fie prin rețeaua de calculatoare .

Prelucrarea computerizată a imaginilor

Prin interpolare a unei bucle de imagini, luate cu o rată de achiziție rapidă, este posibilă simularea unei linii curbe Tm.
În Contururile de recunoaștere automată rămâne ecografia de piatră de poticnire în 2005.
Imaginea parametrică trebuie să codifice fiecare pixel din următorii parametri calculați pe imagine (schimbări de timp, schimbare de fază ...). Acesta este un subiect aflat încă în faza de cercetare.
Imaginea tridimensională, până la începutul acestui mileniu, a fost realizată prin suprapunere și interpolare a mai multor imagini succesive, realizate în funcție de diferite planuri tăiate (fie liber, fie folosind o sondă rotativă). Procesul este relativ ușor pentru piesele fixe, dar mult mai complex pentru piesele în mișcare (suprapunerea buclelor de imagine și nu mai sunt imagini simple). În prezent, unele aparate cu ultrasunete sunt echipate cu sonde echipate cu senzori-transmițătoare, nu mai aranjate în linie, ci sub forma unei matrice dreptunghiulare, permițând achiziția directă tridimensională. Totuși, constrângerile tehnice și computerizate înseamnă că imaginea standard are o definiție mai slabă, atât spațial, cât și temporal, și că volumul organului direct vizibil rămâne redus ca dimensiune.

Diferitele tipuri de dispozitive

Dispozitivele standard, deși sunt dispuse pe cărucioare cu roți, sunt destinate mai degrabă să fie utilizate într-o poziție fixă. Pot fi conectate la o rețea, la o imprimantă externă. Costul acestora variază între 50.000 și peste 150.000 €.
Dispozitivele mai mici sunt concepute pentru utilizare la noptieră. Ecranul plat este de calitate mai scăzută și nu au întotdeauna toate caracteristicile. Funcționează pe rețea. Prețul lor este mai mic de 100.000 €.
Au fost dezvoltate scanere cu ultrasunete de dimensiunea și greutatea unui laptop. Au marele avantaj de a fi independenți pentru mâncare.
Din 2004 au apărut ultrasunete ultra-portabile, de dimensiunea unui smartphone, permițându-le să fie foarte ușor de transportat, manual sau în buzunar, cu o autonomie foarte moderată (trei sau patru examinări), dar cu stocarea cardului SD facilitând datele recuperare posibilă. Sunt echipate cu imagini bidimensionale și Doppler color.

Avantajele și dezavantajele ultrasunetelor

Beneficii

Efectuată de un profesionist, ultrasunetele în scopuri medicale sunt aproape sigure: este singura tehnică care permite să aveți o imagine a fătului cu o siguranță bună. Nu există alergie sau contraindicație la această examinare;
este nedureroasă pentru pacient. Nu necesită, cu unele excepții, nici spitalizare, nici anestezie . Se poate repeta fără probleme;
ultrasunetele sunt o tehnică de imagistică medicală relativ ieftină: necesită un singur dispozitiv, iar costul consumabilelor poate fi neglijabil. Examinarea se efectuează cu o singură persoană (medic, moașă, chiar tehnician MERMEA în anumite țări, cum ar fi Franța sau Statele Unite);
aparatul cu ultrasunete este mobil, făcând posibilă efectuarea examinării pe patul pacientului, de exemplu într-o unitate de resuscitare;
dacă este efectuată de un medic sau de o moașă, rezultatul este imediat;
nu este iradiant;
este una dintre singurele tehnici de imagistică în timp real, cu care se poate finaliza oricând interviul și examinarea clinică a pacientului supus examinării. Permite o precizie diagnostic mare în mâinile experților și face posibilă utilizarea mai multor modalități pentru a specifica o anomalie: 2D, 3D , reconstrucții plane, ultrasunete de contrast, Doppler pulsat sau color, elastografie, manevre dinamice;
atunci când ecogenitatea și distanța față de organ o permit, ecografia are în unele cazuri o rezoluție spațială mai mare decât CT și RMN.
ultrasunetele pot dezvălui sexul fătului înainte ca acesta să se nască. Cu toate acestea, unele spitale engleze nu dezvăluie acest lucru părinților, deoarece nu este considerat a fi de interes medical. În India sau China, pentru a evita avorturile sexuale, este interzisă dezvăluirea părinților despre sexul fătului.

Dezavantaje

Potrivit Agenției Franceze pentru Siguranța Produselor de Sănătate, ultrasunetele nemedicale, care expun fătul la ultrasunete continue în scopuri estetice, prezintă un risc pentru acesta din urmă;
imaginea uneori este lipsită de claritate, uneori până la punctul de a fi inutilizabilă: aceasta este problema ecogenității , slabă în special în cazul obezității;
examinarea și, prin urmare, rezultatele sale, depind de examinator: măsurătorile și calitatea imaginilor depind foarte mult de poziția sondei (planul de tăiere) și, prin urmare, de abilitatea și competența „examinatorului”. Această poziționare manuală a sondei variază de la o examinare la alta și nu este cunoscută a priori, ceea ce face orice reinterpretare a examinării și orice înregistrare cu o altă modalitate de imagistică medicală complexă. Cu alte cuvinte, în caz de îndoială sau discuție, examinarea trebuie refăcută în întregime, în mod ideal de către un alt examinator;
zgomotul principal care deranjează imaginile cu ultrasunete este pata („ scab ” în franceză) sau „granularitatea” (deoarece imaginea dă impresia că este formată din cereale). Acest zgomot se datorează faptului că imagistica cu ultrasunete este o tehnică de imagine coerentă, care permite interferența dintre unde și, prin urmare, acest aspect granulat al imaginii. Reflecțiile asupra numeroaselor „impurități” mici din mediul de propagare interferează una cu cealaltă. Rețineți că importanța petei este legată de densitatea acestor impurități (rugozitatea materialului), prin urmare poate fi un vector de informații.

Efectele secundare ale ultrasunetelor

Ecografia, în contextul utilizării sale în ultrasunete, nu a dezvăluit niciodată consecințe nocive la om. În marea majoritate a studiilor, au fost observate numai efecte biologice neglijabile , fără efecte patologice rezultate. Un studiu american a arătat că ultrasunetele, în anumite condiții, perturbă dezvoltarea creierului la fătul șoarecilor. Sunt în curs studii pentru a evalua acest risc la om.

Efectuarea unui examen cu ultrasunete standard

În funcție de organul examinat, pacientul trebuie să postească sau nu. El este întins pe o masă de examinare și sonda, acoperită cu un gel, este așezată direct pe pielea opusă structurii pentru a fi vizualizată.

Tehnici speciale de ultrasunete

Ecografie ginecologică și obstetrică

Ecografia de diagnostic a apărut în anii 1950 pentru inimă și sân. În 1957, doi britanici, inginerul Tom Brown și ginecologul Ian Donald (în) , au inventat prima sondă cu ultrasunete.

Ca parte a supravegherii medicale a sarcinii, o ecografie face posibilă obținerea unei imagini monocrome a unui făt în uterul mamei sale. Deși aceasta este cea mai cunoscută utilizare a ultrasunetelor, această tehnologie este utilizată și pentru detectarea tulburărilor organelor interne ( calculi , chisturi , tipuri de cancer ).

În Quebec , din 2004, anumite clinici de reproducere și de monitorizare a sarcinii au oferit un serviciu de ultrasunete tridimensională care permite o viziune mai globală asupra fătului.

Ecografie suvenir non-medicală

Așa-numita „comoditate”, plăcere sau ultrasunete emoționale este un serviciu furnizat de anumite companii care permite vizualizarea fătului, posibil într-o imagine tridimensională, permițând părinților să realizeze o înregistrare video cu memorie. Examinarea se efectuează apoi în afara unui cadru medical.

În decembrie 2011, Jacques Lansac, în calitate de președinte al Colegiului Național al Ginecologilor și Obstetricienilor din Franța (CNGOF) și al Comisiei Naționale pentru Ecografie Obstetrică și Fetală, a protestat puternic împotriva ofertelor comerciale de acest tip care pot conduce fătul la expunerea la ultrasunete timp de aproximativ 30 de minute uneori, cu un fascicul care „se concentrează pe față și organele genitale” , ducând la o expunere „foarte diferită” la ultrasunete medicale care schimbă fasciculul pentru o expunere mai scurtă a fiecărei zone. Potrivit acestuia, „Efectele termice și mecanice ale ultrasunetelor nu sunt neapărat inofensive” , în special pentru creier și ochi. Același avertisment este formulat în Belgia înaprilie 2012de UNUL .

Ecografie pentru selecția băieților

În unele țări precum India, ultrasunetele portabile sunt utilizate pentru a determina sexul copiilor nenăscuți, rezultând un număr mare de avorturi și un dezechilibru în raportul dintre băieți și fete la naștere.

Ecografie vasculară

Examinarea este întotdeauna cuplată cu Doppler, permițând analiza fluxului sanguin.

Există sonde fine care pot fi introduse direct în vasul care urmează să fie examinat - artera coronară de exemplu - și care permit analiza precisă a pereților acestuia. Aceasta se numește ultrasunete endovasculară .

Ecografie cardiacă (sau ecocardiografie)

Examinarea inimii este dificilă deoarece este:

mobil;
introduse în cutia toracică , în contact cu plămânii , aceste două structuri (aer și os) împiedicând transmiterea ultrasunetelor.

Ecografie cu mediu de contrast

Ecografia cu contrast este una care utilizează un mediu de contrast . Compusul de mediu de contrast al microbulelor este injectat în fluxul sanguin prin intravenos la momentul examinării cu ultrasunete a pacientului . După cum a fost descoperit de doctorul Raymond Gramiak în 1968, microbulele produsului de contrast reflectă foarte mult ecografia în timpul examinării cu ultrasunete; făcând astfel posibilă imaginea aportului de sânge al organelor în scop diagnostic . O utilizare clinică pe scară largă a ultrasunetelor de contrast este detectarea unei tumori metastatice în care absorbția contrastului (evoluția temporală a concentrației produsului de contrast din sânge) este mai rapidă decât cea a țesutului biologic sănătos din jurul tumorii. Există, de asemenea, aplicații în ecocardiografie de contrast pentru a obține o mai bună delimitare a peretelui ventricular în imaginea cu ultrasunete, constituind un ajutor suplimentar în evaluarea deficitului contractil al inimii în urma unui infarct miocardic . În cele din urmă, apar aplicații în perfuzia cantitativă (măsurarea relativă a fluxului sanguin) pentru monitorizarea terapeutică farmacologică a cancerului , metodologie dezvoltată de doctorul Nathalie Lassau în 2011, făcând posibilă identificarea răspunsului pacientului la tratamentul anti-cancer cât mai curând posibil în pentru a „ghida managementul terapeutic cât mai bine posibil.

Printre tehnicile cu ultrasunete de contrast utilizate de radiologi în practica clinică, se remarcă metoda de imagistică parametrică a semnăturilor vasculare, inventată de dr. Nicolas Rognin în 2010. Această metodă a fost concepută ca un instrument de ajutor diagnostic. Cancer, facilitând caracterizarea unui tumoare suspectă (definiți dacă este benignă sau malignă ) într-un organ. Din punct de vedere funcțional, metoda computerului analizează o serie temporală de imagini (înregistrare video digitală în timp real a imaginilor cu ultrasunete de contrast în timpul examinării). Două etape succesive de procesare a semnalului sunt aplicate fiecărui pixel din tumoră, după cum urmează:

calcularea semnăturii vasculare (adică diferența de îmbunătățire a contrastului cu țesutul sănătos din jurul tumorii);
Clasificarea automată a semnăturii vasculare calculate într-un parametru, acesta din urmă luând una dintre următoarele patru culori:
- verde pentru hipervascularizare continuă (îmbunătățirea contrastului mai bună decât țesutul sănătos),
- albastru pentru hipovascularizare continuă (îmbunătățirea contrastului mai mică decât cea a țesutului sănătos),
- roșu pentru hipervascularizare rapidă (îmbunătățirea contrastului înainte de cea a țesutului sănătos) sau
- galben pentru hipovascularizare rapidă (îmbunătățirea contrastului după cea a țesutului sănătos).

Odată ce procesarea semnalului fiecărui pixel al tumorii este finalizată, harta spațială a culorilor parametrului este afișată pe ecranul computerului; sintetizând astfel toate informațiile vasculare într-o singură imagine numită „imagine parametrică” (vezi ultima figură a articolului de presă ca ilustrație a imaginilor parametrice din clinică). Această imagine parametrică este apoi interpretată de radiolog pe baza culorii predominante a tumorii: roșu indicând o suspiciune de malignitate (risc de cancer), verde sau galben o mare probabilitate de benignitate. În primul caz (suspiciune de malignitate), radiologul necesită o biopsie pentru confirmarea diagnosticului sau un scaner la raze X pentru o a doua opinie. În cel de-al doilea caz (aproape sigur de o tumoare benignă), doar monitorizarea în lunile următoare este necesară cu o nouă examinare cu ultrasunete de contrast. Avantajul clinic al metodei de imagistică a semnăturii vasculare parametrice este că evită biopsia - o procedură invazivă riscantă - tumori benigne sistematice sau examinarea cu scanare cu raze X expunând pacientul la o doză de iradiere . Eficacitatea metodei a fost evaluată pozitiv la om pentru caracterizarea tumorilor în ficat . În viitor, metoda ar putea fi aplicată în contextul screeningului pentru cancer al tuturor tipurilor de organe, de exemplu cel al sânului sau prostatei ).

Ecografie moleculară

Viitorul ultrasunetelor de contrast este în imagistica moleculară . Aplicația clinică preconizată a ultrasunetelor moleculare este detectarea precoce a cancerului utilizând așa- numitul mediu de contrast cu ultrasunete. Conceput inițial de Dr. Alexander Klibanov în 1997, un astfel de produs este compus din țintirea microbulelor capabile să se atașeze la microvaselele de sânge ale tumorilor maligne. Acest mecanism de atașare la peretele interior al microvaselelor se bazează pe o direcționare specifică a expresiei biomoleculare a cancerului (de exemplu biomoleculele care participă la neoangiogeneză sau inflamație sunt supraexprimate în cancer). Acest lucru are ca rezultat o acumulare consecventă de ținte de microbule în tumoarea malignă, facilitând astfel localizarea precisă a acesteia în imaginea de contrast cu ultrasunete. În 2013, dr. Hessel Wijkstra a finalizat un prim studiu clinic explorator la Amsterdam, în Olanda, la om pentru cazul cancerului de prostată .

În ultrasunetele moleculare, tehnica presiunii radiației acustice este aplicabilă cu o sondă cu ultrasunete pentru a împinge literalmente microbulele care vizează peretele interior al microvaselelor, demonstrată pentru prima dată de Dr. Paul Dayton în 1999. Această tehnică are ca rezultat o maximizare a acumulării de microbule în tumoră printr-o interacțiune mai mare a acesteia din urmă cu biomoleculele canceroase care urmează să fie vizate. La etapa de preclinice de cercetare științifică , această tehnică este implementată și validată în două dimensiuni și trei ultrasunete dimensionale .

Ecografie musculo-scheletică

Ecografia permite o analiză detaliată a mușchilor, tendoanelor, ligamentelor și nervilor periferici (în plus față de evaluarea radiografică standard).

Ecografie intraoperatorie

Sonda poate fi plasată pe piele sau direct în contact cu organul. În acest din urmă caz, sonda este acoperită cu o teacă de protecție adecvată marcată CE și sterilă.

Ecografie endoscopică

Numit și ultrasunete endoscopică sau ultrasunete endoscopică, folosește o sursă de ultrasunete la sfârșitul unui endoscop conectat la un aparat cu ultrasunete pentru a obține imagini ale organelor interne ale pieptului și abdomenului. Poate fi folosit pentru a vizualiza căptușeala acestor organe sau pentru a examina structurile adiacente.

Se aplică cel mai adesea pe tractul digestiv superior și pe sistemul respirator. Sonda este introdusă în vagin, anus sau prin gură, procedura seamănă cu cea a endoscopiei și poate fi completată de o biopsie ghidată de imagistica cu ultrasunete.

Elastografie

Astăzi există două modalități principale de evaluare a elasticității țesuturilor cu elastografie .

Elastografie manuală prin compresie

Tehnică care permite studierea elasticității țesuturilor pentru a detecta cancerele utilizate în special în senologie. Tehnică comercializată de Hitachi Medical Systems din 2002 și de Siemens din 2005.

Acesta constă, prin sondă cu ultrasunete, în aplicarea unei presiuni ușoare, pentru a supune țesuturile subiacente la o ușoară tensiune. Aceste țesături se vor deforma sub efectul stresului, cu cât țesătura este mai elastică, cu atât se deformează mai mult, cu cât țesătura este mai rigidă, cu atât se deformează mai puțin. Această măsurare în timp real face posibilă simpla evaluare a rigidității relative a leziunilor și într-o oarecare măsură a malignității acestora.

Elastografie cu puls ultrasunete

În acest caz, sonda cu ultrasunete emite o undă focalizată (puls cu ultrasunete) care permite mișcarea țesuturilor foarte ușor. Imaginea este apoi produsă identic cu imagistica cu elasticitate prin compresie manuală. Cu toate acestea, deoarece pulsul ultrasonic este perfect calibrat, imaginea obținută este mai reproductibilă. De asemenea, este posibilă și evaluarea cantitativă a rigidității țesuturilor prin măsurarea vitezei undei de forfecare generate de pulsul cu ultrasunete. Cu această măsurare este posibilă evaluarea gradului de fibroză hepatică, evitând de obicei necesitatea de a prescrie pacientului o biopsie hepatică (procedură invazivă cu risc de complicații).

Soluții elastografice

Industria activa in ecografie ( General Electric , Philips , Siemens , Toshiba , etc ) Solutions ofera folosind elasticitatea imagistica prin compresie manuală și puls cu ultrasunete. Rețineți că Supersonic Imagine (franceză) este, în mod istoric, un pionier în materie de inovație cu sistemul său de elastografie cantitativă.

Ecografie de urgență pentru victimele traumei

Ecografia poate fi utilizată în medicina de urgență . Ultrasonografia anumitor organe - inima și abdomenul - poate detecta prezența fluidelor „libere”, care, în contextul traumei, indică de obicei sângerări . Această metodă, numită FAST în limba engleză ( Evaluare focalizată cu sonografie pentru traume (en) ) , este mai puțin invazivă decât spălarea peritoneală ; este mai ieftin decât tomografia cu raze X și nu expune pacientul la radiații. Această metodă a fost testată în 1999 de armata britanică în timpul războiului din Kosovo .

Se poate include și examinarea plămânilor, cu metoda cunoscută sub numele de eFAST (extins FAST) , pentru a detecta prezența unui pneumotorax .

Ecografie de înaltă frecvență

Cu ultrasunete de înaltă frecvență este o aplicație de ultrasunete folosind ultrasunete având o frecvență mai mare de 20 MHz . Bazat pe același principiu de funcționare ca ultrasunetele convenționale, acesta face totuși posibilă obținerea unei rezoluții mai bune a imaginii, dar cu o adâncime de penetrare redusă.

Aplicații există în domeniul medical, dar, în prezent, această tehnică este utilizată în principal în explorarea veterinară a animalelor mici (în special șoareci).

Note și referințe

(în) Paul G. Newman și Grace S. Rozycki , " Istoria ultrasunetelor " , Clinici chirurgicale din America de Nord , vol. 78, n o 2Aprilie 1998, p. 179-195 ( DOI 10.1016 / S0039-6109 (05) 70308-X , citit online , accesat la 22 mai 2019 ).
Charlie Demene, Jérome Baranger, Miguel Bernal, Catherine Delanoe, Stéphane Auvin, Valérie Biran, Marianne Alison, Jérome Mairesse, Elisabeth Harribaud, Mathieu Pernot, Mickael Tanter & Olivier Baud (2017), Ecografie funcțională a activității creierului la nou-născuții umani | Știință Medicină Translațională | 11 Oct 2017 | Zbor. 9, Ediția 411 | DOI: 10.1126 / scitranslmed.aah6756 | abstract
Underwood E (2017), sonda cu ultrasunete ar putea detecta accident vascular cerebral, leziuni cerebrale la copiii mici , Știri științifice; publicat la 11 octombrie 2017 | doi: 10.1126 / science.aaq1830
Comunicat de presă CNGOF din 5 decembrie 2011, Ecografii fetale comerciale: un scandal de sănătate? [PDF]
NHS despre ultrasunete în timpul sarcinii
„ Pericol de ultrasunete pentru uz nemedical ” ,29 mai 2005
Societatea franceză de radiologie
(ro) Eugenius Ang, Jr. și colab. „ Expunerea prenatală la undele cu ultrasunete are impact asupra migrației neuronale la șoareci ” Proceegings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) 2006 [PDF]
https://sites.google.com/site/limageriemedicale/echographie/histoire
Jurnalul Le Parisien și AFP „ Ginecologii se opun ultrasunetelor„ de memorie ” , 5 decembrie 2011.
Antoine Clevers, „ Interzice ultrasunetele de plăcere? » , Pe Lalibre.be , La Dernier Heure (consultat la 18 aprilie 2012 ) .
(în) „ GE obișnuia să încalce mașinile legii ” , în Washington Post ,28 februarie 2007
Jean-Michel Correas și colab. , „ Medii de contrast injectabile în ultrasunete ” Journal of Ultrasound and Ultrasound Medicine 1997.
Raymond Gramiak și colab. , " Ecocardiografia rădăcinii aortice " Radiologie de investigație 1968
(în) Michel Claudon și colab. „ Recomandări și recomandări de bune practici clinice pentru ultrasunete cu contrast îmbunătățit (CEUS) în ficat - Actualizare 1012 ” Ultraschall in der Medizin 2013.
(în) Ariel Cohen și Pascal Gueret, Manual de ecocardiografie clinică , Librairie Lavoisier, 2012.
(în) Fabio Piscaglia și colab. „ Liniile directoare și recomandările EFSUMB privind practica clinică a ultrasunetelor îmbunătățite prin contrast (CEUS): Actualizare 2011 privind aplicațiile non-hepatice ” Ultraschall in der Medizin 2012.
(ro) Meng-Xing Tang și colab. „ Imagistica cu ultrasunete cu contrast cantitativ îmbunătățit: o revizuire a surselor de variabilitate ” Interface Focus 2001.
(ro) Nathalie Lassau și colab. „ Carcinom hepatocelular avansat: evaluarea timpurie a răspunsului la terapia cu Bevacizumab la SUA cu contrast dinamic îmbunătățit cu cuantificare - rezultate preliminare ” Radiology 2010.
(ro) Katsutoshi Sugimoto și colab. „ Carcinomul hepatocelular tratat cu sorafenib: detectarea precoce a răspunsului la tratament și a evenimentelor adverse majore prin SUA cu contrast îmbunătățit ” Liver International 2013.
(ro) Nicolas Rognin și colab. „ Imagistica parametrică pentru caracterizarea leziunilor hepatice focale în ultrasunete cu contrast ” IEEE Tranzacții pe ultrasunete, ferroelectrice și controlul frecvenței 2010.
Nicolas Rognin și colab. „ Imagini parametrice bazate pe un comportament dinamic în timp ” Brevet, Organizația Mondială a Proprietății Intelectuale (OMPI) 2010.
(ro) François Tranquart și colab. „ Cuantificarea perfuziei în ultrasunete cu contrast îmbunătățit (CEUS) - Gata pentru proiecte de cercetare și utilizare clinică de rutină ” Ultraschall in der Medizin 2012.
(ro) Paolo Angelelli și colab. „ Analiza vizuală interactivă a datelor cu ultrasunete îmbunătățite prin contrast pe baza statisticilor de vecinătate mici ” Computers & Graphics 2011.
(în) Eric Barnes. „ Instrumentul de procesare a contrastului din SUA prezintă leziuni hepatice maligne ” AuntMinnie.com , San-Francisco, Statele Unite, 2010.
(ro) Anass Annaye și colab. „ Diferențierea leziunilor hepatice focale: utilitatea imaginii parametrice cu SUA cu contrast îmbunătățit ” Radiology 2011.
(ro) Zhang Yuan și colab. „ Valoarea diagnostică a imaginii parametrice cu ultrasunete îmbunătățită prin contrast în tumorile mamare ” Journal of Breast Cancer 2013.
(în) Alexander Klibanov și colab. „ Direcționarea materialului de contrast cu ultrasunete. Un studiu de fezabilitate in vitro ” Acta Radiologica Supplementum 1997.
(în) Alexander Klibanov " Livrarea țintită a microsferelor umplute cu gaz, agenți de contrast pentru imagistica cu ultrasunete " Advanced Drug Delivery Reviews , 1999.
(ro) Sybille Pochon și colab. „ BR55: un agent de contrast cu ultrasunete orientat pe VEGFR2 pe bază de lipopeptide pentru imagistica moleculară a angiogenezei ” Investigative Radiology 2010.
(ro) Joergen Willmann și colab. „ Imagistica cu ultrasunete vizată cu contrast îmbunătățită a angiogenezei tumorale cu microbule de contrast conjugate cu peptide de nodină care leagă integrina ” Journal of Nuclear Medicine 2010.
(în) Jonathan Lindner și colab. „Imagistica moleculară cu ultrasunete de contrast și microbule țintite” Journal of Nuclear Radiology 2004. PMID 15052252
(în) BR55 în Prostate Cancer: an Exploratory Clinical Trials - Clinical Studies Database American Institutes of Health , 23 aprilie 2013.
(în) Paul Dayton și colab. " Forța de radiație acustică in vivo: un mecanism pentru a ajuta la direcționarea microbulelor " Ultrasunete în Medicină și Biologie 1999.
(în) Peter Frinking și colab. „ Efectele forței radiației acustice asupra eficienței de legare a BR55, un agent de contrast cu ultrasunete specific VEGFR2 ” Ultrasound in Medicine and Biology 2011.
(în) Ryan Gessner și colab. „ O validare in vivo a aplicației forței de radiație acustică pentru a spori utilitatea diagnosticului imagisticii moleculare utilizând ultrasunete 3-d ” Ultrasunete în Medicină și Biologie 2012.
(ro) Nicolas Rognin și colab. „ Îmbunătățirea imaginii cu ultrasunete moleculare prin forța de radiație acustică volumică (VARF): validare preclinică in vivo într-un model de eroare de model de |titre=tumoră murină {{Arhivă link}} : introduceți un parametru" " „ Congresul mondial de imagistică moleculară, Savannah, Statele Unite 2013 .
(în) model de eroare Hitachi în timp real (HI-RTE) {{Link}} Arhivă : cereți un parametru " "|titre=
(ro) eSieTouch Elasticity Imaging 2
(în) G. Rozycki și S. Shackford , „ Ultrasunete, ce ar trebui să știe fiecare chirurg traumatic ” , J Trauma , Vol. 40, n o 1,1996( DOI 10.1097 / 00005373-199601000-00001 )
(în) „ Battlefield Advanced Trauma Life Support (BATLS): Capitolul 7. Leziuni abdominale ” , Journal of the Royal Army Medical Corps , vol. 148,Iunie 2002, p. 54 ( DOI 10.1136 / jramc-146-02-12 , citiți online [PDF] )