1/16 01/04/2016 HAMERSTEHL Aurélie D1 CR

Echographie doppler cardiaque et vasculaire : 1. Echocardiographie cardiaque : Bases physiques, Indications, Echographie
normale et pathologique
01/04/2016
HAMERSTEHL Aurélie D1
CR : BOUACHBA Amine
Système cardiovasculaire 8h à 9h
Pr JF Avierinos
16 pages
Echocardiographie
Plan
A. Rappels sur les bases physiques des ultrasons:
I. Propriétés clés de l'onde ultrasonore
II. Principes de fonctionnement de la sonde:
B. Le Doppler
I. L’effet Doppler :
II. Les différents modes du Doppler
C. Échographie normale et en pathologie cardiaque.
I.ETT = échographie trans-thoracique
II. l'ETO:Echograpahie trans oesophagienne
Introduction
L'échographie est le prolongement de l’examen clinique. C'est un examen non invasif qui permet l'étude
anatomique et fonctionnelle du cœur.
C'est à partir de lui que se prennent bon nombre de décisions en cardiologie.
Il n'y a pas de contre-indications à sa réalisation (à la différence d'un scanner par exemple).
Cet examen est opérateur dépendant et subjectif, la confrontation est indispensable en fonction du contexte
clinique.
C'est l'examen central de la cardiologie moderne.
Il est quasi systématique, c'est un pivot du raisonnement.
A. Rappels sur les bases physiques des ultrasons :
L’onde sonore pour se déplacer à besoin de la matière.
–C'est une onde mécanique longitudinale différente des ondes électromagnétiques
–Caractérisée par des fluctuations de densités et de pressions de la matière selon un mouvement
périodique : cette onde est une succession de compressions et dépressions qui se transmettent de
proche en proche grâce aux forces de liaisons des molécules du milieu.
A la différence du photon qui est une particule qui se déplace et qui peut se déplacer dans le vide les US eux ne
peuvent pas se déplacer dans le vide qu'il soit dans le domaine de l'ultrason ou dans le domaine de l’audible.
US= Ultrasons.
I. Propriétés clés de l'onde ultrasonore
Les propriétés de l'onde ultrasonore se définissent en un point donné de la vibration en observant une
succession de hautes et de basses pressions.
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La première caractéristique de l'onde sonore est la période c'est la durée minimale qui s'écoule en un point
donné entre deux états de même pression. C'est le temps au bout duquel le phénomène se répète.
Plus cette période va être courte et plus le phénomène va se répéter rapidement (c’est une haute fréquence)
La deuxième grande caractéristique de ce signal est la fréquence, c'est l'inverse de la période, l'unité est le
hertz (une période par seconde).
Domaine de fréquence des ondes sonores :
Infrasons : f < 20 HZ
Sons audibles : 20 HZ < f < 20 K<Hz
Ultrasons : 20 kHz < f < 20 MHz → utilisés en imagerie
En échographie cardiaque les sondes utilisées ont une fréquence de 2 à 5-6MHZ
Dans l'espace l'onde ultrasonore est caractérisée par 2 autres grandeurs :
–La longueur d'onde λ : c'est la distance minimale entre 2 points de même pression acoustique, ou
encore la distance que va parcourir le signal pendant une période (λ est donc inversement
propositionnelle à la fréquence)
–La célérité c de l'onde dans le milieu (célérité c'est la vitesse de l'onde dans le milieu)
–λ = c /f
–λ= c x T
–c =λ x f
–La vitesse de propagation ne dépend que du milieu qui est traversé par l'onde ultrasonore (elle ne
dépend pas ou peu du signal lui-même), ce milieu va modifier la vitesse de propagation par ses
caractéristiques, c = Z/σ.
σ = densité du milieu et Z = l'impédance acoustique (l'impédance c'est la même chose que la résistance,
c'est donc la résistance que le milieu va offrir à la propagation de l'onde)
La célérité sera d’autant plus grande que l'impédance sera élevée.
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L’énergie acoustique est réfléchie à l’intersection de tissus possédant des impédances acoustiques différentes
(Z).
L'impédance acoustique est la résistance d’un milieu au passage du son, elle dépend de la densité du milieu et
de sa compressibilité : Z= √σ/x
Plus la différence des impédances (Z) est grande, plus l’amplitude de l’onde réfléchie sera importante.
Z= densité du milieu / compressibilité
(Compressibilité : aptitude d’un milieu à retrouver sa forme originale après déformation)
Célérité moyenne des US (pas besoin de connaître les valeurs du tableau)
Milieu
Vitesse (m/s)
air
330
eau
1480
Tissus
mous
1540
os
4080
L'os a une impédance élevée caractérisée par une célérité rapide des ultrasons alors que l'air avec une densité
faible est caractérisé par une célérité beaucoup plus faible des ultrasons.
Pour ce qui est des tissus mous, on a une célérité moyenne de 1540m/s.
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Propriétés de réflexions des ultrasons
–L'énergie acoustique est réfléchie à l'intersection des tissus possédant des impédances acoustiques
différentes (Z)
–Plus la différence des impédances Z est grande, plus l'amplitude de l'onde réfléchie ne sera importante.
A l’échographie, on peut reconstituer l'image grâce à l’impédance et en fonction du temps que mettent les
ultrasons à traverser le milieu. On peut ainsi reconstituer la surface de réflexion des ondes.
Plus les milieux ont des impédances acoustiques différentes et plus grande sera la proportion de signal qui sera
réfléchie vers la source.
Entre l'eau, la graisse et le muscles, les différences d'impédances sont faibles donc la proportion d'ondes
réfléchies du signal sera faible.
La spécificité tissulaire de l’échographie est très faible d’où la difficulté de distinguer à un thrombus d'une
tumeur par exemple.
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II.
Principe de fonctionnement de la sonde :
En appliquant un courant alternatif sur un cristal piézoélectrique, le cristal se comprime et se décomprime
alternativement et émet un son (sa fréquence dépend des caractéristiques du cristal).
Le même élément est utilisé pour transformer en courant électrique les ultrasons qui reviennent vers la sonde
après réflexion.
L'effet piézoélectrique (PZE) :
–L'effet piézoélectrique a été découvert en 1880 par Pierre et Jacques Curie
–Certains matériaux comme les cristaux de quartz ont la propriété de se déformer = se comprimer
lorsqu’ils sont chargés et inversement de se charger lorsqu’ils sont comprimés. Ce sont des
transducteurs ils peuvent transformer une forme d'énergie en une autre (ici une énergie électrique en une
énergie mécanique).
Lorsque l'on va charger ces cristaux, on va générer un courant électrique qui va les parcourir, ces
cristaux vont se déformer et se mettre à vibrer et vont faire vibrer les différentes molécules du milieu
(évidement au bout d'une certaine distance le signal s'estompe et se meurt).
–Lorsque le cristal reçoit un écho ultrasonore qui revient il va se charger et l’échographe va déceler
l’apparition de charge électrique à sa surface et va interpréter ces charges comme un écho reçut au bout
d'un certain temps T (l’écho a parcouru deux fois la distance en ce temps T) et l’échographe va savoir à
quelle distance se trouve la structure qui a renvoyé l'écho.
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–Les transducteurs contenus dans les sondes échocardiographies sont généralement des céramiques de
plomb Zirconate de titane (PZT).
L'émission des ultrasons n’est pas continue, mais en salve.
La sonde est "à l'écoute" le reste de temps pour capter les ultrasons réfléchis
La durée des salves est très courte, quelques microsecondes (correspond à l'émission de 3 cycles environ).
La durée de la période d'attente: plus longue, de l'ordre de la ms.
La fréquence de répétition du cycle émission/réception: de l'ordre du kHz, donne l'impression d'une imagerie
en temps réel.
Formation de l'image :
Formation de l'image:
–L'émission d'une ligne US: permet d'étudier au cours du temps les échos rencontrés par le train US. Si
la structure est en mouvement: mode TM : Temps-mouvement.
Dans les années 80 les US étaient envoyés uniquement sur une ligne et on attendait qu'ils reviennent
donc on ne pouvait explorer que ligne après ligne (image monoplan)
–L'émission de plusieurs lignes US juxtaposées dans un plan
(secteur): permet de reconstituer la surface (plan de coupe) en
juxtaposant les échos : modes bidimensionnels.
On a juxtaposé les lignes en éventail pour avoir un plan et avoir
simultanément les échos de plusieurs lignes pour reconstituer des
plans. Cela est transmis en temps réel.
Le sommet du triangle correspond à l'émission de la sonde
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–L'émission de ligne US contiguë dans un volume permet de
reconstituer le volume mode tridimensionnel actuellement en cours
de développement, on envoie des lignes simultanées mais dans
l’espace pour reconstituer une image en volume c'est à dire en 3D.
(Ce n'est pas encore au point l’image est très saccadée)
B. Le Doppler
Ce mode est dédié à l'étude des vaisseaux (notamment basé sur la vitesse de déplacement des globules rouges).
Au niveau cardiaque cela permet d'étudier la vitesse et le sens d'écoulement du sang, notamment au niveau des
valves (insuffisance, sténose...).
I. L’effet Doppler :
Variation de la fréquence du signal perçue par un observateur lorsqu’il y a un mouvement de la source (vs)
et/ou un mouvement de l’observateur (vo)
Il repose sur le fait que la fréquence
d'un signal ultrasonore est modifiée
par un mouvement soit de la source
soit du récepteur.
C'est l'exemple de la sirène de
pompier, on perçoit le son de plus en
plus aigu quand il s’approche et puis
on le perçoit de plus en plus grave
quand il s'éloigne de nous alors que
le son conserve la même fréquence.
Cela va permettre de déterminer le sens et la vitesse des GR dans les vaisseaux (permet le diagnostic d'un
rétrécissement, d'une sténose).
Le principe de l'effet Doppler : sonde fixe qui envoie un faisceau US qui sera réfléchi par les GR en mouvement
qui vont générer un premier décalage de fréquences (augmentation s'ils se rapprochent de la source et
diminution s'ils s'en éloignent), et deuxième décalage de fréquence au moment de la réflexion.
Les GR se comportent comme des émetteurs et des récepteurs mobiles.
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Par simplification les échographes supposent que Cos θ est égal à 1, c'est à dire que l'angle est nul entre le
faisceau incident et la direction des globules rouges.
Si ce n'est pas le cas la vitesse va être sous-estimé par l'échographe. C'est pour ça qu’à l’échographie il faut être
parfaitement aligné avec le flux.
II. Les différents modes du Doppler
En échographie Doppler on exprime les résultats:
–Sous forme spectrale: Doppler à lumière pulsée ou continue = la machine va inscrire au cours du
temps les différentes vitesses des GR enregistrées en un point.
–Doppler couleur : les vitesses sont représentées par une cartographie de couleur sur un volume
d'échantillonnage.
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Rouge = se rapproche de la sonde
Bleu = sang qui s'éloigne
Foncé : vitesse lente
Claire : vitesse élevé
Si on veut la vitesse des GR en un point donné on utilise le Doppler pulsé.
C. Échographie normale et en pathologie cardiaque
Echocardiographie :
– confirme la présence d'une cardiopathie
– précise sa nature, sa sévérité et son pronostic
– guide la plupart des indications thérapeutiques
2 modalités d’application de l’échographie
–échographie trans-thoracique : US traverse le cœur de l'avant vers l'arrière le cœur.
–échographie trans-œsophagienne : on fait avaler la sonde d’échographie au patient et les faisceaux.
traversent le cœur de l'arrière vers l'avant. L’œsophage est en arrière de l’oreillette gauche
I.L'ETT: échographie trans – thoracique
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On va obtenir différents plans de coupe en fonction de l'orientation de la sonde.
Coupe petit axe orthogonal pour voir les 3 sigmoïdes qui s'ouvrent et se ferment en vue de « dessus ». Et un
peu plus bas le ventricule gauche. On voit la valve mitrale (pulmonary valve) et tricuspide.
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Sonde à l'apex du ventricule gauche :
Coupe 4 LT (appeler aussi 4 cavités car on voit : OG VG OD VD) sonde à l'apex du ventricule gauche
Images 2 cavités : en changeant un peu l'inclinaison de la sonde.
1)
Pathologie ventriculaire :
CMD : cardiomyopathie droite (contraction lente et peu tonique du ventricule gauche)
Cardiopathie ischémique (par coronaropathie) (ici apex plus irrigué qui ne
se contracte pas siège d'un infarctus du myocarde)
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CMH : cardiomyopathie hypertrophique avec la paroi qui est trop épaisse. Diagnostic immédiat à l'écho.
Cardiopathie restrictive primitive :
Enorme massif atrial, tout petit VG (en bas c'est l'atrium, en haut les ventricules), distension des ventricules
anormale, ils ne peuvent pas s'épandre correctement ni se contracter correctement, ainsi le sang provenant du
retour veineux diastolique se stock en amont dans les oreillettes.
Les cardiopathies restrictives secondaires à l'amylose cardiaque (cardiomyopathie Amyloïde) compliquent
classiquement les myélomes.
2)
Valvuloplastie
IM insuffisance Mitrale: cordage rompu de la valve mitrale donc fuite diastolique mitrale massif défaut
d’étanchéité et reflux de sang vers l’oreillette gauche (se voit bien également en Doppler).
Pathologie valvulaire RM: Rétrécissement Mitral.
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IAO (insuffisance Aortique) fuite aortique.
RAO Rétrécissement Aortique: calcifications qui se sont développées au niveau de la valve aortique.
On le suspecte d'abord par le souffle aortique puis on pose le diagnostic à l'échographie
Épanchement péricardique (péricardite) liquide à la périphérie des cavités cardiaques.
II. l'ETO:Échographie trans oesophagienne :
On fait avaler une sonde d'échographie au patient et on explore le cœur de l'arrière vers l'avant.
–Toujours en complément de l'ETT, non systématique !!
–Faible échogénicité
–Mécanisme d'une maladie valvulaire incertain après l'ETT
–Endocardite infectieuse
–Suspicion de dissection aortique
–Bilan (AVC thrombus septum inter atrial)
On fait une ETO quand l’ETT n'a pas fait le diagnostic ou que l'on recherche quelque-chose de petit.
Par exemple le diagnostic de végétations en pathologie infectieuse, la recherche de caillot de sang dans un bilan
d'AVC, analyse de l'aorte thoracique de manière plus précise lors d'une suspicion de dissection aortique.
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L'œsophage est en arrière de l’oreillette gauche donc on traverse le cœur de bas en haut et d’arrière en avant
Les premières structures traversées sont les structures postérieures.
ETO 0°
ETO 45° mitrale
On peut modifier l’angulation du faisceau ultrasonore et avoir ainsi plusieurs plans de coupe.
Plan de coupe à 0°.
Plan à 45 degrés qui permet d'analyser la valve mitrale sous un angle différent, ou de voir la valve aortique.
On peut avoir des coupes longitudinales.
Plan à 120 ° qui permet d'analyser l'aorte.
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On termine l'examen en retournant la sonde pour visualiser l'aorte thoracique descendante jusqu'à la crosse.
Endocardite infectieuse:
Végétation de la valve aortique qui permet de faire le
diagnostic d'endocardite infectieuse.
9 fois sur 10 ces végétations sont trop petites pour être vues
par ETT donc on ne les met en évidence que par l'ETO.
Toute suspicion d'endocardite nécessite un ETO et un
scanner.
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Dissection aortique :
Très dur à voir en ETT, il faut une ETO (ou u scanner). On
voit un voile qui descend dans l’aorte, ce voile c'est une
portion de l'intima qui s'est dissociée du reste de la paroi et qui
vient collaber l'orifice aortique.
Bilan d'AVC : visualisation de thrombus se placent dans
l'atrium droit dans les fibrillations atriales. (Les fibrillations
atriales sont à haut risque d'AVC car pour des raisons de
direction du flux le thrombus se dirige préférentiellement
vers les vaisseaux cérébraux mais encore l'artère rénale,
artère splénique, l'artère mésentérique inférieure, artères
membres supérieurs causant des ischémies aiguës des
différents tissus concerné).
Foramen ovale perméable (FOP): communication Inter
atriale. Oreillette droite et gauche (normalement le
foramen atrial est perméable avant la naissance et se
ferme ensuite)
On peut avoir des caillots qui se forment à ce niveau et il
migre dans le cerveau par la suite et responsable d'un
AVC.
C'est ce qui est responsable des accidents de plongée si le
patient a un FOP les bulles d'air qui se forment à la
remontée passent dans l’oreillette droite puis dans
l'oreillette gauche puis passe en dedans la rate puis dans le
membre supérieur ou dans les artères cérébrales...
Communication inter atriale (CIA) : diagnostic en ETO.
Il existe aussi des communications inter-atriales ; non plus dues à des FOP mais par le fait qu'il n'y a plus de
cloison inter-atriale.
Conclusion :
–examen central de la prise en charge des patients « cardiaques »
–non invasif, accessibilité immédiate mais subjectif à confronter au contexte clinique
–ETT indissociable de l’examen clinique
–+/- ETO faible échogénicité végétation thrombus SIA dissection aortique
Pour Sarah Bruel parce que décidément t'es trop une frisheur <3
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