Echographie : L’élargissement des applications et la miniaturisation des appareils

Echographie : L’élargissement des applications et la miniaturisation des appareils
Mis à jour le 13/08/2010 par SFR
Echographie :
L'élargissement des applications et la miniaturisation des appareils
Joël Delode (1) et Françoise Gosso (2)
(1)Centre Hospitalier du Pays d'Aix,
(2) Hôpital Paul Brousse APHP
Le RSNA 2006 est la consolidation des avancées des années précédentes, tant au niveau du hard
(amélioration de l'ergonomie, augmentation du nombre de sondes, miniaturisation des appareils …)
qu'au niveau du soft (élastographie, échographie avec produit de contraste, amélioration des
logiciels …). De nouveaux échographes ou de nouvelles versions étaient présentées par l'ensemble
des industriels.
Les développements à venir concerneront entre autres l'évolution des sondes, avec une
miniaturisation des capteurs et de la connectique des sondes.
Il est important de noter le nombre toujours croissant de sociétés commercialisant des
échographes, présentes au RSNA, en particulier les sociétés asiatiques
Les grandes tendances
4D (ou 3D temps réel)
Déjà annoncée en 2005, la technologie 4D est en phase de vulgarisation. Hormis Sonosite et
Zonare, spécialisées dans l'échographie portable, les autres sociétés proposent le mode 4D, avec
néanmoins des approches technologiques différentes au niveau des sondes : sonde mécanique
(barrette de transducteurs mise en rotation autour d'un axe de façon mécanique), sonde
électromécanique (barrette de transducteurs mise en rotation autour d'un axe de façon
électromécanique pour limiter les contraintes mécaniques), sonde matricielle mécanique (matrice
de transducteurs mise en rotation autour d'un axe de façon mécanique) et sonde matricielle
(matrice de transducteurs adressés de façon séquentielle).
La grande majorité des constructeurs proposent des sondes mécaniques, la course est à la
diminution du poids et à l'amélioration de l'ergonomie.
Cette année, de nombreux constructeurs disposent de sondes endocavitaires 4D permettant une
approche volumique du f œ tus dès les premiers mois de la grossesse.
Enfin, des sociétés proposent des logiciels d'analyse de l'image volumique avec des fonctionnalités
identiques à celles de l'imagerie de coupe : volumes en coupe, coupes en angles perpendiculaires,
présentation en couche mince : « stick »…
Les constructeurs proposent aussi des logiciels de traitement, existants sur les consoles de
traitement des scanners et des IRM, pour la reconnaissance de forme, le contour volumique …
Superposition d'images de coupe et navigation
Comme en 2005, seuls Hitachi et Esaote proposent de superposer des images statiques, scanner
ou IRM, enregistrées antérieurement, à des coupes d'images échographiques acquises en temps
réel. La sonde est repérée dans l'espace grâce à un système magnétique. Ce système sécurise les
ponctions écho - guidées et l'échographie interventionnelle. Il offre une alternative au problème
d'accessibilité de l'imagerie de coupe IRM et scanner pour les ponctions et l'interventionnel.
Plusieurs sociétés attendent de fiabiliser la mise en correspondance entre l'image échographique
acquise en direct et les coupes IRM et scanner pour lancer leur produit (difficulté de repérage sur
des tissus mous pouvant avoir changé de place entre l'acquisition en imagerie de coupe et
l'échographie).
D'autres constructeurs travaillent sur une intégration d'un échographe dans un mammographe, la
compression du sein étant utilisée pour immobiliser les tissus et améliorer la mise en
correspondance.
Produits de Contraste
Malgré le faible nombre de produits de contraste, presque toutes les sociétés travaillent sur ce
domaine : la majorité d'entre elles améliorent le signal grâce aux harmoniques données par le

produit, certaines comme Siemens et Philips travaillent en plus sur le signal fondamental et GE
Healthcare avec un encodage ultrasonore. Toshiba propose plusieurs techniques de perfusion,
ainsi qu'un module de quantification à partir des données brutes.
Les produits de contraste sont utilisés pour l'opacification du myocarde, la perfusion est en essais
cliniques. Contrairement aux Etats - Unis, l'utilisation de produits de contraste pour le calcul de la
volumétrie cardiaque et la perfusion du myocarde n'est pas encore validée en France.
Plusieurs sociétés proposent l'utilisation de produit de contraste avec des sondes per opératoires
pour repérer la vascularisation des tissus adjacents avant l'acte chirurgical.
Enfin, de nombreux constructeurs proposent des affichages et des logiciels d'analyse d'images
identiques à d'autres modalités : écran divisé en deux avec affichage simultané d'une image Mode
B et d'une image de perfusion.
Nouvelles machines
Lors de ce RSNA, de nouveaux échographes sont présentés en avant- première :
GE Healthcare présente cinq nouveaux échographes portables pour l'imagerie de haut de gamme
(Vivid e et Vivid i en Cardiologie et Interventionnel, Logic e et Logic i en Radiologie et
Interventionnel et Voluson e) et un échographe obstétrique et radiologique : le Voluson E8
Hitachi propose un nouvel échographe de haut de gamme dans la série Hi Vision, le HI 900 avec
une nouvelle application dans l'élastographie et de nouveaux processeurs d'images à haut débit.
Siemens présente un petit échographe de poche le P10 (stéthoscope du futur) et deux appareils
illustrant la sortie d'une nouvelle gamme l'X 300 moyenne gamme et l'X 500 système haut de
gamme, tous deux multidisciplinaires. Par ailleurs, l'Antares évolue désormais en version
cardiologique haut de gamme.
Toshiba présente l'Applio XG sa nouvelle plate -forme haut de gamme et de recherche (pour des
applications en radiologie, cardiologie et gynéco -obstétrique) et le Nemio XG, échographe compact
milieu de gamme (avec des technologies issus des Applio et Xario)
Philips introduit l'imagerie volumique, notamment matricielle, en coupes sur l'iU22 Vision 2007.
Elastographie
Ses applications s'élargissent. Siemens et GE Healthcare proposent des applications sur le sein.
Hitachi dispose de modules pour le sein, la prostate, la thyroïde et le pancréas (par voie écho
endoscopique) avec plus de 50 publications sur ce sujet en 30 mois.
De nombreuses sociétés travaillent également pour des applications sur le foie, dont Echosens,
Hitachi.
Certaines réfléchissent à intégrer ce mode sur un mammographe afin de profiter de la compression
mammaire pour normaliser l'onde de stimulation élastographique qui est pour le moment réalisée
par l'opérateur.
Enfin une Start up française (Aix en Provence) Supersonic Imagine proposera mi 2007, un
échographe dédié à ce nouveau mode d'imagerie. L'objectif est de développer un échographe
autour d'une architecture entièrement logicielle. Celui - ci réalisera une imagerie standard à laquelle
sera superposée une imagerie basée sur le déplacement d'un front d'onde. L'image sera réalisée
avec la juxtaposition de voxel dont la valeur sera proportionnelle à la contrainte de cisaillement liée
à une impulsion ultrasonique normalisée. L'objectif est la mesure de la viscosité des tissus pour une
meilleure différenciation de ceux - ci et non la récupération d'informations présentes dans une
image échographique lors du mouvement de la sonde.
Les sondes
Toutes les sociétés présentent de nouvelles sondes. Les principales voies d'amélioration
concernent : l'échographie de contraste (voir ci - dessus) avec en particulier la possibilité de
travailler avec des sondes per -opératoires ou endocavitaire, le 4D avec le développement de
sondes spécifiques, y compris pour réaliser des examens en endocavitaire (voir ci -dessus),
l'augmentation de la bande passante avec des sondes pouvant aller jusqu'à 24 MHz chez GE
Healthcare, pour permettre une prise en charge plus précoce afin d'obtenir une meilleure
résolution latérale et permettre un codage du flux entre autres. Cette société propose aussi une
sonde superficielle analysant des fréquences à 32 MHz pour une meilleure définition des structures
tendineuses.
Siemens et Hitachi présentent des micro -sondes, allant de 7,5 à 20 Mhz, fixées sur des cathéters
intracardiaques. D'autres sociétés commercialisent ce type de sondes très spécifiques (Tyco, …).
Toshiba implémente sa technologie « Single Cristal » à l'ensemble de sa gamme de sondes, y
compris les sondes 4D et Philips propose des sondes « pure wave » à structure monocristalline
issue d'une croissance en laboratoire.

Des améliorations sont apportées sur l'ergonomie des sondes au niveau poids, forme, revêtement,
position du cordon et sur les connecteurs avec des systèmes sans broche (Siemens et Sonosite) et
des connecteurs à empreinte numérique (GE Healthcare)
Les échographes portables
La miniaturisation de l'électronique est une préoccupation constante des constructeurs, qui
présentent des appareils de plus en plus compacts. Ces échographes répondent à des
caractéristiques propres (poids, fiabilité, autonomie des batteries, allumage immédiat,
robustesse…).
La majorité des sociétés propose des appareils portables (seuls Toshiba et Philips n'en
commercialisent pas encore, mais ces équipements sont en WIP). Certaines sociétés se sont
spécialisées sur ce créneau et ne proposent que des échographes portables (Sonosite et Terason
par exemple). Ces échographes portables permettent la diffusion de cette technique dans d'autres
disciplines : rhumatologie, anesthésiologie, réanimation, urgences, médecine du sport …
La qualité des échographes portables, en constante progression, permet à certains de rivaliser
avec les plates formes conventionnelles, ce qui explique la croissance exponentielle de ce marché.
Lors du RSNA 2006, Siemens a présenté le P10 qui peut être qualifié d'échographe de poche. Une
partie de l'échographe est miniaturisée et intégrée dans la sonde (beamformer). GE Healthcare,
présentait en WIP un échographe du même type.
L'ergonomie du poste de travail
En constante amélioration, elle est de deux types :
- matérielle (hardware) avec la possibilité de disposer d'écrans plats chez presque tous les
constructeurs (certains commercialisent toujours des écrans cathodiques, en mettant en avant une
qualité d'images encore supérieure), de modules « écran- clavier » réglables verticalement et/ou
horizontalement par l'intermédiaire de bras articulés (Siemens, Philips, Toshiba), de plateau en
lévitation électromagnétique (GE Healthcare), de commandes de l'appareil sans les mains grâce à
une télécommande (GE Healthcare, Hitachi et Toshiba qui a reçu le prix Frost et Sullivan pour cette
innovation) et / ou la commande vocale (Hitachi), de sondes plus ergonomiques avec une
réduction de leur poids, de nouvelles formes et matières et une décentralisation du connecteur afin
de faciliter leurs préhension (Siemens).
- logiciel (software) avec la généralisation de la « touche magique » chez presque tous les
constructeurs, touche qui permet une optimisation de l'image en temps réel (réglage automatique
de la vitesse, PRF, du gain …), l'intégration de système d'aide à la décision et de tutorat, la
protocolisation des examens avec deux objectifs : gain de temps et légalité, de packages de
logiciels dédiés à des types d'examens ou des spécialités médicales.
Les stations de travail
La tendance actuelle est d'équiper les échographes de stations de travail (proposées en général
sur les versions haut de gamme / recherche). Ces stations de travail incluent des packages de
logiciels dédiés et des logiciels de post traitement, mais aussi de quantification à partir de données
brutes pour l'imagerie fonctionnelle (Toshiba). Chaque fournisseur propose une station de travail
généralement intégrée à l'échographe. Chez GE Healthcare, c'est la Logic Works ou le 4D View,
intégrée ou déportée pour un travail sur les Raw Data, Philips propose la QLab (qui est soit
intégrée aux HD 11 XE, IE33, IU 22, soit déportée).
Siemens propose ces logiciels de post - traitement, soit sur l'échographe, soit sur une station de
travail déportée dédiée à l'échographie : la Syngo Dynamics US Workplace. Cette station de travail
risque de recevoir un engouement plus faible en France qu'aux Etats- Unis, où les échographies
sont réalisées par des manipulateurs de radiologie spécialisés, le radiologue ne réalisant que
l'interprétation des images.
WIP
Dans les différentes sociétés, les principaux axes de recherche concernent :
- les sondes, avec le remplacement futur des capteurs piézo- électriques par des systèmes
capacitifs permettant à un cristal de vibrer à différentes fréquences. L'objectif est d'étendre la
bande passante, de réduire le rapport S/B et le câblage. Siemens a acquis, dans ce domaine, la
société Sensant. Des études sont menées sur des sondes sans fils (GE Healthcare), la limitation
actuelle vient de la batterie (durée d'utilisation limitée, poids plus important de la sonde).
- les agents de contraste serviront prochainement de vecteur pour des traitements
thérapeutiques, un travail important est actuellement en cours avec les sociétés pharmaceutiques
- les capacités de calcul : afin de prendre en charge l'augmentation du nombre d'informations
issues de ces nouvelles sondes, l'accroissement de la cadence image et d'améliorer la vitesse de
traitement des données

- la miniaturisation des appareils : toutes les sociétés travaillent sur des appareils portables ou de
poche, afin de mettre à la disposition d'un maximum de disciplines la technique échographique.
L'arrivée de nouvelles sociétés sur le marché
Ce RSNA a vu une augmentation importante du nombre de sociétés présentant des échographes,
en particulier des sociétés chinoises. Ces dernières ne sont pas encore présentes en France. Bien
qu'elles proposent des gammes complètes d'appareils, ceux - ci sont souvent d'ancienne
génération, mais à des prix très compétitifs. Pour l'instant, peu de sociétés commercialisent ces
appareils en France.
Les constructeurs habituels s'interrogent sur l'impact de l'arrivée de ces nouveaux fabricants sur
le marché (qualité du SAV, de la formation médicale et technique..) et commencent à s'organiser
(création d'un bureau d'étude commun pour Aloka et Hitachi, délocalisation en Chine de la
fabrication des appareils entrée et moyenne gamme…).
L'offre industielle
Aloka
http://www.aloka.com
Aloka présente trois gammes d'échographes :
- Prosound Alpha avec l'Alpha 10 (appareil très haut de gamme) et l'Alpha 5 (appareil haut de
gamme).
- Prosound SSD pour les appareils moyens de gamme, avec le SSD 4000, le SSD 3500.
Pour l'échographie portable, Aloka a signé un partenariat avec la société Américaine Terrason
pour la France. Elle propose le T 3000, appareil de 128 canaux en émission et réception, écran de
15 pouces, large variété de sondes (sectorielles convexes, linéaires et phased aray)
Les appareils de la gamme Prosound Alpha disposent d'un générateur à émission composée
(contrôle précis des 3 paramètres principaux du pulse d'excitation :durée de la vibration avec arrêt
instantané de celle - ci sans amortissement, amplitude du pulse, et bande passante composant le
pulse), de la technologie de sondes HST, de nombreux modes d'imagerie : e- flow (imagerie du flux
sanguin avec une résolution 2 fois supérieure à celle du Doppler couleur et une meilleure
appréciation de l'hémodynamique du flux circulant), imagerie panoramique, imagerie compound,
du mode 4D sur les sondes électromécaniques.
Aloka, fabricant de transducteurs, dispose d'un panel de sondes très important : sonde
électronique linéaire et phased array, ainsi que pour les appareils haut de gamme : sonde
endocavitaire, sonde per-opératoire, sonde laparoscopique, sonde transoesophagienne, sonde
micro convexe (dite transphenoidal), sonde dédiée à la micro chirurgie et sonde d'écho endoscopie
(elles sont développées en partenariat avec la société Olympus).
Ces dernières disposent des technologies :
- HST (Hemispheric Sound Technology), qui consiste en un découpage précis des cristaux, un micro
câblage et une diminution des interfaces entre les différents cristaux, d'où un faisceau plus fin et
une atténuation des artéfacts dits « lobes de réseau ».
- Quint Fréquency Imaging, qui permet de choisir entre 5 bandes de fréquences différentes, selon
la corpulence et le poids du patient afin de garder une qualité d'image optimale.
Aloka annonce pour 2007, un logiciel d'élestographie.
Esaote
http://www.esaote.com
Esaote présente 4 modèles d'échographes au RSNA 2006. On retrouve les modèles des années
précédentes déclinés en mode Xvision: Mylab 70 appareil haut de gamme, MyLab 50 pour le
cardiovasculaire, MyLab 25 échographe mobile, et MyLab20 l'échographe compact de la gamme.
Tous les équipements de la gamme dispose de la modalité XView et peuvent gérer des imprimantes
PC Inkjet ou laser en USB, Réseau ou Wifi pour l'édition des images et des rapports.
Les sondes très haute fréquence équipent la gamme MyLab jusqu'à 16MHz et 18MHz pour «
GoldPlateform », et une sonde 4D mécanique peut être implantée sur toute la gamme.
Esaote propose des nouveaux logiciels spécialisés:
- ARTLab pour l'analyse de la paroi artérielle et de l'intima media. Il est intégré dans les modules
de Mylab70, utilise le signal RF et une analyse en transformée de Fourrier
- " Just 4D" pour l'utilisation et l'exploitation de la sonde 4D mécanique.
- CnTi, logiciel de gestion des produits de contraste avec un indice mécanique faible, qui fonctionne
sur les sondes Phased Array, convexe, linéaire et endocavitaire.
Enfin comme en 2005, le système de navigation « Virtual Navigator » permet de superposer des
images scanner ou IRM acquises antérieurement (imagerie statique) à des coupes de l'image

échographique acquises en temps réel.
La sonde à ultrasons est repérée dans l'espace grâce à un système de repérage magnétique. «
Virtual Navigator », module optionnel qui s'intègre au MyLab 70XVision, offre la possibilité de
fusionner les données pour un diagnostic plus simple, plus rapide, plus précis et permet des
explorations interventionnelles.
Le logiciel fournit en temps réel la coupe orthogonale virtuelle, indispensable pour les biopsies
complexes et permet de positionner un repère volumétrique sur n'importe quelles modalités, pour
localiser la structure à biopsier.
Le logiciel MyLab Desk est commun à toute la gamme et permet de gérer sur un PC toutes les
modalités de reporting disponibles sur les échographes (gestion, impression et exportation des
images et des clips, mesures en post traitement, gestion des compte rendu, archivage sur CD,
DVD, clé USB …).
GE Healthcare
http://www.gehealthcare.com
Au RSNA 2006, GE Healthcare a mis l'accent sur les échographes portables, avec la présentation
de cinq appareils: le Vivid e et le Vivid i en Cardiologie et Interventionnel, le Logic e et le Logic i en
Radiologie et Interventionnel, le Voluson e. La nouveauté concernait aussi un nouvel échographe
obstétrique et radiologique : le Voluson E8.
Les échographes portables sont des appareils compacts, qui disposent de performances identiques
aux appareils haut de gamme. Les différences entre les séries « i » et les séries « e » résident
principalement dans la possibilité de réaliser de l'imagerie de contraste avec les premières séries.
Ces portables utilisent les mêmes sondes que les appareils conventionnels. Comme il n'y a qu'un
connecteur de sonde par appareil, GE Healthcare a développé un chariot disposant de trois
connecteurs de sondes pour sa gamme de portables.
Le Voluson 8, qui avait été présenté en avant première lors des JFR 2006, sera commercialisé
début 2007. Cet appareil dispose d'une sonde 4D endocavitaire de 24 mhz permettant de détecter
les anomalies f œ tales très tôt. Il dispose d'un nouveau logiciel d'aide au diagnostic le SonoVCAD
pour acquérir plus facilement les images du c œur fœ tal.
Ces appareils viennent compléter les gammes existantes :
- la gamme Logic dédiée plus spécialement à la radiologie et au vasculaire, qui se décline en Logic 9,
Logic 7, Logic S6, Logic P5, Logic 3, et Logic Book XP (appareil portable),
- la gamme Voluson, dédiée plus spécialement à la radiologie et à la gynécologie -obstétrique, avec
le Voluson 730 pro et le Voluson 730 expert.
- la gamme Vivid, dédiée plus spécialement à la cardiologie, avec les appareils Vivid 7 dimension,
Vivid 5 et Vivid 3.
GE Healthcare dispose d'un panel complet de sondes, dont une sonde pendulaire électromécanique
pour l'endocavitaire et pour les examens abdominaux et superficiels des sondes matricielles
volumiques, une petite sonde à technologie NICU pour les applications en néonatologie et
pédiatrie. Les fréquences disponibles par sonde ont été augmenté (jusqu'à 32 Mhz en réception).
Cette société propose une nouvelle génération de sondes avec des connecteurs à empreinte
numérique, qui permette de recevoir plus de données en simultané et de réduire les effets
acoustiques.
Au niveau logiciel, l'accent est mis sur l'imagerie de contraste avec une quantification volumique de
la zone observée et l'affichage d'une double imagerie : image native et image de contraste (avec
un encodage ultrasonore et un rehaussement du contraste). Des recherches sont en cours pour
d'autres organes.
Une station de travail LOGIQworks ou View Point, disposant de multiples possibilités (format PDF,
Dicom, interface HL7 …) est dédiée à l'échographie avec la possibilité de retravailler les images à
partir des Raw Data (données brutes). Un mode important est le TUI (Tomographic Ultrasound
Imaging) qui donne une présentation des images en coupes, comme pour le scanner.
GE Heathcare poursuit son travail de miniaturisation des appareils avec entre autre l'intégration du
beamformer dans la sonde. En WIP était présenté un petit échographe de poche.
Le deuxième axe de recherche concerne principalement les sondes, avec des sondes 2D array
disposant de 12 000 éléments infra - millimétriques.
Hitachi Medical System
http://www.hitachimed.com
La gamme d'échographes Hi Vision de la société Hitachi se décline en 4 familles : les plateformes HV
5500, HV 6500, HV 8500 et HV 900+.
Hitachi considère que les écrans cathodiques continuent à offrir une meilleure qualité d'images.
Cependant l'ensemble de la gamme peut être équipé d'écrans plats.
Hitachi est la seule société avec Esaote à proposer le repérage par fusion d'images ultrasons et
scanner/IRM. Cette option est accessible sur le HV 6500, le HV 8500 et le HV 900+.