Echographie

Echographie
Mis à jour le 13/08/2010 par SFR
Echographie - Elastographie, Quantification, Fusion d'images, Interventionnel, Portabilité
Daniel Winninger (1), Mohamed Boubekri (2)
(1) CHU, Nancy
(2) CHU Paul Brousse (AP-HP), Villejuif
Introduction
Le RSNA 2008 confirme l'intérêt de l'élastographie (évaluation de la dureté des tissus), et la fusion
d'images (scanner, IRM, Pet-Scan, échographie). L'utilisation de l'échographie se développe en
radiologie interventionnelle avec de nombreux outils de guidage (Navigation dans coupe de
Scanner/IRM). Des sondes dédiées pour la biopsie se généralisent. La gamme des machines portables
s'agrandie. La puissance de calcul des microprocesseurs et la miniaturisation des composants les
rendent toujours plus performants. De multiples algorithmes de quantification apparaissent avec les
modalités élastographie et contraste. Le congrès a montré la consolidation des avancées des années
précédentes tant au niveau du matériel (ergonomie, puissance de calcul, technologie des céramiques,
sondes 3D/4D) qu'au niveau logiciel (traitement du signal à l'émission et réception, généralisation de
l'optimisation de la qualité d'images en temps réel, CAD…).
Les Grandes Tendances
Elastographie, Quantification
Plusieurs techniques permettent d'évaluer l'élasticité des tissus ; mouvement de pression du capteur sur
la peau du patient réalisé par l'opérateur, effet naturel de la respiration du patient, mouvements
cardiaques, impulsion ultrasonore focalisée émise par le capteur.
Hitachi(www.hitachimed.com)
Possède une antériorité de 4 ans, de nombreuses communications cliniques (sein, thyroide, foie,
pancréas, tendon, prostate) valident son intérêt. La technique s'appuie sur l'effet de compression du
capteur ainsi que sur l'effet naturel de la respiration du patient et des mouvements cardiaques. On
retrouve des algorithmes de deuxième génération (HI-RTE ; Hitachi real time tissue elastography) qui
permettent d'obtenir des informations en temps réel avec codage couleur des différenciations de
souplesse des tissus et de réaliser des mesures de quantifications. L'analyse est réalisée sur différents
organes avec l'utilisation de différentes sondes (linéaires, endorectales). Une sonde linéaire de 8 MHz
de bande centrale est utilisée pour le foie. Pour le sein utilisation d'une sonde de 14 MHz.
Supersonic Imagine(www.supersonicimagine.fr)
A présenté pour la première fois aux JFR 2008, l'échographe qu'elle a mis au point à AIX-en-provence
d'où son nom Aixplorer. La société était présente au RSNA avec cette machine. L' échographe est
développé autour d'une architecture entièrement logicielle. Il réalise en plus de tous les modes
d'imagerie classiquement utilisés en échographie une imagerie de l'élasticité. La mesure est basée sur
le déplacement d'un front d'onde de cisaillement. L'image est constituée d'une juxtaposition de pixel
dont la valeur est proportionnelle à la vitesse de l'onde de cisaillement en ce pixel. La génération de
l'onde de cisaillement est le résultat d'impulsion ultrasonore focalisée. Cette technique permet de
déduire l'élasticité des tissus par l'intermédiaire du module de Young, puisque la vitesse de l'onde de
cisaillement est directement proportionnelle au module d'Young. Cette mesure de la vitesse de
cisaillement est possible par des fréquences d'imagerie de l'ordre de milliers de hertz, ce que permet le
logiciel intégré SonicSoftwareTM. Pour l'image d'un sein à 4 cm de profondeur, la cadence maximale est
de 20 000 Hz. Une mesure quantitative de l'élasticité des tissus pour une meilleure différenciation de
ceux-ci est réalisée en temps réel. Une échelle couleur en kilopascals (kPa) est affichée à l'écran.
L'échographe est équipé aujourd'hui d'une sonde linéaire large bande (5-15 Mhz) développée par la
société VERMON de Tours. Dans un avenir proche l'échographe devrait recevoir les différentes
technologies de sondes et adapter cette technologie à d'autres applications cliniques (prostate, rein,
thyroïde, foie).
Siemens(www.siemens.com/medical)
Utilise les différentes techniques. La codification se fait par une échelle en noir et blanc pour
l'évaluation non quantitative (compression manuelle), Noir ; tissu mou, blanc ; tissu dur. Pour
l'évaluation quantitative, l'information est donnée par une échelle de gris ou couleur. Echographe
Antares : examen du sein et de la tyroïde avec sonde linéaire (pression avec la sonde et battement de
l'organe). Echographe S 2000 : présence du mode élastographie en plus sur la sonde abdominale avec
onde de choc émise par les céramiques. La position de la ligne de tir de l'onde de choc dans le secteur
d'analyse sélectionné est définie par l'utilisateur.
Toshiba(www.medical.toshiba.com)
Dispose du mode d'élastographie sur les sondes linéaires et endocavitaires qui se connectent sur l'Aplio.
La technique utilisée est celle de la pression du capteur par l'utilisateur. Celui-ci comprime une à quatre
fois la sonde sur le patient (cycle de compression et décompression). Le système privilégie le cycle de
décompression qui communique l'information ultrasonore optimale. L'analyse est réalisée sur les
données brutes.
Esaote(www.esaote.com)
Utilise les différentes techniques. La technique de l'impulsion ultrasonore focalisée émise par le capteur
est disponible depuis 6 mois sur le 60 et 70.
Ce mode est en développement pour les autres sociétés : PHILIPS (www.philips.com), GENERAL
ELECTRIC (www.gehealthcare.com), ALOKA (www.aloka.com)...
Fusion d'images, Interventionnel
Intégration des images scanner, IRM, Pet/scan pour faciliter le repérage des lésions lors du geste
interventionnel (ponction, traitement radio fréquence…). On trouve des sondes dédiées pour le passage
de l'aiguille et la fixation du guide. Le geste opératoire est fiabilisé.
GE Healthcare
Sortie de la plateforme LOGIQ E9 aux JFR 2008 avec une vision d'intégration de la chaîne complète ;
explorer, diagnostiquer, traiter, monitorer.Traiter : Utilisation de la fusion ; US+CT/MR/PET/US pour les
applications cliniques interventionnelles (Drainage, radiofréquence, cryo-thérapie, catheter, stent,
embolisation, biopsie). Le système de repérage est un système de radiofréquence avec une antenne
positionnée à proximité du patient. La sonde est équipée de deux capteurs pour augmenter la précision
de localisation (< au mm). La fusion d'image est réalisée avec l'aide de l'opérateur qui sélectionne des
zones d'intérêts.
Monitorer : Un système de type GPS permet à l'opérateur de choisir la position optimale de son aiguille
dans l'espace au contact de la peau du patient pour réaliser le geste opératoire. Un indicateur de
dimension variable est positionné dans l'image ultrasonore.
Hitachi
Association sur l'écran de l'échographe de volume d'imagerie IRM ou scanner avec l'imagerie
échographique et synchronisation spatiale. Applications : traitement radio fréquence (real time virtual
sonographie) et ponctions. Sonde courbe percée au centre pour le passage de l'aiguille (EUP-B514).
Possibilité de travailler avec deux sondes différentes en même temps et d'avoir deux plans en
visualisation sur l'écran. Les capteurs sont repérés dans l'espace par un système électromagnétique.
Philips
Fusion d'images CT/IRM /TEP-SCAN. Association avec la société TRAXTAL (www.traxtal.com) qui est
parmi les leaders dans la fabrication d'instrumentation de biopsie repérable par des systèmes de
navigation magnétique. PHILIPS et TRAXTAL travaillent sur un logiciel de recalage dynamique des
images CT/ IRM de navigation pour superposer au mieux ces images de tissus mous. Depuis le RSNA
2008, le système TRAXTAL s'intègre dans l'échographe (PERCUVIEW). Il existe deux systèmes pour
travailler. Capteur électromagnétique positionné sur la sonde et capteur positionné sur le patient lors de
l'examen CT, l'ensemble des capteurs est conservé pendant l'examen échographique. Deuxième
possibilité : positionnement de points de repères anatomiques par l'utilisateur pour réaliser le
positionnement de l'image CT et écho.
Esaote
Enfin comme en 2006, 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 les 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. En fusion d'images nouvelles fonctions : transfert de l'imagerie Doppler
(couleur, énergie) et contraste dans toutes les modalités. Positionnement de l'aiguille en temps réel sur
l'imagerie scan/IRM.
Toshiba
Nouvelle barrette courbe percée pour le passage de l'aiguille. Elle supporte le contraste (foie, rein).
Aloka
Alpha 5 (compact) adapté à l'interventionnel avec une gamme importante de sondes, fusion d'images en
WIP.
Portabilité
GE Heatlhcare
Six échographes portables : Vivid e et Vivid i pour la Cardiologie ; Logiq e et LogiqBook XP pour
l'anesthésie et le Voluson i, Voluson e : pour la Radiologie et l'Obstétrique, sur lequel se connecte une
sonde volumique. Un chariot spécifique (Duking station) équipé d'un adaptateur multi connecteurs
permet de recevoir les échographes portables.
Voluson i : (évolution 08) 3D pour l'exploration échographique des lésions mammaires, comptabilisation
des follicules en anatomie (CAD), logiciel d'aide à l'accouchement.
Voluson e : coupes multi planaires (analyse d'intérêt dans 3 plans : transversal, sagittal et frontal avec
3 modes de reconstruction : surfacique, couleur et transparence).
Philips
Commercialisation du CX 50 depuis cette année (utilisation cardio), la version radio doit sortir courant
2009. Les sondes du portable s'adaptent sur IE 33 avec un adaptateur.
Siemens
Acuson P10 est un petit échographe de poche qui possède une sonde électronique de 2-4 Mhz avec les
modes fondamental et harmonique. On peut l'acheter sur Internet environ 10 K€, il est présent en
France depuis 10 mois. Acuson P50, nouvelle génération d'échographe portable en version
cardiovasculaire, développement à base de MAC avec sondes dédiées spécifiques : linéaire, ETO, «
Phased Array ».
Esaote
Mylab25 et MyLab30 qui possèdent l'ensemble des fonctionnalités pour la cardiologie (module 3D/4D,
Doppler tissulaire couleur pulsé, strain et strain rate, sondes ETO enfant et adulte). Produits nouveaux
RSNA 08 : Mylab 25 Gold et Mylab 30 gold pour la cardiologie ; Maylab 5 pour la radiologie avec le
module d'élastographie (mode mixte : acoustique et mécanique). En janvier 09 Maylab 1 avec écran
tactile et wifi. Le marché du portable dans la société correspond à 30 % des ventes par rapport au
compact. La société a crée deux lignes de produits ; portables et compacts.
Zonare Medical Systems INC (www.zonare.com)
A commercialisé la première plateforme échographique convertible. D'une simple pression sur un bouton,
le Système « Z.one Ultra » transforme instantanément le système complet monté sur chariot en un
échographe compact haut de gamme de 2,5 kg.
Le « scan engine » cœur du système peut s'insérer dans la station d'accueil « smart cart » version
complète de l'échographe « Z.one Ultra » qui est doté de 3 connecteurs de sondes ou dans la station «
minicart » équipée uniquement d'un écran de rappel et un clavier alphanumérique. La sonde se connecte
alors directement au « scan engine ». Le système ne comporte pas de formateur de faisceau
conventionnel sous forme hardware. Cette fonction est assurée par un Digital Signal Processor (DSP) de
marque Texas instrument qui double ses capacités tous les 18 mois. Le système est équipé d'une
fonction « zone speed technology ZST » qui permet d'adapter la meilleure vitesse ultrasonore en
s'adaptant aux tissus explorés : Le résultat est une meilleure résolution latérale et de contraste sur la
totalité de l'image.
L'équipement est commercialisé en France par la société FUJI (www.fujifilmmedical.fr).
Aloka
Distribue l'échographe portable T3000 (tous les modes et toutes les sondes) de la société TERASON
(www.terason.com), appareil utilisé en anesthésie.
P2 : portable spécifique ALOKA (RSNA 08), N/B sans Doppler (mammographie, gynécologie, bloc
opératoire), il reçoit des sondes : abdominales, linéaires et endovaginales.
Mindray (www.mindray.com)
Les échographes sont commercialisés depuis peu en France par onde et rayons (www.ondes-etrayons.com), distributeur exclusif pour la France, chaque pays en Europe à son propre distributeur. Le
M5 est un échographe portable (DC3 miniaturisé, ce n'est pas un PC). Il peut se positionner sur un
chariot muni de 3 connecteurs. Il intègre les modes : 2D, Doppler ; continu, pulsé, couleur, puissance,
HPRF, avec l'imagerie panoramique et trapézoïdale et reçoit l'ensemble des sondes qui équipent les
échographes compact (DC6, DC3).
Hitachi, Toshiba
Pour fin 2009 commercialisation d'un échographe portable.
Nouveautés RSNA 2008
Siemens
Présentation de la plateforme S 2000 accouplée au système ABVS (automated breast scanner). L'ABVS
est un appareil équipé d'une double barrette linéaire de 14 cm pour réaliser par balayage automatique
l'imagerie du sein. En un balayage on obtient entre 450 et 630 images. La pression calibrée des
capteurs linéaires sur le sein lors du balayage complet par un système mécanique permet la
reproductibilité de l'analyse dans le temps. Le critère opérateur dépendant lié au positionnement du
capteur ultrasonore n'existe plus. Un logiciel CAD (E.SIECALC) est présent sur le S 2000 pour le sein et
l'abdomen. Développement d'une sonde linéaire 6 -18MHz) pour l'ostéoarticulaire. Présentation d'images
acquises sur le plan volumique avec le capteur a technologie CMUT (capacitive micromachined ultrasonic
transducer). Module URI (user research Interface) pour le traitement des données brutes, il s'adapte sur
l'Antares et le S 2000.
Philips
Produit de contraste utilisable avec toutes les sondes, depuis 2008 pour les sondes linéaires (utilisation
de la fréquence basse de la sonde). Image volumique contraste uniquement avec la sonde X3-1.
Nouvelle sonde linéaire L 17-5 MHz.
L'algorithme Tissue Aberration Correction est aujourd'hui présent sur les sondes linéaires L12-5 et L17-5
(trois positions sélectionnées par l'utilisateur).
Nouvelle sonde mécanique VL 13-5 (balayage mécanique) pour sein/thyroïde/parties molles et
vasculaire. Nouveau protocole (Smart-exam) pour automatisation de la réalisation d'un examen complet
sur IU22 et IU33. Port USB présent sur tous les appareils. Technologie PureWave Crystal présente sur
les sondes S5-2 et C5-1.
GE Healthcare
Sortie de la plateforme LOGIQ E9 aux JFR 2008 avec une vision d'intégration de la chaîne complète ;
explorer, diagnostiquer, traiter, monitorer.
Une nouvelle sonde matricielle 4D à 8 000 éléments sera prochainement commercialisée. La station
View Point permet de réaliser les comptes rendus, les analyses statistiques, le traitement de l'ensemble
des données brutes et d'encapsuler ces données au format DICOM pour sauvegarde sur le PACS.
Toshiba
Le 4D volumique (sondes avec système pendulaire) est utilisable en mode contraste. Présence de
l'harmonique différentiel sur toutes les sondes. Nouvelle sonde très haute fréquence (PLT 1204 BT) de
large bande 14MHz- 18MHz et sonde PVT 674 BT (5 -11MHz). Logiciel de quantification tissulaire qui
s'adapte sur un PC, 3D/4D 'multi view', sélection du nombre de coupes. Acquisition volumique MPR,
sélection des plans de coupes. Automatisation du calcul des volumes, analyse automatique. L'Aplio
intègre le mode contraste sur les trois sondes per opératoire (T, convexe, linéaire), de 11 à 12 MHz de
fréquence centrale. Evolution de l'aplipure en aplipure + pour optimiser le compound spatial. La
technologie 'single cristal' est présente sur toutes les sondes, il y a un canal dédié par céramique.
Logiciel CAD (µ pure), les structures de haute énergie sont rehaussées.
Mindray
Le DC7 est en développement (complément de la gamme DC6 et DC3 commercialisée en Europe)
Appareil destinée à la cardiologie avec l'ensemble des modes ; strain, strain rate, contraste…).
Esaote
Nouvelles sondes linéaire et abdominale permettant une autre prise de main. Nouvelle Gamme
d'échographes MyLab (12 Produits). QIMT algorithme pour l'analyse de la paroi artérielle et de l'intima
media. Il est intégré dans toutes les machines. Le signal RF est utilisé pour optimiser les informations,
MyLab Desk implantable sur toutes les machines. Xview algorithme de speakle réduction. MView :
compound spatial et fréquentiel présent sur toutes les sondes à partir de la version 9, Stearing 2D :
orientation de deux faisceaux 2D et Doppler couleur possible par la présence d'un double beamformer
avec 3 angulations possibles.
Aloka
Présente sa gamme ProSound avec les plateformes Alpha 10 & Alpha 7 (radio, cardio, gynéco). Ces
plateformes intègrent un générateur à ondes composées, l'imagerie de perfusion eFlow, l'magerie de
différentiation AIP, le spatial compound. Elles permettent la connexion de nouvelles sondes OPIM.
RSNA 08 ; Alpha 5 SX, évolution de l'alpha 5 SV (version évoluée de l'alpha 7). Il intègre toutes les
options prévues pour l'interventionnel, écran plat 15 pouces, full dicom, port usb. C'est le seul produit
en France qui fonctionne avec l'échobronchique de la société Olympus. Le Prosound 6 est destiné aux
cabinets de gynécologie, l'urologie aux blocs opératoires. Il vient en remplacement du SSD-1000. Il est
commercialisé depuis juin 2007. L'alpha 7 : commercialisé en janvier 2008 en France existe depuis
septembre dans sa version 2 incluant les modes : compound spatial et fréquentiel sans modification de
la cadence image, panoramique (déplacement de la sonde) trapézoïdale et AIP. Partenariat avec de
nombreuses sociétés, notamment dans le domaine de l'endoscopie souple avec Olympus et dans celui
de la lithotripsie avec Richard WOLF ou Storz. Mode contraste pour l'Alpha 5, 7 et 10 avec sondes
abdominal et linéaire. Mode 3 D /4D des vaisseaux, multi slice avec l'évolution de l'alpha 10 en version
7 et version 2 de l'alpha 7.
Hitachi
Des plateformes haut de gamme sont présentées : HI VISION 900 et EUB 7500 HV (nouvelle
plateforme). Ces échographes sont destinés à toutes les applications cliniques (radiologie, obstétrique,
urologie, cardiologie). Ces équipements disposent de nouvelles capacités de calcul. La gestion des
spectres à l'émission et réception permet d'améliorer la puissance de l'imagerie haute fréquence, gain
important en pénétration. (mode : coded excitation).
On retrouve sur ces équipements la fusion d'image et sur l'HI VISION 900 un beamformer permettant de
traiter 8 réceptions simultanées pour une émission ultrasonore (4 pour l'EUB 7500 HV) et une
télécommande sans fil (technologie bluetooth) pour l'interventionnel. La gamme d'échographes HI Vision
de la société se décline en 4 familles ; EUB 5500HV, EUB 7000 HV, EUB 7500HV et HI VISION 900.
Medison (www.medison.com)
Présente une nouvelle plateforme : l'ACCUVIX V 20 pour compléter sa gamme : ACCUVIX V 10 et
SONOACE X8. Il est utilisable dans toutes les applications cliniques (radiologie, urologie, gynécologie,
obstétrique, cardiologie, vasculaire) avec les sondes associées qui disposent toutes d'un kit à ponction.
Deux sondes courbes basse fréquence (2-6MHz ; 4-8MHz) avec céramiques oscillantes permettent de
réaliser de l'acquisition 3D/4D.
Conclusion
L'élastographie va devenir un outil complémentaire indispensable pour limiter le nombre de ponction des
lésions bénignes dans l'évaluation des lésions mammaires. L'utilisation à l'ensemble des organes va se
généraliser. Une avancée réelle sur La visualisation de petites lésions non détectables et la
quantification des lésions se confirme par de nombreuses communications écrites.
Les systèmes proposés en interventionnel répondent au problème d'accessibilité de l'imagerie de coupe
IRM et scanner. Ils sont une alternative à la fuoroscopie par rayons X qui pose le problème de la dose
patient et opérateur ainsi que le temps machine. L'échographie entre dans l'arsenal des procédures
interventionnelles (Biopsie, Radiofréquence, Cryochirurgie, Pose de prothèse cardiaque guidée par
échographie par sonde ETO 4D). Le 3D/4D se généralise chez tous les constructeurs. En 2009 des
capteurs a technologie CMUT (capacitive micromachined ultrasonic transducer) devraient être
commercialisés.