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Base physique du Doppler
EchoDoppler thyroïdien :
techniques, valeurs
normales
Sylvain Poirée, Jean Tramalloni, Olivier Hélénon
Service de Radiologie Adultes. Hôpital Necker. Paris
Imagerie médicale Paris 13
• L’effet « Doppler »
• Les différents modes Doppler
• Doppler continu
• Doppler pulsé et analyse spectrale
• Doppler couleur
Bases physiques du Doppler
L’effet Doppler
Principe de l’effet Doppler-Fizeau Décalage de fréquence d’une onde acoustique ou électro-
magnétique entre la mesure à l'émission et la mesure à la
réception lorsque la distance entre l'émetteur et le
récepteur varie au cours du temps
Christian Doppler (1842) et Hyppolite Fizeau (1848)
Sirène d’un camion de pompier:
Grave s’il s’éloigne
Aigu si il se rapproche
Lumière émise par une étoile:
Rouge si elle s’éloigne
Bleue si elle se rapproche
Fréquence de l’oscillation émise
ΔF : Fréquence Doppler mesurée
V : Vitesse circulatoire (déplacement GR)
c : Vitesse de propagation des US dans les tissus (1540 cm/s)
Fo : Fréquence d’émission de la sonde
: Angle « Doppler » (dir flux / fx US)
La fréquence Doppler et la vélocimétrie sanguine
Application médicale: Satomura 1956
ΔF = 2V/c.Fo.Cos θ
L’onde US réfléchie par un
réflecteur en mouvement est
modifiée d’un facteur ΔF dont
la valeur dépend du sens et de
la vitesse du déplacement,
de Fo, c et incident
ΔF = 2V/c.Fo.Cos θ
La fréquence Doppler ΔF se situe dans les
fréquences audibles 100Hz – 20kHz
L’effet Doppler est nul lorsque l’angle incident est
de 90° Importance de l’angle d’insonation
Angle 90°: erreur relative 100%
Angle 60°: 50%: angle maximal acceptable
Angle 45°: 29%
Angle 30°: 13%
Préférer un angle 45°
Les différents modes Doppler
Doppler continu
Doppler pulsé
Doppler couleur
Mode fréquentiel
Mode puissance
Les différents modes Doppler
Doppler continu Permet de calculer la vitesse circulatoire
et le sens de l'écoulement.
Avantages
Grande Se pour détecter des flux lents
Excellent rapport signal/bruit
Pas de limite de quantification des vitesses
Faible coût, encombrement et maniabilité
Inconvénients
Absence de résolution spatiale
Pas de localisation précise en profondeur
Tous les flux sur le trajet de tir sont enregistrés
Technique d’enregistrement fct trajet vascul. présumé
Les différents modes Doppler
Doppler pulsé Emission par impulsion brèves (PRF)
Réception (fenêtre d’écoute)
entre 2 émissions
Volume d’échantillonnage
Avantages
Résolution spatiale (profondeur)
Visualisation 2D des vaisseaux
Adaptation angle tir et volume
Correction d’angle possible
Equipe ttes les sondes
Analyse spectrale
Représentation en tps réel
de 3 paramètres
du signal Doppler après
transformation :
en abscisse : le temps
en ordonnée : les
fréquences (ou vitesses)
la brillance de chaque
point :
d’hématies (réflecteurs)
fonction du nombre
Les différents modes Doppler
Doppler pulsé
Inconvénients
Coût et maniabilité
Mesure des vitesse
limitée par la PRF
Ambiguité spectrale
(repliement)
Ambiguité spatiale
(profondeur d’exploration)
Rapport signal / bruit
Les différents modes Doppler
Doppler pulsé
Inconvénients
Ambiguité spectrale
Vitesse maxi mesurable = ½ PRF
(Théorème de Sahnnon)
PRF trop basse
Repliement (aliasing, codage inversé)
Les différents modes Doppler
Doppler pulsé
Inconvénients
Ambiguité spatiale
PRF trop élevée
Localisation erronée (+ superficielle)
En pratique: adaptation automatique
Compromis entre:
Mesure vitesse élevée (PRF )
Profondeur d’exploration (PRF )
HighPRF (impulsions additionnelles)
Déplacer la ligne des O
(Utiliser le Doppler continu)
Les différents modes Doppler
Doppler couleur Doppler pulsé multiporte et multiligne
Chaque échantillon : codage du sens et vélocité
Superposition information de flux et mode B
Avantages
Repérage rapide des vx
Analyse «morpho-
hémodynamique» en tps réel
Inconvénients
Limites du doppler pulsé
Se < D pulsé
Cadence image (pour avoir
une imagerie en temps réel, il faut
une fenêtre couleur étroite)
Doppler couleur
• Convention (échelle de couleurs)
– flux qui se dirige vers la sonde prend la couleur du haut
– flux qui s’en éloigne prend la couleur du bas
Doppler couleur • Informations
– Localisation et direction du flux
– Sens du flux
– Vitesse : teinte plus claire
– Turbulence : mosaïque
Les différents modes Doppler
Doppler puissance Codage multiporte multiligne
Chaque échantillon :
codage énergie rétrodiffusée
Superposition information
« en énergie » et mode B
Avantages Se > doppler couleur flux lents++ Moins angle dépendant Pas de repliement
Inconvénients Moins informatif: Pas d’info sur le sens Pas d’info sur la vitesse Plus sensible au mvts
• Rappel anatomie
• Technique
• Valeurs normales
• Optimisation de l’image Doppler
Écho-Doppler thyroïdien
artères thyroïdiennes supérieures
artères thyroïdiennes inférieures
artère thyroïdienne moyenne
VASCULARISATION Artères
• naît de la carotide externe
• aborde le pôle supérieur du lobe
• s’anastomose avec l’inférieure
• s’anastomose avec la supérieure controlatérale
VASCULARISATION Artère thyroïdienne supérieure
• branche du TTBCS
• aborde le pôle inférieur
• se divise en 3 branches
• s’anastomose avec le
réseau supérieur et
controlatéral
VASCULARISATION Artère thyroïdienne inférieure
• Artère de NEUBAUER
• inconstante, impaire et
médiane
• naît de l’aorte ou du TABC
• peut remplacer l’artère
thyroïdienne inférieure
• très difficile à voir à
l’échographie
VASCULARISATION Artère thyroïdienne moyenne
v. thyroïdienne supérieure
v. thyroïdienne moyenne
v. thyroïdienne moyenne
v. thyroïdienne inférieure
VASCULARISATION Veines
Comment chercher les artères thyroïdiennes
• Artères thyroïdiennes supérieures
– Coupe longitudinale centrée sur carotide primitive
– Doppler couleur
– Translation vers la ligne médiane centrée sur le pôle
supérieure de la thyroïde
Comment chercher les artères thyroïdiennes
• Artères thyroïdiennes inférieures
– Coupe transversale ou oblique jonction 1/3 moyen-
1/3 inférieur thyroïde
– Doppler couleur
Valeurs normales
• VS = 25.84±8.76 cm s–1(ATS); 21.50±7.72 cm s–1(ATI)
• VS > chez femme / homme
• VS augmente avec l’âge
• VD = 3.67±5.63 cm s–1
• IR = 0.62±0.07 (ATS); 0.57±0.07 (ATI)
Reference values for Doppler ultrasound parameters of the thyroid in a healthy iodine-
non-deficient population. Macedo et al. British Journal of Radiology (2007) 80, 625-630
Optimisation de l’image Mode d’emploi
• Mode B
– Adapter profondeur
– Gain (vaisseau libre d’échos)
– Préférer une focale (centrée sur le vaisseau)
Optimisation de l’image Mode d’emploi
• Mode Doppler couleur
– Taille de la boîte couleur
– Boite inclinée dans l’axe du vaisseau
– Ajuster gamme des vitesses (PRF)
– Ajuster gain couleur
– Filtres de paroi (filtre les bruits de parois)
Optimisation de l’image Mode d’emploi
• Mode Doppler pulsé (optimisation du spectre)
– Régler le volume d’échantillonnage (VE)
Taille < 2/3 du diamètre du vaisseau
– Ajuster gamme des vitesses (PRF)
– Gain : ajusté fonction signal/bruit
– Ligne de base