Imagerie fonctionnelle du flux sanguin cérébral à l’aide de l’échographie Doppler transcrânienne

Résumé

Source : Hage, B. D. et. al., Échographie Doppler transcrânienne fonctionnelle pour la surveillance du flux sanguin cérébral. J. Vis. exp. (2021)

Cette vidéo démontre l’utilisation de l’échographie Doppler en tant que }} {{}}{{}}}{{}}Cette vidéo démontre l’utilisation de l’échographie Doppler en tant que Outil d’imagerie pour mesurer la vitesse du flux sanguin cérébral, ou CBFV en temps réel. Il met en évidence comment les changements de fréquence dans l’artère cérébrale moyenne pendant des tâches telles que l’apnée révèlent des changements dans le CBFV, offrant des informations sur l’activité cérébrale et la dynamique vasculaire.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été effectuées conformément aux directives institutionnelles, nationales et internationales en matière de bien-être humain et ont été examinées par le comité d’examen institutionnel local.

1. Localisation du signal de l’artère cérébrale moyenne (ACM) par échographie Doppler transcrânienne à main levée (TCD)

REMARQUE : {{}}La TCD « à main levée » fait référence à une opération de TCD avec un transducteur portable pour trouver un signal de vitesse de débit sanguin cérébral (CBFV) avant de commencer une expérience d’échographie Doppler transcrânienne fonctionnelle (fTCD).

1. Réglage des paramètres TCD
   1. Maintenir la puissance à une valeur raisonnablement élevée (par exemple, 400 mW) lors de la recherche initiale du MCA. Une fois le signal MCA localisé, réduisez la puissance autant que possible tout en maintenant un « bon » signal (voir étape 2.2.7).
      REMARQUE : L’utilisation d’une puissance raisonnablement élevée lors de la recherche initiale ne viole pas le principe ALARA (As Low As Reasonably Achievable) de l’exposition au rayonnement acoustique, car une puissance plus élevée permettra de découvrir plus rapidement le signal MCA.
   2. Réglez le volume de l’échantillon sur 8 à 12 mm lors de la recherche initiale du signal MCA. Si le signal est difficile à trouver, augmentez la taille de la porte pour augmenter l’intensité du signal, mais notez que cela peut incorporer le signal d’une ou plusieurs artères voisines dans le signal de l’ACM.
   3. Réglez le gain à un niveau moyen, dans le but de « garder le bruit de fond au minimum, mais présent ».
   4. TAG_70 TAG_69 TAG_68 TAG_67 TAG_66 TAG_65 Si le sujet est un adulte, réglez la profondeur à 50 mm, ce qui correspond à la profondeur moyenne du point médian du segment M1 de l’ACM (Figure 1).
      REMARQUE : Ce paramètre sera abordé plus en détail dans les étapes suivantes. Les paramètres de profondeur pour les enfants sont indiqués dans le tableau 1{{TAG_91 TAG_92}}.

2. Localisation de la fenêtre temporelle
REMARQUE : La fenêtre temporelle, également appelée fenêtre acoustique transtemporelle, est une partie du crâne où l’os est le plus fin, permettant ainsi la transmission de l’énergie des ultrasons à basse fréquence à travers le crâne (Figure 2).

1. Pour les nourrissons et les jeunes enfants, localisez la fenêtre temporale juste devant l’oreille (l'« espace intertragal ») et au-dessus du bord rostral de l’arc zygomatique, qui peut être facilement ressenti sous la peau.
2. Pour les adolescents et les jeunes adultes, localisez la fenêtre temporelle via l’une des sous-fenêtres.
   }{{ TAG_136}}REMARQUE : La sous-fenêtre postérieure fournit généralement le meilleur signal (Figure 2).
3. Pour les adultes âgés de 30 ans ou plus, localisez la fenêtre temporale juste devant l’oreille.
   REMARQUE : La fenêtre acoustique diminue à mesure que les gens vieillissent en raison de l’augmentation de la porosité de l’os du crâne, ce qui fait que certaines personnes âgées ont une fenêtre temporelle très limitée. Chez ces individus, l’insonation bilatérale de l’ACM est parfois impossible.
   

3. Application du transducteur

1. Appliquez suffisamment de gel à ultrasons pour couvrir la surface du transducteur.
   REMARQUE : Lorsqu’il est placé sur la tête, le gel doit couvrir suffisamment d’espace pour maintenir une étanchéité entre le cuir chevelu et la surface de la sonde Doppler, empêchant ainsi l’interruption du signal due au couplage de l’air sous la surface de la sonde.
2. Avertissez le sujet que le gel peut être froid (s’il est à température ambiante).
3. Placez le transducteur sur la fenêtre temporelle, qui se trouvait dans la section 1.2.
   

4. Recherche du MCA

1. Après avoir placé le transducteur sur le cuir chevelu, recherchez le signal MCA, qui sera généralement situé légèrement en avant (vers l’avant) et rostral (vers la tête) par rapport à l’emplacement initial du cuir chevelu du transducteur.
2. Si le signal spectral TCD n’est pas immédiatement évident, ajustez l’angle du transducteur tout en le maintenant au même endroit par rapport au cuir chevelu. Inclinez lentement la sonde de la rostrale à la caudale (vers les pieds) et de l’arrière à l’antérieur.
   {TAG_222}}{TAG_224}}REMARQUE : {TAG_230}}La figure 3 montre deux spectres pris de la même position, mais sous des angles différents.
3. Si un signal est toujours absent après l’exécution de l’étape 1.4.2, vérifiez l’affichage couleur du mode M pour l’écoulement dans le MCA à différentes profondeurs (indiquées par une coloration rouge). Incrémentez ou diminuez la profondeur du signal par pas de 5 mm et effectuez la recherche comme décrit à l’étape 1.4.2. Si l’écoulement est visible en mode M mais pas dans le spectre Doppler, augmentez ou diminuez la profondeur jusqu’à ce que le signal d’écoulement soit visible dans le spectre Doppler.
4. Si vous n’obtenez toujours pas un signal satisfaisant, déplacez le transducteur vers une position proche du cuir chevelu, légèrement plus en avant, et répétez les étapes 1.4.1 à 1.4.3.
5. Lorsque vous obtenez un signal MCA optimal, notez la profondeur et la vitesse maximale.
6. À l’aide d’un stylo de maquillage lavable, placez une marque sur le cuir chevelu (trace d’une partie du bord du transducteur) où le signal optimal a été trouvé.
   
   

5. Recherche de la bifurcation
REMARQUE : Il est important de trouver la bifurcation de l’artère carotide interne (ICA) pour aider à confirmer que l’ACM est l’artère surveillée. Cette étape doit être effectuée des deux côtés si une surveillance bilatérale doit être effectuée, car la bifurcation peut ne pas être à la même profondeur des deux côtés.

1. Augmentez la profondeur jusqu’à ce que le signal de la bifurcation de l’ICA dans le MCA et artère cérébrale antérieure (ACA) soit noté (Figure 4), généralement à une profondeur de 51 à 65 mm.
2. Search pour le signal spectral de bifurcation optimal en utilisant la procédure décrite à l’étape 1.4.2. Efforcez-vous toujours d’obtenir le signal spectral à la vitesse la plus élevée possible.
3. Lorsqu’un signal de bifurcation optimal est obtenu, notez la profondeur de la bifurcation.
4. Pour une surveillance bilatérale, répétez les sections 1.1 à 1.4 et les étapes 1.5.1 à 1.5.3 de l’autre côté de la tête.

2. Déplacement du MCA après la mise en place d’un dispositif de fixation

REMARQUE : Pour les expériences de DFCf, il est nécessaire de surveiller le CBFV pendant 10 à 90 minutes ou plus. Par conséquent, un dispositif de fixation (Figure 5) est crucial pour assurer la stabilité.

1. Placer le dispositif de fixation
   1. Par inspection visuelle, ajustez le dispositif de fixation (Figure 5) à la taille approximative de la tête du sujet.
   2. Alertez le sujet avant de placer le casque sur sa tête. Placez le casque sur la tête du sujet.
      REMARQUE : Si le sujet a les cheveux longs ou épais, il peut être nécessaire d’attacher les cheveux du sujet, selon le dispositif de fixation utilisé.
   3. Ajustez l’ajustement du dispositif de fixation et demandez au sujet si le dispositif est trop serré.
      REMARQUE : L’appareil doit être suffisamment serré pour ne pas bouger lorsqu’il est légèrement heurté, mais suffisamment lâche pour que le sujet ne soit pas inconfortable.

2. Localisation du signal MCA
   1. {}} Desserrer le mécanisme du dispositif de fixation qui maintient le transducteur en place (par exemple, desserrer le mécanisme, illustré en Figure 5, en tournant un bouton dans le sens inverse des aiguilles d’une montre) afin que le transducteur puisse se déplacer librement.
   2. Alertez le sujet avant d’appliquer du gel sur les transducteurs (qui devraient déjà être en place à partir de la section 2.1), et que le gel peut être froid (s’il a été stocké à température ambiante).
   3. Appliquez suffisamment de gel à ultrasons sur la sonde pour couvrir la face de la sonde.
   4. Ajustez le dispositif de fixation de manière à ce que la sonde soit située au-dessus de la marque faite à l’étape 1.4.6.
   5. Recherchez le signal spectral MCA optimal à l’aide de la procédure décrite aux étapes 1.4.1 à 1.4.3. Efforcez-vous toujours d’obtenir le signal spectral à la vitesse la plus élevée possible.
      REMARQUE : Par rapport au TCD à main levée, la profondeur optimale à laquelle le MCA est situé à l’aide du dispositif de fixation peut différer légèrement (au maximum de 1 à 2 mm) de la profondeur du dispositif à main levée. En effet, le dispositif de fixation peut maintenir le transducteur légèrement plus loin du cuir chevelu tout en maintenant un joint de gel de couplage.
   6. Lorsque le signal spectral MCA optimal est trouvé, resserrez le mécanisme du dispositif de fixation pour verrouiller le transducteur en place. Notez la profondeur et tous les autres paramètres.
   7. Diminuez la puissance (voir étape 1.1.1) autant que possible tout en conservant une enveloppe spectrale qui trace la vitesse maximale avec précision.
   8. Pour surveillance bilatérale, répétez les étapes 2.2.1 à 2.2.7 de l’autre côté.

3. Exécution d’une manœuvre d’apnée

REMARQUE : Cette section est donnée à titre d’exemple d’expérience fonctionnelle qui peut être réalisée à l’aide du dispositif expérimental décrit dans les sections 1 et 2.

1. Effectuez toutes les étapes décrites dans les sections 1 et 2.
2. Lancez l’enregistrement sur le logiciel TCD.
3. Respirez normalement pendant 3 minutes pour obtenir un bon enregistrement de base et permettre au CBFV de se stabiliser à partir de toutes les expériences ou stimuli précédents.
4. Compte à rebours lentement à partir de trois. Au compte de un, demandez au sujet de commencer à retenir sa respiration après une inspiration normale.
   REMARQUE : Le sujet ne doit pas inspirer profondément, car cela diminuerait le dioxyde de carbone dans les poumons et diminuerait la probabilité d’observer l’augmentation du CBFV due à la réactivité cérébrovasculaire. Le sujet doit également éviter d’effectuer une manœuvre de Valsalva, dans laquelle la pression intrathoracique est considérablement augmentée contre une inspiration retenue.
5. Placez un marqueur dans l’enregistrement TCD pour signifier le début de l’apnée.
6. Demandez au sujet de retenir sa respiration pendant 30 secondes, ou jusqu’à ce qu’il ne soit plus à l’aise pour retenir sa respiration.
7. Lorsque le sujet inspire, placez un marqueur dans l’enregistrement TCD pour signifier la fin de l’apnée.
8. Continuer à surveiller les VFCI à l’aide de la TCD et enregistrer pendant au moins 30 s après la fin de l’apnée pour s’assurer que les VFBC reviennent aux valeurs de base.

Tableau 1 : Profondeurs de l’ACM à différents âges.

{{}}{{}}45–50

{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}}{{}}{{}}{{}}}{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}{{}}Âge	Profondeur de l’artère cérébrale moyenne (mm)
0–3 mois	{TAG_605}}25
{{TAG_615 - }}3 à 12 mois	30{TAG_628}}{{}}	1–3 ans	35–45{{TAG_646 - }}
{TAG_653}}3 à 6 ans	{TAG_661}}40– 45
{TAG_671}}6–10 ans
10–18 ans {{TAG_ 693}}	45–50
{TAG_706}}>18 ans{{TAG_708 TAG_709 TAG_717}}	50{{}}

{TAG_566}}{TAG_613}}{TAG_630}}{{TAG_ 631}}{{}}{TAG_676}}{{}}

{TAG_724}}

Résultats

Matériaux