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Article de méthode

Imagerie vasculaire Doppler ultrarapide pour le suivi physiologique peropératoire de la moelle épinière humaine

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DOI :

10.3791/68260

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29 août 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1College of Biomedical Engineering, Fudan University, 2Department of Neurosurgery, Huashan Hospital, Fudan University, 3Poda Medical Technology Co., Ltd., 4State Key Laboratory of Integrated Chips and Systems, Fudan University

Dans cet article

Résumé

Cette étude présente l’application de l’imagerie vasculaire Doppler ultrarapide pour le suivi physiologique lors d’une chirurgie de la moelle épinière humaine.

Résumé

La surveillance des paramètres physiologiques est essentielle pour évaluer l’état du patient lors de scénarios peropératoires. Des informations hémodynamiques, telles que la pression artérielle et la fréquence cardiaque, peuvent être dérivées des signaux Doppler des échographes, reflétant la fonction vasculaire et indiquant les risques pathologiques en temps réel. Par rapport à l’oscillométrie, à l’imagerie par résonance magnétique (IRM), au Doppler conventionnel et aux méthodes piézoélectriques, le Doppler ultrarapide offre une résolution temporelle supérieure et une sensibilité élevée pour les petits vaisseaux. Dans cette étude, une application peropératoire de l’imagerie Doppler ultrarapide dans la moelle épinière d’un patient atteint de malformation de Chiari est décrite. Le post-traitement des données a généré des images Doppler de puissance du système vasculaire de la moelle épinière et des paramètres physiologiques, y compris la cartographie détaillée de l’indice de résistivité (RI) et de l’indice de pulsatilité (PI). L’IR et l’IP ont montré des réductions significatives après une intervention chirurgicale (moyenne de l’IR : 0,47 → 0,32 ; Moyenne PI : 0,63 → 0,39 ; p < 0,001), avec des tendances constantes observées dans les médianes, indiquant une amélioration de l’hémodynamique de la moelle épinière. L’évaluation des changements dans les paramètres PI/RI à l’aide de cette méthode peut offrir une compréhension plus large de la progression de la maladie et de l’efficacité du traitement, ce qui pourrait orienter les stratégies chirurgicales et les approches thérapeutiques.

Introduction

La dynamique de la pression artérielle, en tant qu’indicateur physiologique peropératoire important, fournit des indications précieuses pour la stratégie chirurgicale et garantit la sécurité de fonctionnement1. Les ondes de pouls, générées par la contraction et la relaxation périodiques du cœur, se propagent à travers le système vasculaire artériel à partir de l’aorte sous forme d’ondes de pression2. Ces ondes peuvent être considérées comme une manifestation directe de la fonction cardiovasculaire, offrant des informations essentielles pour comprendre la dynamique de la pression artérielle et l’hémodynamique globale3. En pratique clinique, les ondes de pouls sont largement utilisées pour l’évaluation continue de l’état hémodynamique4.

En tant que station de relais et centre réflexe au sein du système nerveux central, la moelle épinière joue un rôle central dans la transmission d’informations motrices et sensorielles. La stabilité de son apport sanguin est cruciale pour le maintien et la restauration de la fonction neurologique6. Le signal de flux sanguin pulsatile de la moelle épinière est étroitement associé à l’onde de pouls, contenant des informations sur l’élasticité vasculaire et l’hémodynamique, reflétant ainsi les changements physiologiques et pathologiques de la moelle épinière. La surveillance de ces signaux est confrontée à des défis considérables en raison de la petite taille de la moelle épinière, de son architecture vasculaire complexe7 et de ses schémas de circulation sanguine complexes8, qui compliquent l’évaluation efficace des ondes de pouls de la moelle épinière.

Plusieurs techniques d’évaluation des ondes de pouls ont été proposées. La méthode d’analyse oscillométrique est facile à utiliser et permet d’effectuer des mesures rapides. Cependant, la précision des résultats peut être influencée par des facteurs tels que les artefacts, la posture du patient et la taille et l’emplacement appropriés du brassard 9,10. Certains capteurs de biosignaux piézoélectriques, tels que les capteurs d’impulsions piézoélectriques, peuvent détecter efficacement les ondes de pouls, mais leur précision peut être compromise par des vibrations mécaniques ou des fluctuations de température ; pendant ce temps, les capteurs optiques tels que la photopléthysmographie (PPG) sont sensibles à la lumière ambiante et aux artefacts de mouvement11. De plus, ces techniques ne peuvent capturer que des signaux d’ondes pulsées localisés et n’ont pas la capacité de fournir simultanément des informations d’imagerie de la structure observée12.

En tant que modalité d’imagerie puissante, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) offre une mesure à résolution spatiale relativement élevée des parois artérielles de la moelle épinière, mais elle est coûteuse et a une accessibilité limitée13. L’imagerie par tomodensitométrie (TDM) offre des temps de balayage plus rapides et une plus grande disponibilité, mais émet des rayonnements ionisants, ce qui limite son utilisation pour des évaluations répétées14. L’échographie Doppler conventionnelle permet d’évaluer en temps réel la dynamique du flux sanguin grâce à deux modes d’imagerie complémentaires : le Doppler couleur et le Doppler à ondes de pouls (PWD). Le Doppler couleur fournit un aperçu qualitatif des vitesses d’écoulement dans le champ de vision en balayant le support ligne par ligne, mais souffre de faibles fréquences d’images et d’une faible sensibilité aux flux lents ou profonds. PWD offre des informations temporelles quantitatives sur les formes d’onde du flux sanguin, mais est limitée à une seule région d’intérêt définie par l’utilisateur. Par conséquent, il est applicable pour une hémodynamique forte dans les artères et les veines et quantifie les formes d’onde d’impulsion instantanées dans un petit champ de vision15. L’échographie avec produit de contraste améliore la visualisation du flux sanguin grâce à l’utilisation d’agents à microbulles ; Cependant, la nécessité d’une injection de produit de contraste soulève des problèmes de sécurité dans les contextes peropératoires, ce qui la rend moins adaptée à l’évaluation en temps réel de la pulsatilité vasculaire16. Les techniques d’imagerie photoacoustique et optique offrent un contraste et une résolution spatiale élevés pour l’imagerie vasculaire, en particulier dans les tissus superficiels. Cependant, leur forte dépendance à l’accès optique limite considérablement leur applicabilité à des structures profondes telles que la moelle épinière17.

Ces dernières années, l’échographie ultrarapide a progressé rapidement avec un grand potentiel en imagerie vasculaire18. Contrairement au balayage traditionnel à faisceau focalisé, le Doppler ultrarapide utilise des techniques d’ondes planes composées multi-angles, qui augmentent la sensibilité de l’imagerie par ultrasons d’environ 50 fois et améliorent considérablement la détection des petits vaisseaux 15,19,20. Un spectre Doppler complet peut être obtenu pour chaque pixel de l’image, ce qui facilite l’acquisition d’informations complètes sur la vitesse et la direction du flux sanguin21. Cela peut être utilisé pour estimer des indices vasculaires tels que l’indice de résistivité (RI) et l’indice de pulsatilité (PI) dans toute la zone d’imagerie. Notamment, en 2014, Demene et al.22 ont appliqué la technologie Doppler ultrarapide à l’imagerie du flux sanguin cérébral néonatal, présentant une carte détaillée de la distribution de l’IR vasculaire cérébral chez les nouveau-nés. Cette avancée fournit un nouvel outil pour comprendre les mécanismes de l’autorégulation du flux sanguin cérébral et la pathogenèse des maladies connexes chez les nourrissons prématurés et à terme. En 2020, Bourquin et al.23,24 ont proposé la microscopie dynamique de localisation par ultrasons (DULM) basée sur la technologie des ultrasons ultrarapides pour réaliser des mesures in vivo de la microcirculation pulsatile dans le cerveau des rongeurs et ont étendu cette technique à l’imagerie tridimensionnelle, offrant une nouvelle dimension à l’analyse quantitative.

En ce qui concerne l’imagerie vasculaire de la moelle épinière, en 2021, Zang et al.25 ont réalisé une imagerie microvasculaire de la moelle épinière sans agents de contraste à l’aide d’un Doppler ultrarapide, avec une résolution d’imagerie comparable à la longueur d’onde transmise. Sui et coll.26. a utilisé une méthode d’échantillonnage aléatoire basée sur une analyse en composantes principales robuste (RPCA) pour obtenir une imagerie Doppler ultrarapide rapide et rapide à rapport signal/bruit de la microcirculation dans le cerveau et la moelle épinière. Pezet et al.27 ont observé une reconstruction vasculaire à la suite d’une lésion chronique de la moelle épinière. En 2022, Yu et al.28 ont réalisé une microscopie de localisation par ultrasons ultra-rapide à super-résolution de la microcirculation de la moelle épinière chez le rat basée sur RPCA, avec une résolution d’imagerie atteignant 13-16 μm, nettement plus petite que la longueur d’onde de 100 μm. D’autres études ont impliqué une observation continue et une analyse quantitative de la microcirculation dans la pénombre de la moelle épinière après une lésion de la moelle épinière29. En 2023, Yan et al.30 ont utilisé le vecteur d’échographie ultrarapide Doppler pour effectuer une imagerie vectorisée du flux sanguin des petits vaisseaux dans les tumeurs de la moelle épinière humaine et ont évalué en détail la sécurité liée à la séquence sur la base des paramètres de séquence expérimentale. En 2024, Agyeman et al.31 ont réalisé la première imagerie échographique fonctionnelle de la moelle épinière chez l’homme, qui a démontré l’intégration des réponses fonctionnelles de la moelle épinière à la stimulation électrique. Khaing et coll.32 ont validé la corrélation entre les indicateurs d’imagerie de perfusion et la gravité des lésions chez les rats et les humains à la suite d’une lésion traumatique aiguë de la moelle épinière. Cependant, la détection et l’analyse des indices hémodynamiques dans les ondes de pouls de la moelle épinière nécessitent encore des recherches plus approfondies.

La malformation de Chiari représente une maladie importante et répandue affectant la moelle épinière. Il induit des altérations dynamiques du liquide céphalo-rachidien et de la compression de la moelle épinière, perturbant le flux sanguin de la moelle épinière et la régulation vasculaire, ce qui peut entraîner un drainage veineux anormal33, une résistance vasculaire accrue34 et une ischémie potentielle de la moelle épinière35. L’observation des ondes de pouls de la moelle épinière facilite une compréhension plus approfondie des changements hémodynamiques de la moelle épinière, offrant des informations précieuses pour le diagnostic et le traitement de la malformation de Chiari et d’autres troubles de la moelle épinière36.

Cette étude présente un protocole complet pour l’utilisation de l’imagerie vasculaire Doppler ultrarapide pour surveiller les paramètres physiologiques de la moelle épinière chez l’homme, avec un accent particulier sur son application chez un patient atteint de malformation de Chiari. Cette méthode permet l’acquisition en temps réel de données Doppler ultrarapides à fréquence d’images élevée pendant l’exposition de la moelle épinière, suivie d’un post-traitement pour générer des cartes au pixel près de l’IR et de l’IP.

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Protocole

Cette étude a porté sur des sujets humains, et toutes les procédures ont été menées conformément aux protocoles approuvés par le Comité d’éthique de la recherche humaine de l’hôpital Huashan affilié à l’Université Fudan (2021-065). Le consentement éclairé a été obtenu de tous les participants. La mise en œuvre était uniquement destinée à des fins de recherche préliminaire et de validation, et non à des fins de diagnostic clinique. Les indices de sécurité pertinents recommandés par la FDA ont été évalués pour garantir la conformité aux normes de sécurité établies. Les patients inclus dans cette étude ont été diagnostiqués avec une malformation de Chiari. Les critères d’inclusion, d’exclusion et de retrait pour les participants sont fournis dans le Fichier supplémentaire 1. Les réactifs et l’équipement utilisés sont répertoriés dans la table des matériaux.

1. Préparation de l’instrument

  1. Préparez le système d’imagerie par échographie.
    1. Connectez le réseau linéaire à 128 canaux à l’échographe programmable.
      REMARQUE : Protégez la sonde à ultrasons à l’aide d’un boîtier conçu sur mesure, modélisé avec un logiciel 3D et fabriqué par impression 3D. La sonde utilisée dans cette étude était une version personnalisée miniaturisée plutôt qu’une version commerciale. La plate-forme de système d’échographie utilisée dans cette étude a déjà été utilisée dans plusieurs études pour l’étude de l’imagerie vasculaire humaine 37,38,39,40.
    2. Réglez la fréquence centrale du transducteur sur 15,625 MHz, ce qui correspond à une résolution spatiale de 100 μm.
    3. Assurez-vous que le pas entre les éléments adjacents est configuré à 0,1 mm.
  2. Calibrez l’appareil, testez le code et assurez-vous que le système fonctionne correctement.
  3. Mettez en place une plate-forme pour une imagerie stable.
    1. Positionnez le bras robotique à côté du lit chirurgical et verrouillez-le solidement en place pour une fixation ultérieure de la sonde.
    2. Assurez-vous que la sonde reste fixe tout au long de la séance d’imagerie.
      REMARQUE : Cette configuration minimise les secousses et les changements de position causés par le fonctionnement manuel, améliorant ainsi la stabilité et la cohérence du positionnement de la sonde pendant l’imagerie.

2. Préparation de la séquence d’échographie

  1. Réglez une profondeur d’imagerie appropriée en fonction de l’imagerie par ultrasons en mode B.
  2. Réglez la fréquence d’images composée sur 1000 Hz.
  3. Réglez le temps d’acquisition sur 0,4 s.
  4. Émettez 11 ondes planes inclinées uniformément espacées entre -10° et +10°, avec une fréquence de répétition d’impulsions de 11 000 Hz.
    REMARQUE : Les ondes planes inclinées sont émises à différents angles par rapport à l’axe latéral de la sonde. Dans cette étude, 11 ondes planes ont été réparties uniformément de -10° à +10°.

3. Positionnement de la sonde

  1. Couvrez la sonde à ultrasons avec un sac de protection stérile pour instruments médicaux (Figure 1A).
    1. Appliquez une quantité généreuse de gel à ultrasons à l’intérieur du sac stérile.
    2. Insérez la sonde dans le sac.
    3. Fixez la sonde à l’intérieur du sac à l’aide d’un élastique.
      REMARQUE : Le couplage acoustique a été réalisé en appliquant du gel à ultrasons stérile sur la surface intérieure du sac stérile, qui renfermait la sonde. Le sac lui-même a été placé directement en contact avec les tissus humains, permettant une transmission efficace des ultrasons sans contact direct entre le milieu de couplage et le tissu.
  2. Fixez la sonde à l’aide du bras robotique (Figure 1B).
    1. Positionnez la sonde avec précision sur la surface exposée de la moelle épinière après une laminectomie.
    2. Stabilisez la sonde à l’aide du bras robotique pour maintenir un positionnement cohérent pendant l’imagerie.
      REMARQUE : Le bras robotique pneumatique a été utilisé pour stabiliser la sonde à ultrasons. Bien qu’il ne dispose pas de capacités de balayage automatique, le bras permet un positionnement manuel précis et une stabilité tout au long du processus d’acquisition de données. Le bras, équipé dans la salle d’opération, a été contrôlé et fixé manuellement par le chirurgien principal. Au début, toutes les articulations principales ont été fixées, puis l’articulation terminale qui maintient la sonde sous guidage par ultrasons en mode B a été ajustée, puis l’articulation a été ajustée.

4. Acquisition de données

  1. Réglez une profondeur d’imagerie appropriée en fonction de l’imagerie par ultrasons en mode B.
  2. Utilisez l’imagerie par ultrasons en mode B en temps réel pour identifier le plan d’imagerie approprié.
  3. Localisez les amygdales cérébelleuses herniées et la moelle épinière.
    REMARQUE : Confirmez l’alignement correct lorsque la moelle épinière et les amygdales cérébelleuses sont clairement visualisées dans le même plan d’imagerie, avec des limites distinctes et une orientation anatomique appropriée. Dans le plan d’imagerie en mode B, assurez-vous que les amygdales cérébelleuses apparaissent supérieures à la moelle épinière et que le bord dorsal de la moelle est clairement défini avec une symétrie gauche-droite. Après avoir confirmé le plan d’imagerie correct, acquérez une seule image Doppler ultrarapide pour vérifier la présence et la stabilité des signaux de flux sanguin.
  4. Terminez la séquence en mode B et lancez la séquence ultrarapide pour l’acquisition des données.
    REMARQUE : Effectuez la procédure dans des conditions normales de température ambiante. La durée de l’imagerie est courte et la sonde n’a pas montré d’augmentation notable de la température lors de l’acquisition. Cette méthode fournit une visualisation claire des structures de la moelle épinière pendant la chirurgie, ce qui permet des ajustements précis de la sonde pour obtenir une imagerie vasculaire optimale, et permet une comparaison avec les images IRM préopératoires. Dans le cas présenté dans cette étude, la plage de profondeur d’imagerie d’origine était de 0,5 à 9,5 mm. La profondeur d’imagerie réelle a été maintenue constante sur tous les panneaux.

5. Analyse du signal de débit sanguin pulsatile de la moelle épinière avant le traitement (Figure 2)

  1. Générez des images Doppler de puissance du système vasculaire de la moelle épinière. (Graphique 3)
    REMARQUE : La stabilité de la sonde a été évaluée par analyse d’imagerie Doppler de puissance. La visualisation cohérente de vaisseaux spatialement distincts, dépourvus d’artefacts de maculage, démontre l’efficacité du bras robotique à préserver une fenêtre acoustique stable pendant l’acquisition.
    1. Effectuez la formation de faisceaux sur les données de radiofréquence acquises.
    2. Appliquez la méthode de filtrage spatio-temporel basée sur la décomposition en valeurs singulières (SVD) pour séparer les signaux tissulaires des signaux de flux sanguin et supprimer le bruit à haute fréquence. Fixez des seuils appropriés pour extraire les composants souhaités du flux sanguin.
      REMARQUE : Le signal de l’image échographique comprend des composants des tissus mous, du flux sanguin et du bruit aléatoire. Le filtrage spatio-temporel basé sur la SVD sépare ces composants en fonction de leurs caractéristiques spatio-temporelles41. Cette méthode décompose les données d’image échographique en vecteurs singuliers et leurs valeurs singulières correspondantes. En fixant un seuil de filtrage des valeurs singulières, les grandes valeurs singulières sont associées à des vecteurs propres représentant des composants tissulaires avec une forte corrélation spatio-temporelle, les valeurs singulières moyennes correspondent à des signaux de flux sanguin dynamiques, et les petites valeurs singulières représentent principalement le bruit. Dans cette étude, les seuils de SVD ont été fixés pour conserver les composants singuliers 80-380 avant le traitement par électrocautérisation et 50-380 après l’intervention chirurgicale. Ce seuil a été déterminé empiriquement sur la base de l’expérience antérieure (figure supplémentaire 7).
    3. Démoduler le signal de flux sanguin filtré en signaux figure-protocol-1complexes en phase/quadrature (IQ). Calculez l’intensité moyenne du signal à chaque pixel pour obtenir l’image Doppler de puissance PW (x,z) (équation 1)15. Nt est le nombre de trames acquises.
      figure-protocol-2 (1)
      REMARQUE : Les données Doppler éligibles sont caractérisées par une représentation vasculaire claire et un rapport signal/bruit élevé. Si la visualisation vasculaire n’est pas optimale, revenez à l’étape 5.1.2 et ajustez la plage de seuil de SVD en conséquence.
  2. Effectuez une analyse temps-fréquence du signal Doppler (Figure 4).
    1. Segmentez le signal de flux sanguin à l’aide d’une courte fenêtre de temps (Figure 4A).
    2. Appliquez la transformée de Fourier rapide (FFT) pour estimer la densité spectrale de puissance à chaque pixel (Figure 4B).
      REMARQUE : La longueur de la fenêtre a été choisie de manière à couvrir suffisamment au moins un cycle cardiaque, ce qui permet d’identifier de manière fiable les composantes de fréquence systolique et diastolique. Une fenêtre Hann a été utilisée pour réduire les fuites spectrales, et les fenêtres adjacentes ont été chevauchées pour améliorer la résolution temporelle. Dans cette étude, la FFT a été appliquée à l’aide d’une fenêtre de Hann de longueur 80 avec un chevauchement de 70 %.
    3. Faites glisser la fenêtre en continu pour obtenir la fréquence moyenne Doppler variable dans le temps.
  3. Calculez les cartes RI et PI (Figure 4C et Figure 5A-D).
    1. Analysez la fréquence Doppler moyenne des signaux de flux sanguin au fil du temps à des pixels spécifiques (Figure 4C).
      REMARQUE : La validité de l’analyse de fréquence peut être confirmée en observant des fluctuations périodiques de la fréquence moyenne Doppler qui correspondent au cycle cardiaque.
    2. Déterminer la vitesse du flux sanguin et ses variations pour calculer l’IR (équation 2)15 et l’IP (équation 3)15. VPSV est la vitesse systolique maximale, VEDV est la vitesse diastolique finale et Vmean est la vitesse moyenne d’écoulement.
      figure-protocol-3 (2)
      figure-protocol-4 (3)
    3. Simplifiez le calcul de l’IR et de l’IP à l’aide de la fréquence Doppler. Calculez l’IR (équation 4) et l’IP (équation 5) sur l’ensemble de la moelle épinière. fmean(x,z,t) est la fréquence moyenne du Doppler dans une fenêtre de temps définie15.
      figure-protocol-5 (4)
      figure-protocol-6 (5)
      REMARQUE : En raison du flux sanguin, le signal ultrasonore subit une déviation de fréquence connue sous le nom de décalage Doppler, qui est liée à la vitesse V du flux sanguin (équation 6). fDoppler représente le décalage de fréquence Doppler, c0 désigne la vitesse du son dans les tissus mous humains, fpulse est la fréquence transmise de la sonde à ultrasons et est l’angle entre le faisceau d’ultrasons et la direction du flux sanguin15.
      figure-protocol-7 (6)
    4. La fréquence moyenne du Doppler représente la valeur moyenne du décalage dans une fenêtre de temps spécifique. Comme V est proportionnel au décalage Doppler, il peut être approximé en évaluant la fréquence Doppler moyenne à chaque pixel au fil du temps.
  4. Analyse statistique de l’IR et de l’IP
    1. Utilisez des masques logiques pour extraire des valeurs IR et PI valides à partir des régions d’intérêt et excluez les valeurs aberrantes à l’aide de la méthode IQR (intervalle interquartile).
    2. Effectuez un test t pondéré de Student pour évaluer les différences entre les conditions pré et post-chirurgicales, en tenant compte de la structure des données au pixel près.
      REMARQUE : Des analyses statistiques de l’IR et de l’IP ont été effectuées au niveau des pixels, et les différences entre les groupes ont été visualisées à l’aide de boîtes à moustaches avec des niveaux de signification indiqués par des astérisques (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001).

6. Prise en charge des patients et sécurité des protocoles d’imagerie

  1. Surveillez de près les signes vitaux. Surveillez en permanence la fréquence cardiaque, la pression artérielle, la fréquence respiratoire, la saturation en oxygène et la température corporelle pendant l’imagerie. Assurer la sécurité et le confort du patient tout au long de la procédure.
    REMARQUE : Une surveillance neurophysiologique peropératoire (telle que les potentiels évoqués somatosensoriels et les potentiels évoqués moteurs) est également effectuée, compte tenu des lésions nerveuses pouvant survenir pendant la chirurgie.
  2. Assurez-vous que la pression de la sonde est appropriée. Utilisez le bras robotique pour maintenir une pression stable et adéquate sur la sonde. Évitez une force excessive qui pourrait endommager la surface de la moelle épinière.
  3. Maintenir la communication avec l’équipe chirurgicale. Communiquez clairement avec l’équipe chirurgicale tout au long du processus d’imagerie. Réagir rapidement à tout inconfort du patient ou à toute situation inattendue.

7. Acquisition et analyse du signal de flux sanguin pulsatile de la moelle épinière après le traitement

  1. Répétez les étapes décrites à l’étape 5 pour analyser le signal de flux sanguin de la moelle épinière après le traitement.
    REMARQUE : Après un traitement d’électrocautérisation, les amygdales cérébelleuses se sont rétractées avec un volume réduit, ont émoussé les bords et ont restauré les relations anatomiques avec les structures tissulaires environnantes (Figure 6). L’acquisition des données a été effectuée à deux moments peropératoires distincts : avant le traitement par électrocautérisation et après une intervention chirurgicale. À l’heure actuelle, l’exploration de l’IR et de l’IP reste à un stade préliminaire et n’a pas été mise en œuvre pour le guidage chirurgical en temps réel. En conséquence, peu de temps après l’acquisition rapide des données, l’intervention chirurgicale s’est poursuivie sans interruption significative. Ensuite, les données collectées ont été traitées hors ligne (environ 5 à 10 minutes, les détails des étapes de traitement et du calendrier sont fournis dans le fichier supplémentaire 2), ce qui garantit l’absence d’impact sur le flux de travail chirurgical. À l’avenir, si l’IR et l’IP peuvent être utilisés pour aider à la prise de décision peropératoire, on s’attend à ce qu’ils soient intégrés sans perturber le calendrier chirurgical.

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Résultats

Le Doppler ultrarapide offre une sensibilité élevée, permettant une imagerie à haute résolution temporelle du réseau vasculaire de la moelle épinière. Par rapport au Doppler couleur, le Doppler de puissance offre un rapport signal/bruit (SNR) plus élevé42. Une plage de seuil appropriée a été utilisée pour le filtre spatio-temporel basé sur la SVD, permettant d’identifier des signaux de flux sanguins valides et d’imager la direction du flux sanguin. La figure 3E,F

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Discussion

Dans cette étude, l’imagerie Doppler ultrarapide a été utilisée en peropératoire pour extraire le flux sanguin de la moelle épinière humaine. L’analyse spectrale et le calcul de l’IR et de l’IP ont ensuite été effectués sur les signaux de flux sanguin, fournissant des images Doppler de puissance de la vascularisation de la moelle épinière et des cartes IR et PI correspondantes du patient atteint de malformation de Chiari. Dans le contexte des ultrasons ultrarapides, les petits récipients...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas de conflits d’intérêts financiers concurrents.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par le Programme national de recherche et de développement clés de la Chine (n° 2023YFC2410900), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 12274093) et le Programme de coopération internationale en science et technologie de Shanghai (subvention n° 23490713500).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
MATLAB  ; R2022bMathWorksN/APour le post-traitement des données
MicroscopeZEISSPENTERO 8O0 SPour l’observation microscopique peropératoire
Système d’échographie programmableVérasoniquesVantage 256Pour l’imagerie échographique des vaisseaux rachidiens
Bras robotiqueAesculap  ;RT060RPour la fixation de la sonde
Transducteurs linéaires haute fréquence monocristallinsVérasoniquesL22-14vX  ;Pour l’imagerie échographique des vaisseaux rachidiens
Gel à ultrasonsPlaisir de bébéTapez MÉliminer l’espace d’air entre la sonde et la surface de contact

Références

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