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Imagerie par ultrasons haute fréquence de l'aorte abdominale
 

Imagerie par ultrasons haute fréquence de l'aorte abdominale

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L'échographie est une technologie d'imagerie non invasive couramment utilisée dans l'imagerie clinique et le diagnostic.

L'échographie émet des ondes sonores et mesure leur réflexion pour générer des images en direct des structures et des organes anatomiques. Il a des avantages par rapport à d'autres modalités d'imagerie telles que la tomodensitométrie, l'IRM et les scans NIRF, car il est relativement peu coûteux, portable et polyvalent et ne nécessite pas d'agents de contraste. Cependant, il a des limites dans la résolution et la profondeur de pénétration.

Cette vidéo illustrera les principes clés qui sous-tendent la technologie des ultrasons, démontrera l'utilité d'un système d'échographie à haute fréquence pour l'imagerie des vaisseaux sanguins chez les rongeurs et fournira des exemples d'applications d'imagerie par ultrasons.

Les images échographiques sont produites en émettant un faisceau d'ondes acoustiques du transducteur et en enregistrant les échos créés lorsque les ondes se réfléchissent à la frontière entre des tissus différents du corps. Les ondes peuvent également être réfractées, absorbées, ou même dispersées par de plus petits objets comme les cellules sanguines.

La quantité d'ondes réfléchies est proportionnelle à la différence d'impédance acoustique entre les tissus. L'impédance acoustique, Z, dépend de la densité des tissus et de la vitesse de l'onde sonore. Si la différence est élevée, comme avec l'os, alors les ondes sonores sont complètement réfléchies. Si la différence est plus faible, comme avec un orgue, alors les ondes sonores ne sont que partiellement réfléchies.

L'intensité des ondes réfléchies reçues au transducteur ainsi que la distance entre le transducteur et la limite tissulaire sont utilisées pour créer une image anatomique. Ces distances sont déterminées en utilisant la vitesse moyenne de propagation pour le son à travers le tissu corporel, qui est d'environ 1540 mètres par seconde, et le temps qu'il faut à l'onde pour se propager au tissu et au dos.

L'échographie peut être utilisée pour recueillir différents types d'images en utilisant des modes spéciaux qui répondent à des applications uniques. Le mode le plus courant est la luminosité ou mode B, qui affiche l'impédance acoustique d'une tranche de tissu en deux dimensions. Alternativement, le mouvement ou l'imagerie de mode M fournit un regard sur le mouvement rapide dans les tissus comme avec la fonction cardiaque. Enfin, le mode Doppler est utilisé pour évaluer le flux sanguin.

Maintenant que nous avons discuté de la façon dont fonctionne l'échographie, nous allons jeter un oeil à la façon de capturer des images en utilisant les différents modes d'imagerie par ultrasons avec un petit animal.

Tout d'abord, activez le système d'échographie en utilisant l'interrupteur sur le dos. Ensuite, allumez le moniteur et l'ordinateur à l'aide de l'interrupteur sur le côté gauche du système. Ensuite, branchez le transducteur dans le port actif dédié du système. Ensuite, passez le câble transducteur à travers les supports en plastique au-dessus de la monture de la sonde.

Notez la ligne surélevée d'un côté du transducteur. Utilisez-le comme point de référence lorsque vous vous réfiez à l'image affichée sur le moniteur. Au-dessus de la barre d'échelle grise pour l'image est un petit cercle représentant le sujet de l'image et une ligne verticale représentant la ligne surélevée sur le transducteur. Pour commencer, le transducteur doit être fixé dans la pince et placé à 90 degrés à l'animal.

Assurez-vous que l'unité de surveillance physiologique est branchée et appuyez sur les boutons de fréquence cardiaque et de température pour allumer ces moniteurs. Ensuite, allumez le réchauffeur de gel et assurez-vous que sa lumière d'indicateur est allumée.

Pour l'anesthésie animale, vérifiez d'abord le niveau d'isoflurane dans le vaporisateur et remplissez si le niveau est en dessous de la ligne vide. Ensuite, allumez le réservoir d'oxygène et réglez le flux d'air sur le débitmètre à environ un litre par minute.

Maintenant, attachez le stade animal et branchez le cordon VGA pour recueillir les signaux ECG et respiration. Fixez le cône de nez de l'animal en place et vérifiez que le tube noir d'isoflurane et le tube de gaz de déchets bleus sont correctement reliés au cône de nez. L'animal peut maintenant être anesthésié et préparé pour l'imagerie. Tourner le cadran vaporisateur à deux à trois pour cent une fois que l'animal est dans une chambre d'anesthésie sécurisée.

Une fois que l'animal apparaît profondément anesthésié, déplacez-le vers le cône de nez sur la scène, en veillant à changer le flux d'isoflurane. Effectuer une pincée d'orteil pour confirmer que l'animal ne se réveille pas immédiatement, puis appliquer onduleur ophtalmique sur les yeux. Ensuite, fixer les pattes aux électrodes de scène à l'aide d'adhésif et enlever les poils abdominaux à l'aide d'une crème dépilatoire. Appliquer le lubrifiant sur la sonde rectale et l'insérer dans le rectum de l'animal pour les mesures de la température corporelle. L'abdomen est ensuite recouvert d'un gel transduisant ultrasonique réchauffé.

Pour commencer, ouvrez le logiciel et sélectionnez « Nouvelle étude ». Une fois dans une nouvelle série, sélectionnez un utilisateur dans le menu et nommez votre série de façon appropriée. Une fois votre série créée, sélectionnez mode B, qui signifie mode luminosité, à partir du clavier. Toutes les touches de modalité d'imagerie sont sur la rangée inférieure du clavier noir.

Vous êtes maintenant prêt à commencer l'imagerie. Rouler le transducteur dans l'abdomen de l'animal. Surveillez l'écran pour surveiller la fréquence respiratoire. Une baisse du taux sera observée si le transducteur exerce trop de pression sur l'animal. Tournez doucement les boutons d'axe X et Y sur la scène pour ajuster le placement du transducteur. Faites-le jusqu'à ce qu'une image claire de l'aorte abdominale soit trouvée. Une fois les images désirées à l'écran, attendez que la barre blanche au bas de l'image se remplisse avant d'appuyer sur le bouton de l'étiquette d'image pour enregistrer l'image. La modalité sera automatiquement enregistrée avec l'étiquette d'image et n'a pas besoin d'être incluse dans le nom enregistré.

Pour capturer des images en mode M ou en mode mouvement, sélectionnez mode M à l'aide du clavier. Ajuster la démarche SV pour rétrécir ou élargir les barres jaunes et le curseur pour aligner les barres sur une section de l'aorte abdominale. Une fois placé correctement, appuyez à nouveau sur le mode M. Le placement des barres peut être ajusté en mode M. Comme avec le mode B, attendez que la barre blanche au bas de l'image se remplisse avant d'appuyer sur le bouton de l'étiquette d'image.

Pour effectuer l'imagerie de visualisation kilohertz EKV ou ECG, sélectionnez d'abord le mode B sur le clavier, placez le transducteur sur une section de l'aorte abdominale et assurez-vous qu'il y a un signal ECG propre. Appuyez ensuite sur EKV, choisissez le type d'acquisition souhaité, la densité de ligne et le taux d'image et démarrez l'analyse. Après l'acquisition, les données d'image seront affichées.

Pour utiliser la couleur Doppler, sélectionnez d'abord le mode B, vérifiez que le transducteur est au-dessus de l'aorte abdominale, et sélectionnez Couleur. Appuyez sur Mise à jour, déplacez le trackball pour ajuster la taille de la boîte à la zone à scanner, et appuyez sur Mise à jour à nouveau pour verrouiller la taille. Ensuite, utilisez le curseur pour déplacer la boîte. Tournez le bouton de vitesse vers le haut pour augmenter le seuil de vitesse et diminuer le signal d'arrière-plan.

Pour quantifier la vitesse du flux sanguin, le mode Doppler à ondes pulsées est utilisé. Commencez en mode Doppler en couleur, puis appuyez sur PW. Deux lignes à angle jaune apparaîtront à l'écran. Ajustez l'angle du faisceau et tournez le bouton d'angle PW pour apporter la ligne pointillée plus courte parallèle à la paroi antérieure et postérieure du navire. La ligne jaune pointillée deviendra bleue si l'angle est tourné trop loin. Une fois qu'il y a alignement, appuyez sur PW, puis ajustez la ligne de base, la vitesse et les commandes de jeu Doppler pour centrer et égayer les formes d'onde. Vous pouvez afficher les images précédemment acquises à tout moment pendant l'imagerie en appuyant sur la gestion de l'étude et en sélectionnant les images souhaitées.

Après l'acquisition de toutes les images nécessaires pour une série, sélectionnez Close Series à partir de l'écran de gestion de l'étude. Pour transférer des données pour une analyse plus approfondie sur un autre ordinateur, allez à l'écran de gestion de l'étude et cliquez sur les cases à cocher pour les études ou les séries individuelles. Cliquez sur Copier et sélectionnez l'emplacement du fichier souhaité et appuyez sur OK. Enfin, tournez le cadran vaporisateur à zéro, retirez l'animal de la scène et laissez-le se remettre de l'anesthésie.

Après chaque intervention, nettoyez l'échographie et essuyez le stade animal et la sonde rectale. Ne vaporisez jamais le désinfectant directement sur la scène. Le transducteur doit être essuyé avec 70% d'éthanol sur un essuie-tout avant d'être remis dans le support. N'oubliez pas d'éteindre le réservoir d'oxygène et de laisser le flux d'air réduire à zéro sur le débitmètre.

Une fois que toute l'imagerie et l'exportation est complète clicok le bouton d'alimentation sur l'écran de gestion de l'étude et d'attendre que le moniteur et l'ordinateur à l'arrêt. Une fois que le moniteur est complètement éteint, allumez le bouton d'arrêt à l'arrière du système pour « désactiver ». Vous devriez entendre les ventilateurs s'arrêter une fois qu'il a été correctement arrêté.

Une fois la séance d'imagerie terminée et l'arrêt du système, les résultats peuvent être analysés.

Avec ce procédé, la formation image anatomique et fonctionnelle de l'aorte abdominale a été exécutée. Certaines données telles que les scans du mode B sont facilement analysées pendant ou immédiatement après la collecte des données, tandis que les scans dans d'autres modes sont mieux analysés après que les données sont copiées pour analyse avec le logiciel.

Les balayages bidimensionnels de B-mode peuvent fournir le diamètre aortique ou les mesures transversales de secteur. Le diamètre peut être mesuré à l'aide de l'outil de mesure de la longueur sur la distance et de la zone à l'aide de l'outil de mesure de la superficie. Le mode M peut être utilisé pour déterminer la souche cyclique circonférence sur le navire. En regardant un balayage de mode M de l'aorte, un utilisateur peut voir où les lignes lumineuses correspondent à la paroi antérieure et postérieure du navire. Le mur antérieur montre plus de mouvement que le mur postérieur.

La souche cyclique circonférence est déterminée à partir des valeurs intérieures de diamètre aortique pendant le systole de pointe, DS, et le diastole d'extrémité, DD. Le systole de crête se produit quand l'aorte est étendue à sa plus grande taille, et le diastole de fin quand il est à sa plus petite taille. La souche cyclique circonférence est donc calculée à l'aide de cette formule.

Color Doppler peut être utilisé pour déterminer la direction du flux sanguin et la vitesse. Les images de Color Doppler fournissent à l'utilisateur une évaluation qualitative de la dynamique du sang. L'échelle de couleur rouge et bleue indique la direction et l'ampleur de la vitesse du flux sanguin détecté. Le rouge indique le flux vers le transducteur et le flux bleu s'éloigne. La couleur plus foncée représente un débit de faible vitesse et un débit de vitesse plus léger.

Maintenant que les principes généraux et la procédure pour l'imagerie par ultrasons ont été examinés, nous allons jeter un oeil à certaines applications où cette modalité d'imagerie est utilisée.

Le placenta humain est très inaccessible pour la recherche tout en étant in utero. L'échographie à haute fréquence peut être utilisée pour visualiser la veine ombilicale et l'artère utérine. Ceci est effectué pour mesurer le diamètre du vaisseau et la vitesse maximale du flux sanguin des deux côtés du placenta. Ceci est combiné avec des données provenant d'échantillons de sang prélevés sur les côtés maternel et foetal du placenta pour calculer les concentrations artérioveineuses de nutriments et de substances libérées à la circulation. Cette étude donne un aperçu de la fonction placentaire humaine.

L'échographie crânienne est un outil fiable pour les nouveau-nés présentant des anomalies congénitales ou des lésions cérébrales. La méthode est non invasive et peut être faite au chevet des unités de soins intensifs néonatals. Des images d'ultrason sont rassemblées dans les plans coronals et sagittal pour aider à la visualisation du cerveau néonatal. Ces images peuvent aider à visualiser toutes les lésions présentes dans le cerveau. Color Doppler mode est généralement utilisé pour la visualisation des vaisseaux intracérébraux. Les sinus transversaux sont représentés et tous les caillots peuvent être détectés.

Vous venez de regarder l'introduction de JoVE à l'imagerie par ultrasons. Vous devez maintenant comprendre les principes de l'imagerie par ultrasons, les méthodes générales de collecte et d'analyse d'images, et plusieurs applications. Merci d'avoir regardé!

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