II. Principes généraux de l'échographie

L'ECHOGRAPHIE DE L'APPAREIL GENITAL DE LA VACHE Mars 2013
N. HAGEN
V. GAYRARD
P.L. TOUTAIN SOMMAIRE
SOMMAIRE 2
I. GENERALITES 1 1. Rappels historiques sur la technique 1
2. Les réalisations possibles par un examen échographique en physiologie
de la reproduction 1
3. Palpation rectale et échographie 2
4. L'échographie est une technique exigeante sur le plan intellectuel 2
5. Sécurité et utilisation de l'échographie 3 II. Principes généraux de l'échographie 3 1. Nature physique des ultrasons 3
2. Propriétés physiques des ultrasons 5
3. Interactions des ultrasons avec les milieux biologiques : la genèse des
échos 7
3.1. La réflexion 9
3.2. La réfraction 11
3.3. La diffusion 11
3.4. L'absorption 11
4. L'émission des ultrasons : la production de salves 11
5. La réception des ultrasons : la formation des images (figure 4) 13
6. Interprétation des images 17
6.1. Les réflexions spéculaires (de miroitement) (figure 6) 17
6.2. Réflexion non spéculaire (figure 7) 18
6.3. Les ombres artefactuelles 20
Les artefacts par augmentation (figure 9) 21
Les artefacts de réverbération (figure 10) 22
6.4. Réverbération d'échos diffusés (figure 11) 25
6.5. Artefacts dus à la largeur du faisceau (Beam-width artifacts) 25
7. Les équipements 27
7.1. Les sondes 27
7.2. Fréquence de la sonde, résolution et profondeur de pénétration
(figure 13) 28
7.3. Les réglages, annotations 29
7.4. Inversion de l'image (figure 14) 30
7.5. Réglage du gain (figure 15) 31
7.6. Fixation de l'image 31 III. Développement embryonnaire et application de l'échographie au
diagnostic précoce de gestation et au diagnostic du sexe chez les bovins
32 1- Eléments d'anatomie et de topographie de l'appareil génital de la vache
(figure 16) 32
2. Technique d'examen échographique de l'utérus 34
3. Le développement de l'embryon et du f?tus bovin 40
4. Le diagnostic précoce de gestation par échographie 45
5. Conclusion 49 I. GENERALITES L'échographie est une technique d'imagerie médicale basée sur
l'utilisation d'ondes ultrasonores.
Elle permet de visualiser de façon non-invasive les organes génitaux,
cette visualisation se faisant dans la masse même des structures (anatomie
interne).
L'échographie est la technique qui, avec la radio-immunologie, a le plus
contribué à la progression des connaissances en physiologie et
physiopathologie de la reproduction. 1. Rappels historiques sur la technique 1952: Premières tentatives d'examens des tissus biologiques par une
méthode échographique ultrasonore (Howery et Wild)
1970: Premières échographies à balayage mécanique sur lesquels les
mouvements rapides de la sonde commandée par un moteur permettent
d'obtenir plusieurs images par secondes et d'observer en temps réel
des tissus en mouvement.
Années 70: L'échostructure devient visible grâce à l'emploi de
convertisseurs d'images donnant des images en échelle de gris.
1980 : En France, première image échographique transrectale des organes
génitaux de la jument (Palmer et Driancourt).
Années 80 : Amélioration de la qualité des images par l'introduction des
sondes ultrasoniques à barrettes qui permettent la focalisation d'un
faisceau ultrasonore à plusieurs profondeurs.
Années 90 : Miniaturisation des sondes et fonctionnement à haute fréquence
(meilleure résolution). Développement de l'endosonographie. 2. Les réalisations possibles par un examen échographique en physiologie
de la reproduction 1. Déterminer le statut saisonnier des ovaires
2. Déterminer si une femelle a atteint le stade de puberté
3. Monitorer les follicules ovariens pour réaliser un diagnostic ou
évaluer un traitement (ex: superovulation)
4. Repérer l'ovulation (ou son échec)
5. Monitorer le corps jaune
6. Etablir le stade du cycle oestral
7. Différencier un corps jaune persistant d'un état anovulatoire
8. Evaluer le degré de l'imprégnation oestrogénique de l'endomètre
9. Evaluer le temps et le caractère approprié de l'insémination
10. Détecter la semence dans l'utérus
11. Collecter des ovocytes folliculaires par aspiration transvaginale
12. Evaluer la capacité d'une femelle à servir de réceptrice pour le
transfert embryonnaire.
13. Détecter et étudier précocement un embryon
14. Détecter des embryons jumeaux chez la jument et éliminer l'un des
embryons manuellement.
15. Diagnostiquer une gémellité (membrane double) à un stade avancé de la
gestation
16. Déterminer le sexe du foetus
17. Déterminer la vitalité foetale et la position prepartum
18. Evaluer l'involution utérine post-partum
19. Diagnostic précoce du temps de la mort embryonnaire (absence de
battements cardiaques)
20 Diagnostiquer des ovaires pathologiques (kystes lutéaux,
folliculaires,...) tumeurs ovariennes.
21 Diagnostic de pathologie des pyomètres, hydrosalpynx etc. 3. Palpation rectale et échographie Pendant longtemps la palpation transrectale a été la seule technique pour
"explorer" les organes génitaux des grandes femelles domestiques.
La palpation transrectale reste une technique à maîtriser mais la valeur
informative de l'échographie est très supérieure à celle de la palpation
transrectale à l'exception des informations relatives à la consistance et
la sensibilité des organes. 4. L'échographie est une technique exigeante sur le plan intellectuel La réalisation de l'interprétation rationnelle des informations issues
d'un examen échographique nécessite de maîtriser un ensemble de
connaissances biologiques (anatomie, physiologie, pathologie) et
biophysiques (physique des ultrasons, formation de l'image, genèse des
artefacts...). 5. Sécurité et utilisation de l'échographie La technique d'échographie est normalement sans danger. La réponse des
tissus aux ultrasons (vibration des molécules tissulaires et absorption de
la chaleur) sont sans conséquence (l'élévation de température ne peut pas
dépasser 1°C). L'énergie minimum pour produire des lésions est de 100
mWatt/cm2, les ultrasons de l'échographe n'émettant que de 1 à 10
mWatt/cm2. II. Principes généraux de l'échographie L'échographie utilise des sons à haute fréquence pour produire des images
des tissus mous et des organes internes. 1. Nature physique des ultrasons En physique, il existe deux types d'onde : les ondes mécaniques qui
nécessitent un milieu physique pour se propager et les ondes
électromagnétiques qui peuvent se propager dans le vide.
Les ultrasons sont des ondes ou vibrations mécaniques de même nature que
les sons mais leur fréquence est trop élevée pour que l'oreille humaine
puisse les détecter. Les ultrasons sont caractérisés par des ondes sonores
qui ont une fréquence supérieure à la fréquence maximale des sons audibles
par l'homme (20 kHz). Un cycle par seconde représente 1 Hz ; 1000 et 1
million de cycles par seconde correspondent respectivement à 1kHz et à 1
MHz. L'origine des ondes ultrasonores produites par une sonde
échographique est similaire à celle des ondes sonores audibles produites
par un tambour (figure 1). Pour un son audible, à l'état de repos, les
molécules d'air de part et d'autre de la membrane du tambour sont
réparties de façon homogène selon les lois de la physique. De la même
façon, les molécules des cristaux piézo-électriques de la sonde
échographique et les molécules tissulaires avec lesquelles la sonde est en
contact sont à l'état d'équilibre. Lorsque la membrane du tambour est
frappée, les molécules d'air situées de part et d'autre de la membrane
sont ébranlées par les vibrations et soumises à des cycles de compression-
décompression.
Figure 1 : Comparaison de la genèse d'un son avec celle d'un ultrason A gauche, le son audible est produit par une membrane de tambour (drum
head). A l'état de repos, les particules d'air sont réparties de façon
homogène autour de la membrane. Lorsque l'on frappe la membrane,
(activation), cette dernière se met à vibrer ce qui entraîne une
succession de compressions (membrane convexe) et de décompressions
(membrane concave) des molécules d'air. Ce cycle de compression et de
décompression se propage de proche en proche sous la forme d'une onde. Les
molécules d'air ne se déplacent que localement lors du cycle (longitudinal
vibration of particles). L'onde, peut être perçue comme un son audible
lorsque la fréquence de vibration est comprise entre 2 000 et 20 000 Hz.
La distance séparant 2 zones successives de compression (ou de
décompression) des molécules d'air est nommée longueur d'onde
(wavelength). Les déplacements latéraux des molécules d'air, plus ou moins
grands, déterminent l'amplitude de l'onde.
A droite est expliquée la genèse de l'ultrason. Ici la membrane du tambour
est remplacée par un cristal piézo-électrique c'est-à-dire un cristal
capable de se déformer de façon cyclique lorsqu'il est stimulé par un
courant électrique alternatif. Le cycle de compression et de décompression
du cristal va entraîner un cycle de compression et de décompression des
molécules formant les structures tissulaires, ce cycle de
compression/décompression étant propagé de proche en proche. L'amplitude
du déplacement local des molécules est minime. De même, les distances de
propagation des ultrasons