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L’échographie

Parlons sciences
Lisibilité
9.03

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Renseignez-vous sur l'histoire, la fonction, les utilisations, les avantages et les risques de l’échographie en tant que technologie d'imagerie médicale.

L’échographie

L’échographie est une technique d’imagerie qui utilise des ultrasons pour visualiser des tissus mous comme les tendons, les muscles, les jointures, les vaisseaux sanguins et les organes internes. Contrairement aux tomodensitomètres, qui emploient des rayons X, et aux appareils d’IRM, qui emploient des ondes radio, les échographes ont recours aux ondes sonores pour créer des images.

Historique

Deux chercheurs sont nommés lorsqu’on retrace l’historique des ultrasons en médecine et en imagerie diagnostique : le médecin autrichien Karl Theodore Dussik, qui a publié le premier article à ce sujet en 1942 en se fondant sur ses travaux sur la transmission de faisceaux ultrasonores pour explorer le cerveau, et le professeur écossais Ian Donald, qui a cerné des usages pour les ultrasons et mis au point des technologies pratiques au cours des années 1950.

Fonctionnement

Essentiellement, les échographes (appareils utilisés en écographie) créent des images à partir d’ultrasons, qui sont des ondes à de très hautes fréquences (voir le chapitre sur la physique) qu’on mesure en Hertz (Hz). L’oreille humaine peut percevoir des sons de 20 à 20 000 Hz. Or, les ultrasons se situent sur une plage de 2 000 000 à 17 000 000 Hz. Contrairement aux ondes sonores que nous entendons et qui voyagent dans l’air, les ultrasons sont des ondes mécaniques qui doivent être transportées par un solide ou un liquide. C’est pourquoi il faut appliquer du gel sur la peau des patients (le gel fait aussi en sorte que la sonde glisse plus facilement).

NASA astronaut Chris Cassidy performs an ultrasound\
<p>Chris Cassidy, de la NASA, échographie Luca Parmitano, de l’Agence spatiale européenne, dans le cadre d’une enquête sur les effets de la micropesanteur sur la colonne vertébrale des astronautes (Source : NASA [domaine public] via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ISS-36_Luca_Parmitano_and_Chris_Cassidy_in_the_Columbus_lab.jpg">Wikimedia Commons</a>).</p>

Un des principaux composants d’un échographe est la sonde, qu’on appelle « transducteur ». Il s’agit de l’instrument que le technologue en échographie fait glisser sur le corps des patients. Il produit une onde sonore qui voyage à une vitesse constante de 1 540 m/s. Les tissus et structures que cette onde rencontre l’absorbent, la reflètent ou la réfractent (voir le chapitre sur la physique pour en apprendre davantage sur la réflexion et la réfraction).

Quand l’onde revient au transducteur, son énergie sonore est transformée en énergie électrique. Celle-ci est à son tour convertie en pixels (les plus petits éléments d’une image) par l’échographe, qui les affiche sous forme de vidéo. Les tissus mous et les organes apparaissent à l’écran en teintes de gris. Le sang et les autres fluides sont montrés en noir, tandis que les os s’y révèlent en blanc. On se sert de divers modèles de transducteur selon la structure organique visée. Les transducteurs à haute fréquence produisent des images très détaillées d’éléments en surface, alors que ceux à basse fréquence génèrent des images moins détaillées de parties plus profondes.

Usages

Les ultrasons peuvent être utilisés pour produire des images de nombreuses structures internes — même des bébés dans le ventre de leur mère. En effet, on les emploie beaucoup chez les femmes enceintes. C’est ce qu’on appelle l’échographie obstétricale.

Ultrasound image of a fetus in the womb (12 weeks of pregnancy)
<p>Échographie d’un fœtus dans le ventre de sa mère (après 12 semaines de grossesse) (Source : Wolfgang Moroder [CC BY-SA] via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CRL_Crown_rump_length_12_weeks_ecografia_Dr._Wolfgang_Moroder.jpg">Wikimedia Commons</a>).</p>

On peut aussi se servir des ultrasons en guise de traitement. Ils peuvent notamment accélérer la guérison de foulures et d’entorses, ou encore, sous forme d’impulsions à énergie élevée, briser des calculs rénaux ou biliaires par l’intermédiaire d’un processus appelé « lithotritie ». En plus de ces usages médicaux chez l’humain, les ultrasons sont employés dans de nombreux autres appareils, comme les instruments de médecine vétérinaire pour le diagnostic et le traitement des animaux, les détecteurs de mouvements, les dispositifs d’essais non destructifs, le matériel de nettoyage de bijoux, les humidificateurs et bien plus encore. Il est vraiment étonnant de voir à quel point cette technologie est utile!

Avantages et risques

L’imagerie par ultrasons est très sécuritaire et ne semble produire aucun effet négatif. Elle est également relativement économique et rapide. Les échographes peuvent en outre être transportés dans des unités de soins intensifs, ce qui permet d’éviter de déplacer des patients gravement malades au service de radiologie, où on trouve les appareils à rayons X, les tomodensitomètres et les appareils d’IRM. De plus, l’animation des images en temps réel facilite grandement le diagnostic et le traitement des maladies.

 

 

Références

JennActon. (n. d.). The History of Ultrasound. TimeToast.com