La
rétrodiffusion d'un écho apparaît s'il y a existence d'une différence d'impédance
acoustique entre deux milieux. Il existe dès lors un coefficient de réflexion r
caractérisant cette interface.La rétrodiffusion d'un écho apparaît s'il y a existence
d'une différence d'impédance acoustique entre deux milieux. Il existe dès lors un
coefficient de réflexion r
caractérisant cette interface.
Z1
est l'impédance proximale
Z2
est l'impédance distale
Le
coefficient de réflexion est:
L'impédance
acoustique de l'air étant nulle (ou presque), une interface tissus mous / air induira un
coefficient de réflexion r = +/-1 suivant que l'impédance acoustique de
l'air est proximale ou distale. Dans les deux cas, la quasi totalité de l'énergie
incidente est réfléchie, aucune onde n'est transmise. L'air est un écran
infranchissable pour les ultrasons. C'est la raison pour laquelle il est obligatoire
d'interposer un gel entre la sonde et la peau. Ce gel assure une adaptation d'impédance
et garantit une pénétration optimale des ultrasons.
De
la même manière, si l'impédance distale Z2 est très supérieure à l'impédance
proximale Z1 (interface tissus mous / os), le coefficient de réflexion r = +1, l'onde transmise est nulle, cela se traduit
par une ombre acoustique.
Une structure d'impédance
acoustique Z2 noyée dans une structure d'impédance Z1 (Z1 proche de Z2) donnera
naissance à deux échos successifs correspondants à l'interface Z1,Z2 suivie de
l'interface Z2,Z1.
La
vitesse de propagation dans un milieu est fonction de l'impédance acoustique de ce
milieu.
Une
interface entre deux milieux d'impédances acoustiques différentes sera carctérisée par
deux vitesses de propagation différentes.
Lorsque
l'interface n'est pas perpendiculaire à l'axe du faisceau ultrasonore, l'onde réfléchie
ne revient pas vers l'émetteur et l'onde transmise est déviée, il y a réfraction.
Les
ondes ultrasonores se comportent dans ce cas comme des ondes lumineuses (réflexion
spéculaire). Une telle interaction se traduit en échographie par une disparition rapide
du signal.
qi = qr
L'angle
de transmission qt dépend de la vitesse des deux milieux
concernés.
c1
> c2 Þ qi < qt
c1
< c2 Þ qi > qt
La
plupart des images échographiques sont formées par des échos de réflexion sur des
surfaces irrégulières ou sur des cibles (globules rouges) dont les dimensions sont
inférieures à la longueur d'onde du signal émis. Ce sont des échos de dispersion dont
l'intensité dépend de l'homogénéité des tissus. C'est une diffusion
multidirectionnelle.
L'orientation
de la sonde a, de ce fait, moins d'importance pour étudier les structures d'un organe que
pour en délimiter les contours. Les structures tissulaires correspondent dans ce cas, à
de multiples diffuseurs répartis de façon aléatoire. Les échos multiples engendrés
interfèrent entre eux, provoquant des fluctuations qui ne reflètent pas rigoureusement
la constitution des tissus.
L'intensité
ultrasonore s'exprime par:
I = Io.
exp(-KF2x)
Io est l'intensité émise en sortie de
sonde.
Io = 94mW/cm2 en
échographie classique (échelle de gris)
Io = 720mW/cm2 en échographie
Doppler. La cadence des tirs ultrasonores est plus rapide et le faisceau est fortement
focalisé, ce qui fait passer l'intensité à plusieurs W/cm2.
C'est la raison pour laquelle
l'échographie Doppler est déconseillée aux femmes enceintes avant trois mois de
grossesse.
