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ECHOGRAPHIE - Les applications se diversifient

Mis à jour le 13/08/2010 par SFR

Isabelle BOUHIER (1), Sophie SEGARD (2)
(1) Hôpital TENON APHP, (2) Mastère IBMH Compiègne


Introduction

Les principaux développements des années précédentes en échographie étaient basés sur les progrès des techniques d'émission et de réception des ultrasons associés à des améliorations logicielles. C'est ainsi que le doppler (couleur, pulsé ou énergie), l'imagerie harmonique et l'imagerie de contraste se sont progressivement développés. Aujourd'hui, même si le panel des améliorations n'est pas épuisé sur ces technologies, la tendance des fabricants d'échographes est de tenter de maîtriser la conception des cristaux constituant les sondes.
On retrouve également comme sujet d'évolutions les applications des produits de contraste avec l'arrivée d'un nouveau produit, et toujours la volonté d'améliorer le 3D et le 3D temps réel, que ce soit sur des sondes électroniques motorisées ou sur des sondes matricielles.
Cette année, les échographes disposent de nouveaux outils pour les utilisateurs tels que la commande vocale ou bien la commande à distance qui apportent plus de convivialité et plus d'ergonomie à l'échographe, rendu ainsi plus accessible à différents utilisateurs. Cette modalité aspire en conséquence à s'ouvrir à de nouvelles applications, à se diversifier, pour fournir en définitive un outil d'imagerie simple, rapide et précis.

I - LES GRANDES TENDANCES

1 - Plus de flexibilité pour s'adapter au marché
Les fabricants d'échographes, après un foisonnement de nouveautés, de fusions, de développements, d'échographes complétant leur gamme, cherchent à rationaliser leur offre, améliorant ainsi l'adaptation aux besoins des différentes disciplines (obstétrique, cardiologie, vasculaire).
La plupart des fournisseurs disposent désormais d'une gamme complète d'échographes allant du simple noir et blanc à l'échographe haut de gamme, en passant par l'échographe portable.

2 - Des axes de progrès identifiés
Les avancées technologiques développées par les différents fournisseurs au fil des ans se généralisent. On observe ainsi une déclinaison des principales fonctions telles que l'imagerie panoramique, l'imagerie harmonique ou composée (« compound imaging ») sur toutes les gammes d'échographe proposées.
L'architecture des échographes est de type multiprocesseur, augmentant ainsi la capacité de calcul, l'interopérabilité des différentes fonctions, et la possibilité d'effectuer des tâches de façon indépendante. On observe ainsi une meilleure tenue de la cadence image malgré les multiples traitements numériques. Les échographistes peuvent cumuler plusieurs modes simultanément sans dégradation de l'image (Doppler, harmonique, imagerie composée) Dans le passé, ce fonctionnement signifiait des compromis entre cadence image, résolution, et temps de calculs. La multiplication des performances électroniques et informatiques des échographes introduit plus que jamais la possibilité de visualisation en temps réel d'image de contraste, voire d'images en 3D temps réel.
Les performances croissantes du formateur de faisceau chez la plupart des fournisseurs, permettent d'émettre des formes d'onde avec un codage du signal de plus en plus pertinent permettant de séparer, trier et organiser le signal reçu pour augmenter le rapport signal sur bruit.
Enfin, les logiciels de post-traitement représentent un volet important dans le rendu de l'image. L'emploi de certains logiciels (issus des logiciels IRM) qui utilisent des algorithmes de traitement par zone de pixels se confirme chez de nombreux constructeurs. Ces logiciels s'activent souvent par une simple touche, affichant le résultat à l'écran en temps réel. Les cadences image peuvent être de ce fait diminuées.

3 - L'ergonomie et les outils de productivité médicale
La tendance des fabricants d'intégrer de plus en plus d'outils facilitant l'utilisation de l'échographe afin d'augmenter la productivité sans altérer le diagnostic se confirme. Ces dispositifs sont, soit des préréglages de paramètres en fonction de l'organe exploré (codage spécifique de pulse selon l'examen), ou encore des algorithmes auto adaptatifs à la morphologie du patient. Le but de toutes ces évolutions est de fournir une image directement optimisée en s'affranchissant de réglages consommateurs de temps pour le praticien. Ces outils réduisent également la variabilité des examens entre différents opérateurs.
Autre progrès significatif, les efforts des fournisseurs cette année pour rendre l'accès aisé à tous les périphériques : échographes connectables (implémentation de classes Dicom) et accès à un large panel de médias dans des formats usuels avec des périphériques (CD, DVD) ou des réseaux de distribution d'images (connexion à des serveurs Web). L'échographe n'est plus vu comme une modalité isolée mais comme s'intégrant dans un réseau d'image.
Moins généralisé mais certainement très novateur, certains fournisseurs proposent des outils d'aide au pilotage de l'échographe tels que la commande vocale ou encore la commande à distance. Ces «assistants» permettent au praticien de s'éloigner des commandes clavier de l'échographe et de mieux focaliser son attention sur le centre de l'image et sur la position de la sonde sur le patient.

4 - Nouvel essor des produits de contraste en ultra sons (PCUS)
Le principal effet utilisé par la majorité des agents de contraste est l'augmentation de l'intensité du faisceau ultra sonore rétro diffusé. Ce résultat est possible grâce à la particularité des agents de contraste de modifier les propriétés physiques des tissus et donc le comportement des ultra sons qui les traverse. Pour modifier ces ultra sons, les agents de contraste sont constitués de micro bulles qui représentent d'excellents réflecteurs. Leur densité et surtout leur compressibilité (représentée par leur index mécanique) sont très différentes du plasma ; les micro bulles entrent en résonance sous l'action du champ ultra sonore du fait de la variation asynchrone de leur diamètre. Ainsi, selon la puissance acoustique du faisceau ultra sonore, les PCUS émettent des ondes ultrasonores dites harmoniques. En mode d'imagerie harmonique, l'échographe récupère ces signaux dont la fréquence de réception est le double de la fréquence d'émission. Le signal provenant des micro bulles est principalement détecté, car très supérieur à celui des tissus solides dont la résonance est faible.
Plus récemment, un autre mode a été développé et qui repose également sur les propriétés physiques des micro bulles. Il s'agit de la technique par inversion de pulse qui consiste à exposer alternativement à des pressions acoustiques positives puis négatives les micro bulles. Ces deux impulsions en inversion de phase forment deux lignes d'image qui sont ensuite additionnées au niveau du formateur de faisceau. Les tissus émettant un signal linéaire, leur sommation sera nulle alors que les micro bulles émettant deux signaux d'amplitude importante génèreront une image fort contrastée.

La nécessité d'agents de contraste en ultrasonologie a longtemps paru inutile car l'échographie apparaissait comme une méthode d'imagerie atraumatique et de réalisation facile. De plus, l'efficacité de ces agents de contraste était très insuffisante.
La sortie annoncée l'an dernier d'un nouveau produit de contraste nommé SonoVue® par la société BRACCO est effective cette année. Ce PCUS (Produit de Contraste en Ultra Son) relance l'intérêt de l'utilisation de cette imagerie pour des applications médicales de diagnostic et de suivi de traitement, surtout en cancérologie. Les micro bulles du SonoVue® ont la propriété d'être à la fois stables, d'une faible solubilité et d'une bonne résistance aux contraintes mécaniques avec un index mécanique très bas (IM : 0,1 – 0,2). Cette dernière propriété autorise l'utilisation de sondes basse fréquence pour une meilleure réponse harmonique et pour une meilleure pénétration des ultra sons.
Ce nouveau PCUS a une durée de vie adaptée aux exigences des examens. Il permet donc à de nombreuses sociétés de faire évoluer leurs techniques d'émission et de réception du signal en imagerie harmonique et par inversion de pulse.

5 - Montée des applications en sénologie et en oncologie de foie et de prostate
Les premières images obtenues avec l'utilisation du SonoVue® sur le foie montrent des exemples d'une cinétique de perfusion caractéristique de la tumeur (apparition dans le temps du produit de contraste en étoile, en anneau, ou au centre au niveau de la tumeur). L'échographie réussit maintenant à fournir une image fonctionnelle de caractérisation tissulaire couplée à une image anatomique en mode B en une seule acquisition.
Beaucoup d'images et d'applications sont présentées cette année sur l'échographie mammaire. Même si l'utilisation du SonoVue® reste encore rare dans ce domaine, les études afflueront rapidement et le produit de contraste permettra probablement d'obtenir des images intéressantes de la perfusion de tumeurs du sein en affinant les protocoles. A ce sujet, certaines sociétés ont développé des logiciels qui permettent de caractériser la micro vascularisation tumorale.
L'autre axe développé cette année en sénologie est l'élastographie mammaire (sociétés HITACHI et MEDISON). Elle consiste à acquérir une image codée en couleur selon la compressibilité tissulaire, en effectuant des pressions successives avec la sonde d'échographie au niveau d'un nodule. Cette technologie est toujours en attente de l'agrément de la FDA (Food and Drug Administration).

6 - Les échographes portables améliorent leurs performances
Les échographes portables trouvent leur place au sein des unités de soins. Leur connectivité s'élargit (intégration de la norme DICOM, présence de ports USB…) et le compromis taille/performance est mieux évalué : écrans plus grands, choix de sondes, bonne qualité image avec des fonctions diversifiées (doppler couleur, énergie, harmonique, voire produit de contraste).
Les applications du portable sont essentiellement la visualisation des voies d'abord chirurgicales, une aide pour effectuer des gestes à risques, le guidage de biopsie, le diagnostic de première intention (diagnostic binaire) et l'échographie pratiquée au lit du patient.

7 - Les sondes
Les améliorations en matière de sondes portent sur la diminution du bruit, l'homogénéisation du faisceau ultrasonore et l'obtention d'un meilleur compromis entre la fréquence des US (la plus élevée possible) et leur profondeur de pénétration (la plus grande possible).
Le premier objectif visé au travers des sondes est l'obtention de sondes matricielles qui permettent d'avoir un faisceau avec un contrôle précis de l'épaisseur de la tranche échographique pour augmenter l'homogénéité de la résolution de détail et de contraste en profondeur. Cet objectif implique de bien maîtriser la fabrication des cristaux, leur forme et leur arrangement. Il reste encore de nombreux problèmes à résoudre tels que le repérage du signal à la réception, le traitement des gros volumes de données, la taille des cristaux et le codage du signal très complexe au niveau du formateur de faisceau.
Le deuxième objectif porte sur l'augmentation de la bande passante pour accroître la finesse de l'image, mais aussi sur l'augmentation du pouvoir de pénétration des ultrasons, la diminution des artéfacts dus à la réverbération et l'obtention d'une qualité d'image équivalente en doppler et mode B. Les concepts de fabrication des sondes sont alors primordiaux.
Devant la difficulté de concevoir des sondes 4D matricielles à un coût raisonnable, les fournisseurs conçoivent toujours des sondes électroniques motorisées dédiées au 3D temps réel. Les résultats sont un compromis entre la cadence image et la qualité du rendu volumique avec la possibilité de se déplacer à travers le volume en mode multi planaire. Ces sondes, moins coûteuses que les sondes matricielles apparaissent sur tous les échographes dédiés à l'obstétrique.
Enfin, les sondes sont plus compactes et légères, elles limitent la fatigue des opérateurs, en particulier pour les sondes électroniques motorisées 3D.

II - OFFRE INDUSTRIELLE

ALOKA: www.aloka.com

La Société ALOKA commercialise toujours la série de systèmes ultrasoniques PROSOUND.
Le PROSOUND SSD 3500 et le PROSOUND SSD 4000 sont les échographes pluridisciplinaires de la gamme et ont subit d'importantes modifications cette année.

Le PROSOUND SSD 4000 optimise sa vitesse de calcul et présente désormais 256 canaux à l'émission. Il cible les services de radiologie, d'obstétrique, de gynécologie, de cardiologie (package ECG) ou encore le diagnostic de première intention. On a la possibilité depuis cette plate-forme de superposer l'imagerie anatomique à l'imagerie fonctionnelle à l'aide du mode « Dual Dynamic Display ». A noter que cette plate-forme bénéficie de plus de trente sondes adaptables.
Le PROSOUND SSD 3500, sorti en 2003, est 20% moins cher que le SSD 4000 en étant pourtant équipé des mêmes modes. Cette année l'échographe SDD 3500 a évolué et a bénéficié d'un transfert de technologie des autres plates-formes de la marque :
§ Intégration de la technologie « Tissue Harmonic Echo » qui travaille sur l'harmonique du signal pour améliorer la différenciation tissulaire et augmenter le contraste
§ Implémentation du convertisseur 12 bits qui améliore la conversion du signal issu des capteurs piézo-électriques, augmentant la dynamique en contraste de l'image
§ Intégration de la norme DICOM

Les deux échographes classés en haut de gamme sont le PROSOUND SSD 5000 et le PROSOUND SSD 5500. Ces 2 systèmes ultrasoniques sont équipés de la technologie d'imagerie composée mais aussi de la technologie « PureHD » (mode analysant la phase de signal harmonique) dédiée à l'utilisation des PCUS (produit de Contraste en Ultra Son).

La société ALOKA dispose toujours d'une large gamme de sondes (chaque sonde est constituée de 192 éléments) mais également de nouvelles sondes adaptables à partir de la série d'échographes SSD 3500. Présentées lors de ce RSNA, ces sondes montrent les avancées de l'échographie dans le domaine des blocs opératoires (sonde dédiée à la laparoscopie, sonde de 13,5 MHz pour la moelle épinière). La technologie HST (« Hemispheric Sound Technology ») consiste en des sondes hémisphériques qui visent l'amélioration du rapport signal sur bruit en réduisant les phénomènes de lobes latéraux. Cette technologie a fait ses preuves et est toujours déclinée sur les plates-formes SDD 5000 et 5500.
La société met en avant ses progrès en matière de sondes et présente cette année la nouvelle sonde 4D connectable sur la plate-forme SSD 5500 fonctionnant sur 1024 canaux à l'émission, elle cible en particuliers le secteur de l'obstétrique.
Dans le domaine de l'échocardiologie, la société ALOKA propose différents outils sur les séries 5000 et 5500 tels que : l'imagerie doppler tissulaire, l'imagerie kinétique (profil de vitesse de déplacement des parois du cœur), le calcul en temps réel de fraction d'éjection ou encore l'étude de la mobilité des parois vasculaires (echo tracking basé sur le calcul de paramètres dérivés : coefficient d'élasticité, compliance artérielle, épaisseurs, index de rigidité).

Enfin, la société ALOKA met en avant le travail sur les données brutes issues du signal ultrasonore, qui permet des traitements directs ou différés des données et l'implémentation sur de nombreux formats de modules d'archivage et d'export d'images, de vidéos (formats JPEG, TIFF, BMP, AVI, norme DICOM).


ESAOTE : www.esaote.com

La société ESAOTE est filiale depuis l'an dernier de la société BRACCO, industriel pharmaceutique.
La société ESAOTE décline une gamme très complète d'échographes comme l'an passé. Par ordre croissant de capacité, on trouve tout d'abord l'AQUILA, échographe noir et blanc. Vient ensuite le PICUS Pro, échographe multidisciplinaire qui peut être portatif, possède toutes les connectivités et le standard Dicom ainsi que les modes doppler (pulsé, continu et énergie). Le CARIS ensuite est petit, compact. Il possède toutes les connectivités et la fonction T.E.I. (« Tissu Enhancement Imaging »: harmonique tissulaire.) Il se destine aux services de réanimation, d'urgence ou au chevet des patients. Il dispose également d'une sonde endocavitaire. L'échographe qui suit dans la gamme est le MEGAS GPX qui possède toutes les applications y compris l'imagerie de contraste. Quant à l'échographe ESATUNE, il est entièrement dédié à l'imagerie de contraste.
Enfin, en machines haut de gamme, les TECHNOS MP et MPX basés sous Windows NT possèdent toutes les fonctionnalités telles que le doppler, l'imagerie harmonique, l'imagerie de contraste, le panoramique, l'harmonique tissulaire, un module cardiaque, et enfin l'imagerie 3D.

Le TECHNOX MPX se distingue du MP par une architecture différente et des performances et vitesses de calcul doubles. Déjà présent l'an passé, cet échographe confirme sa performance avec un traitement sur les données brutes permettant tout type de traitements a posteriori (mesures, calculs, stockage et traitements des données). Ces performances permettent des calculs et l'exécution de tâches transparents pour l'utilisateur (ex. : stockage et enregistrement de boucles d'acquisition.) L'imagerie de contraste est présente sur toutes les sondes et est en développement sur les sondes endocavitaires.

GE : www.ge.com

La société GE dispose comme l'année dernière de trois gammes d'échographes orientées vers différentes spécialités : la gamme des LOGIQ 9, 7, 5 et 3 ainsi que le portable LOGIQ BOOK pour la radiologie générale, la gamme des VIVID 7, 5, 4 et 3 pour la cardiologie et le cardiovasculaire, et enfin la gamme des VOLUSON 730 expert et 730 Pro dédiée à la gynécologie-obstétrique. Dans chaque gamme, le principe est le même, la version la plus élevée intègre les nouveautés qui seront ensuite transposées sur les échographes suivants de la gamme.

Le LOGIQ 9 présente toujours le codage numérique de pulse (CodeScan) en émission, réception et stockage des données brutes (TruAcces). Chaque pulse a une signature spécifique et la société GE travaille en permanence sur des soustractions de code qui améliorent le rapport signal sur bruit selon le type d'examen et selon l'organe. Ce codage est présent dans les modes B-flow et harmonique. Le LOGIQ 9 dispose également de logiciels d'optimisation en mode B et mode doppler. Cette année, le LOGIQ 9 travaille en codage multi amplitudes et intègre ainsi des sondes large bande, ce qui permet un meilleur retour sur les ondes harmoniques et augmente la résolution en profondeur. Des sondes matricielles permettent également d'éviter les distorsions de faisceau et améliorent l'uniformité de la résolution sur toute la profondeur image. Début 2004, le 4D sera transféré du VOLUSON vers le LOGIQ9. Le mode doppler du VIVID 7 est également transféré sur la gamme des LOGIQ.
Sur la gamme des LOGIQ, la société GE affiche trois innovations principales cette année, destinées à augmenter le rapport Signal sur bruit, à améliorer la résolution image et le confort de l'opérateur.
Tout d'abord, l'imagerie composée spatiale, qui consiste à effectuer des acquisitions de faisceaux orientés dans plusieurs directions et à les sommer. Appelée « Cross Beam Imaging» pour imagerie de faisceaux croisés, cette technique est présente chez d'autres constructeurs. GE l'intègre sur les LOGIQ 9 et 7.
Ensuite, la société GE présente un nouveau logiciel de post traitement adaptatif temps réel destiné à améliorer la lisibilité de l'image : SRI pour « Speckle Reducing Imaging ». Ce post traitement issu de la technologie IRM a pour but de réduire les artéfacts dus à la réverbération des ultra sons, en clair, de limiter les ruptures de contours et d'avoir un meilleur contraste sur l'image qui apparaît moins granuleuse. L'image obtenue est significativement différente (effet de lissage visuel important), aussi, est-il possible d'avoir jusqu'à 6 niveaux SRI réglables manuellement. L'opérateur, s'adapte ainsi progressivement à l'image obtenue en fonction du tissu et du mode d'acquisition en cours. Le mode SRI n'affecte pas la cadence image et peut être utilisé sur toutes les sondes et les applications. C'est un mode particulièrement adapté à la visualisation des parois vasculaires.
Enfin, la société GE propose « Voice Scan », système de commande vocale de l'échographe comprenant 150 commandes à la voix. Ce mode est disponible sur le LOGIQ 9. Il libère les deux mains du praticien alors plus à l'aise pour s'occuper du patient.
Par rapport aux applications sur le produit de contraste, la société GE met en place des études dans différents sites afin d'optimiser des protocoles d'utilisation du SonoVue® avec les sondes linéaires et abdominales. Le logiciel TIC (« Time Intensity Care ») permet d'optimiser les images obtenues sur les LOGIQ 9 à 5. Les études démarrent notamment sur le sein et vont continuer sur la prostate (sondes endocavitaires). Des images en boucle permettront de faire des quantifications de vascularisation en diffusion et perfusion.
Le LOGIQ 7 est un échographe multidisciplinaire qui bénéficie d'une nouvelle sonde trans-oesophagienne et de l'écho de stress. Il intègre la sonde matricielle développée sur le VIVID 7.

La gamme VOLUSON 730 est déclinée en Pro et Expert. Elle bénéficie des logiciels développés sur la gamme des LOGIQ tels que le mode panoramique et le B-flow (visualisation des flux en mode B). Sur cet échographe de gynécologie obstétrique, la société GE propose toujours la sonde mécanique issue de la technologie KRETZ sur les images 3D et 3D temps réel (4D). Une nouvelle sonde sort cette année, plus compacte (30% plus petite), moins lourde et plus ergonomique. Cette sonde permet une cadence de 25 images/seconde avec des applications sur le cœur fœtal. Le but également est de faire du 2D avec la même sonde. Le 4D couleur est également intégré cette année en imagerie cardiaque fœtale. Très avancé sur le 4D, les applications cliniques devraient se multiplier sur cet échographe.
La sonde volumique matricielle est en développement et devrait apparaître l'année prochaine sur le VIVID 7.

Concernant l'échographe portable, le LOGIQ Book possède de nombreux modes et sondes disponibles (doppler, 3D, harmonique sur les sondes abdominales) ainsi qu'une augmentation des performances et une autonomie de 5 heures. Une nouvelle sonde opératoire est également disponible et une sonde trans-oesophagienne est à l'étude ainsi qu'une sonde micro convexe.

Sur la gamme des VIVID, GE développe une sonde matricielle 4D (1024 éléments phased array). De plus, les gammes VIVID et LOGIQ présentent la même interface utilisateur.
En conclusion, la société GE travaille sur les sondes, l'émission et le codage pour améliorer la pénétration et la résolution, ainsi que sur les processeurs et les architectures des échographes pour augmenter les performances en gardant une bonne cadence image.
La fusion des technologies entre les différentes gammes est un fait également marquant cette année.

HITACHI : www.hitachi.com

La gamme d'échographes de la société HITACHI se décline en deux familles : la plate forme ALHPH@ et la plate forme ÙMEG@. L'échographe oméga, haut de gamme est équipé du « HI COM », l'imagerie composée obtenue par combinaison de plusieurs images coplanaires vues sous différentes incidences à des fréquences différentes. Dans un souci d'accessibilité et de productivité médicale, la société HITACHI introduit cette année sur la plate forme ÙMEG@. Une nouvelle touche de réglage de l'image dite « onetouch » qui optimise automatiquement le gain en profondeur.

Cette année les progrès portent sur l'amélioration de la cadence image lors de la combinaison de plusieurs modes. Notamment l'utilisation du logiciel de post traitement « HI-REZ », effectuant un filtrage spatial de l'image, ne dégrade plus la cadence image et améliore ainsi la résolution en contraste.

La société met en avant sa technique de formation du faisceau ultrasonore en inversion de pulse basée sur l'émission de signaux multifréquences dit « Large Bande 2ILB » qui s'adapte à la zone d'intérêt et accroît la résolution sur toute la profondeur.

HITACHI reconduit ses travaux dans le secteur de l'élastographie qui semble prometteur dans le domaine de la sénologie mais aussi en oncologie de la prostate et de la thyroïde. La technique consiste à mesurer, à l'aide d'un logiciel spécifique, la différence d'élasticité entre un nodule et le tissu sain grâce à une compression effectuée par la sonde ultrasonore, le but étant d'améliorer la caractérisation du nodule pour une meilleure stratégie thérapeutique. HITACHI lance une sonde linéaire dédiée à la sénologie de 256 cristaux et de 9,2cm qui permet d'effectuer un balayage radial du sein.

La société HITACHI indique qu'elle dispose d'une part importante de marché dans le domaine de l'écho endoscopie avec une gamme de sondes à visée diagnostique de 7,5, 12 et 20 MHz. HITACHI veut, à l'instar de ses concurrents, se positionner dans le domaine de l'obstétrique 3D et annonce la venue pour mi-2004 d'une sonde électromécanique 3D qui permettrait de faire du 3D temps réel.


MEDISON : www.medison.com

La société MEDISON est distribuée en France par la société KONTRON MEDICAL SAS, qui commercialise également ses propres échographes.
La société MEDISON sort cette année une nouvelle version de l'échographe haut de gamme l'ACCUVIX XQ. Cet échographe se veut leader en imagerie 3D, technologie où la société MEDISON a été pionnière avec sa sonde mécanique et possède sa propre unité de recherche sur les sondes 3D (à noter pour mémoire la scission de MEDISON avec la société KRETZ, rachetée par GE en 2001). La société MEDISON souhaite avec ce nouvel échographe atteindre le marché haut de gamme en 3D. L'ACCUVIX XQ dispose d'un logiciel appelé VOCAL pour « Virtual Organ Computer Aided anaLysis », pour la mesure du volume d'un organe.
Sur cet échographe, à noter une souris sans fil dédiée au 3D qui permet d'être plus mobile par rapport au clavier en reprenant les commandes essentielles par liaison infra rouge.
L'ACCUVIX XQ se positionne également pour le 4D, en mettant davantage l'accent sur la qualité de résolution de l'image obtenue que sur le score de la cadence image, affichage plus marketing à leurs avis.
Enfin, la société MEDISON travaille sur l'élastographie et disposera cette année de l'accord de la FDA en sénologie mais également pour toutes les applications cancérologiques. Cette technique utilise les propriétés élastiques variables des tissus selon leur nature, tissus sains ou tissus cancéreux. Les premières applications se feront sur le sein, organe plus facile à explorer, mais des développements sont en cours sur la prostate avec une sonde endo rectale.
Sorti en même temps que l'ACCUVIX, l'échographe PICO couleur, avec un poids de 10 kg environ, a pour vocation de remplacer tous les petits échographes noir et blanc existant sur le marché.
On ne peut pas parler de la société MEDISON en France sans évoquer son distributeur KONTRON qui conçoit, fabrique et distribue sa propre gamme d'échographes. Société française, KONTRON MEDICAL est issue de la fusion des départements de deux grands groupes, HOFFMAN LAROCHE et DASSAULT. La société KONTRON sort un nouvel échographe appelé IMAGIC qui sera disponible en avril 2004. Il disposera d'une nouvelle architecture hardware garant de son évolutivité, d'un écran plat et une attention particulière a été apportée sur l'ergonomie (20 touches fonctionnelles sur le clavier). Cet échographe possèdera les outils indispensables au diagnostic en cardio-vasculaire, dont le calcul semi-automatique de la PISA (« Proximal Isovelocity Surface Area ») et le mode doppler tissulaire (TDI : « Tissu Doppler Imaging »). Ce mode permettra de visualiser les déplacements du muscle cardiaque (indicateur de viabilité après un infarctus) avec un codage couleur ou la visualisation d'une fenêtre spectrale (fenêtre doppler avec courbe). A noter que cet échographe dispose notamment d'une sonde phased array particulièrement légère et d'une sonde ETO. Cette dernière devrait comporter son moteur en partie proximale (technologie brevetée), évitant ainsi toutes les imprécisions de degrés de liberté dues à une commande à la poignée. Cette technologie permettra d'augmenter la fiabilité et la précision des mouvements de la sonde. Cette sonde ETO pratiquera également le 3D. Enfin, une attention toute particulière a été portée à la maintenance et au service, avec des logiciels embarqués pour le diagnostic et la surveillance des paramètres système.


PHILIPS : www.medical.philips.com
L'offre de la société PHILIPS reste articulée autour des systèmes ultrasoniques suivants : le HDI 5000, l'ENVISOR présenté au RSNA 2002, le HDI 4000, le SONOS 7500 dédié à la cardiologie et l'OPTIGO, l'échographe portable. Cette année des nouvelles fonctionnalités et des améliorations dans la formation et le traitement de l'image sont proposées. Parmi elles, le « SonoCT », imagerie composée spatiale fondée sur le principe de sommation de faisceaux ultrasonores d'incidences variables, est présenté à ce jour dans sa troisième génération. Cette amélioration a permis de doubler la cadence image. L'imagerie composée fait également son apparition cette année sur les sondes micro convexes endocavitaires. Le « X-RES », module de post traitement d'image introduit en 2002 sur l'HDI 5000, a vu doubler sa vitesse de calcul cette année grâce à la modification du matériel. De plus, la fonction « iSCAN » qui permet d'optimiser la gamme dynamique de l'image au niveau du formateur de faisceau pour un ajustement automatique de l'image, a été optimisée, aussi bien en mode B qu'en mode Doppler.

A ce jour les trois échographes HDI 5000, HDI 4000 et l'ENVISOR sont configurés pour travailler en imagerie de contraste et sont équipés de la modalité THI « Tissue Harmonic Imaging »et du module « power pulse inversion »qui permet la caractérisation fonctionnelle couplée à l'imagerie anatomique. De plus, la fonction panoramique est maintenant disponible sur les échographes ENVISOR et HDI 5000.

Lors du RSNA, la société présentait un logiciel spécifique d'utilisation des PCUS pour du vasculaire ; le MVI pour « MicroVascularImaging ». Ce logiciel de caractérisation des micros vascularisations tumorales s'utilise avec des sondes haute fréquence linéaires pour la mise en évidence de l'étendue de lésions ou de tumeurs, ce qui contribue à mieux définir une stratégie thérapeutique.
La société PHILIPS utilise également les préréglages en fonction de l'organe à étudier et les généralise sur tous les échographes. Cette technique se base sur l'émission de spectres d'ondes de formes différentes, privilégiant certaines fréquences selon la nature des tissus à explorer.
Les échographes sont livrés avec des possibilités de connectivité accrues et des outils tels que des graveurs CD multisessions pour répondre aux besoins des praticiens.

Le HDI 5000, échographe haut de gamme, dispose de nombreuses fonctionnalités et d'une grande flexibilité en terme d'évolution. Même si le HDI 5000 n'est pas dédié à l'obstétrique gynécologie, il donne la possibilité d'acquérir un volume 3D à main levée. Pour 2004 PHILIPS travaille sur l'ergonomie pour procurer à cette machine très sophistiquée encore plus d'accessibilité et plus de convivialité. Pour la société PHILIPS, elle reste l'équipement le plus vendu, capitalisant environ 500 implantations en France.

Sorti en novembre 2002, l'ENVISOR se positionne bien sur le marché français puisqu'il remporte 10 % des ventes de sa catégorie avec déjà 170 machines installées en France. Piloté sous Windows™ , cet échographe haut de gamme également, est plutôt généraliste. Grâce à son ergonomie et sa multitude de modalités et il a parfaitement trouvé sa place dans des services de radiologie, de cardiologie, de vasculaire, de réanimation, d'urgences, ainsi que dans les blocs opératoires et les services d'obstétrique gynécologie. L'ENVISOR a bénéficié cette année de deux évolutions, qui lui ont permis de doubler sa vitesse de calcul et d'y intégrer les sondes issues de la technologie du HDI 5000. Enfin cette machine est équipée de connecteurs de type cartouche pour les sondes, permettant ainsi de réduire de 10 à 15% le coût des sondes.

Le HDI 4000 est un échographe à la fois polyvalent et consacré à la 3D. Il accueille une sonde 3D volumique à balancement mécanique qui acquiert 3 à 4 volumes par seconde et offre environ 25 images à la seconde par interpolation (c'est le « live 3D »). Cette année les efforts ont porté sur l'amélioration du logiciel de reconstruction 3D qui donne accès au mode dit multi planaire permettant d'accéder aux coupes du volume scanné. La nouvelle option « VOCAL » (reconnaissance de volume) s'est greffée au HDI 4000, elle donne le volume d'un organe ou celui d'une tumeur échographiés. A présent toutes les sondes de l'HDI 5000 sont connectables sur le HDI 4000 (la sonde endocavitaire par exemple). Ainsi configuré, cet équipement cible le secteur de la radiologie et de la gynécologie obstétrique en 3D moyenne gamme.

Le SONOS 7500 est une machine orientée cardiologie. Il est équipé d'une sonde matricielle « xmatrix » composée de 3000 éléments piezzo-éléctriques qui grâce à la nouvelle modalité « X-Plane » offre la possibilité de choisir 2 axes de coupes dans le volume du myocarde. Cet échographe fonctionne désormais en doppler couleur en temps réel à savoir 25 volumes par seconde et traite aussi le contraste pour la perfusion en cardiologie. Cette année la modalité « X-RES » a été implantée pour améliorer le rendu du volume cardiaque.

Enfin l'échographe portable OPTIGO orienté cardiologie conserve plus que jamais sa place dans la gamme. L'ouverture des applications de l'échographie portable dans les services médicaux a encouragé la société PHILIPS à améliorer cette machine.

Ainsi trois points forts sont avancés cette année par la société PHILIPS : la performance clinique, le management des données et l'ergonomie du produit.

SIEMENS : www.siemens.com

La société SIEMENS possède toujours la même gamme de produit : le SEQUOIA , échographe haut de gamme de référence technologique, l'ANTARES, échographe haut de gamme de diagnostic, puis les échographes moyenne gamme G50 et G60 introduit l'an passé, et enfin l'ADARA, échographe noir et blanc. Le CYPRESS, échographe portable dédié à la cardiologie fait toujours partie de la gamme.
La société SIEMENS privilégie deux axes de travail. Le premier porte sur l'amélioration de la qualité du signal (et donc de l'image) et sur la pertinence des informations diagnostiques de l'image. Le deuxième axe concerne la productivité de l'échographe et notamment tous les outils qui vont permettre de faciliter le travail de l'échographiste et augmenter la rentabilité de l'examen.

De façon générale, le SEQUOIA est l'échographe qui va bénéficier des évolutions portant sur le traitement du signal à l'émission et à la réception, alors que les évolutions de post traitements utilisés en routine technique seront plutôt implémentées sur l'ANTARES. Le SEQUOIA est également l'échographe de référence technologique de SIEMENS sur lequel les nouvelles fonctionnalités seront validées avant d'être implémentées sur les autres échographes. Les migrations se font toujours sur la base de la pertinence de la fonctionnalité par rapport à la cible de l'échographe (profil d'utilisateurs, technologie disponible).

Cette année, le SEQUOIA a bénéficié de la version C512 avec une nouvelle panoplie de sondes 4 fois 128 canaux (contre 4 fois 64 canaux sur la version précédente). Le SEQUOIA dispose de l'imagerie à cohérence de phase, de sondes à technologie Hanafy et d'un formateur d'impulsion permettant de modifier l'allure du pulse à l'émission. De cette caractéristique avait émergé la technique de modulation du pulse (ou « Chirp Code», terme utilisé par SIEMENS pour caractériser cette spécificité), avec l'avantage d'augmenter les profondeurs d'exploration en utilisant des sondes hautes fréquences. Toutes les techniques de codage sont basées sur le décodage en phase et en amplitude du signal. Le SEQUOIA dispose également de la focalisation dynamique à l'émission (« Dynamic Focusing Transmit ») qui améliore la résolution latérale et le contraste de l'image. Aujourd'hui, la société SIEMENS utilise l'émission de deux pulses contigus, lui permettant d'avoir une double focalisation sans perte de cadence image.

Autre axe de développement majeur chez SIEMENS, le produit de contraste.
La société SIEMENS a reçu l'accord de la FDA pour l'utilisation du SonoVue® avec la technologie CPS (« Contraste Pulse Sequencing »).
Cette fonction CPS sur le SEQUOIA est un mode particulier et spécifique qui permet d'émettre et de recevoir le signal en contraste de phase et d'amplitude. Le SEQUOIA utilise l'onde fondamentale avec le SonoVue® et non pas uniquement les harmoniques. Cette caractéristique essentielle permet de travailler en imagerie mixte (mode B + mode contraste), combinaison de l'imagerie anatomique et fonctionnelle en temps réel.
A l'ère où l'imagerie fonctionnelle apparaît sur des modalités produisant des images anatomiques, SIEMENS effectue la fusion des deux. Ainsi, l'utilisation du produit de contraste arrive à maturité et permet l'introduction d'une imagerie fonctionnelle (autre que le doppler), associée au mode 2D.
Cette évolution place l'échographie comme un examen de première intention notamment en imagerie hépatique où le scanner est jusque là souvent pratiqué en premier. L'imagerie de contraste est cette année disponible sur une sonde haute fréquence, ce qui va développer l'imagerie de contraste notamment en mammographie pour caractériser des masses vues en mode B.

Le deuxième axe de développement de la société SIEMENS concerne le développement d'outils visant à simplifier l'interface ou « workflow ». Cet axe est davantage transversal et correspond aux besoins de tous les médecins. Les points importants sont les performances de la machine et la simplicité de l'interface qui par conséquent générera un gain de temps quelle que soit la formation de l'utilisateur sur la machine. Parmi les nouveaux outils on peut citer le TEQ («Tissu Equalisation Technology »). Déjà présent sur le mode B, il est maintenant disponible sur le doppler et permet les réglages optimisés du gain, de la ligne de base, de la PRF (« Pulse Repetition Frenquency » qui détermine la profondeur du champ d'acquisition), et le calcul rapide des indexes. Il s'agit d'un algorithme de pré traitement du signal appliqué sur les ondes reçues avant la formation de l'image. Ceci permet d'augmenter le contraste en rendant l'échographe moins opérateur dépendant.
L'ANTARES, quant à lui, devrait bénéficier rapidement de la migration du TEQ doppler.
Cette année, l'ANTARES dispose d'un logiciel de post traitement appelé « Clarify Vi ». Il permet de « vider » les vaisseaux sanguins, par soustraction des tissus en mouvement afin de visualiser uniquement les parois des vaisseaux.
Une sonde 4D est en cours de développement sur l'ANTARES. La société SIEMENS fabrique sa propre sonde électronique motorisée 4D qui permet également de faire du 2D (sonde petite, compacte et légère). Cette sonde est prévue en avril 2004 et la société SIEMENS prévoit sur une bonne qualité en 2D ainsi que sur un bon rendu surfacique avec un 4D à 25 images/seconde. Le transfert du 4D se fera ensuite sur les G60 et G50 avec une cadence de 2 à 4 images/seconde.
Les autres nouvelles fonctionnalités sur l'ANTARES sont, le panoramique (Siescape), l'imagerie composée spatiale et fréquentielle (Sieclear) avec le doppler couleur et la possibilité de stocker des boucles dynamiques. Les sondes de technologie de cristal Hanafy apparaissent sur l'ANTARES avec une nouvelle sonde abdominale et transcrânienne (meilleure résolution en profondeur notamment sur le doppler). Ces sondes sont matricielles avec une double focalisation continue. Ces sondes Hanafy devraient également être introduites sur les gammes G60 et G50. La fusion des équipes de recherche et développement ACCUSON et SIEMENS commence à porter ses fruits et les transferts de technologie se font effectivement entre le SEQUOIA et l'ANTARES.

SONOSITE : www.sonosite.com

Première société à introduire l'échographe portable sur le marché des dispositifs médicaux, SONOSITE propose cette année un nouvel échographe : le TITAN. Cette machine a bénéficié du retour d'expérience de l'échographie portable et confirme une nette amélioration en terme, de robustesse, d'ergonomie, de fiabilité et de rapidité de son système d'exploitation. Doté également d'une meilleure résolution que ses prédécesseurs, de fonctions telles que l'imagerie harmonique et le doppler (couleur, pulsé ou énergie) et d'un panel complet de sondes électroniques de large bande passante, cet échographe est rendu pluridisciplinaire. Utilisé en portable ou bien sur sa station d'accueil le TITAN permet de s'adapter à tout type de service. Le TITAN s'implante donc facilement dans des services médicaux tels que la radiologie, le vasculaire, ou encore l'obstétrique, la gynécologie, les urgences, le bloc opératoire.
Cette machine est équipée de tout type de connectivité (port USB, sortie S-vidéo…), de la norme DICOM et d'une capacité de stockage plus importante disposant même d'une carte mémoire flash. La capacité d'autonomie de la batterie a été allongée à 4 heures.
Le SONOSITE TITAN vient compléter la gamme existante représentée par le SONOSITE 180 plus ,le ILOOK 15 et le ILOOK 25 destiné à des explorations ciblées comme la pose de cathéters en anesthésie.

TOSHIBA : www.medical.toshiba.com

La société TOSHIBA dispose toujours à son catalogue les échographes NEMIO, un échographe moyenne gamme et APLIO, un échographe haute gamme. Des mises à niveau régulières permettent à ces deux échographes de se maintenir à des performances actualisées.
TOSHIBA affiche un principe d'évolutivité avec des évolutions mineures tous les 6 mois et au moins une évolution majeure tous les ans. La société TOSHIBA se positionne avec l'APLIO dans la gamme des échographes très haute gamme, grâce à une architecture performante et évolutive.
La « philosophie » de travail se résume en 5C : Compouding, Color, Contrast, Confort, Connectivity.

Sur l'APLIO, la technologie Tera-processing et un double formateur de faisceau introduits l'an dernier ont permis de nombreux développements et en promet d'autres. Le formateur de faisceau fonctionne avec un canal dédié par élément ultra sonore, ce qui augmente sa rapidité de calcul. Désormais, les différents modes d'émission, de réception et de traitements des données sont gérés indépendamment. On aboutit à une combinaison très souple des différents modes (doppler couleur, « dynamic flow », imagerie composée) sans dégradation de la cadence image ou de la résolution. L'APLIO dispose ainsi de l'imagerie composée spatiale et fréquentielle (« ApliPure »), du doppler couleur et énergie sans perte de cadence image grâce aux sondes qui émettent à plusieurs fréquences. Le doppler est adaptatif chez TOSHIBA avec un autoréglage en fonction du patient, du gain, de la PRF, de la ligne de base.
Parmi les techniques doppler de l'APLIO, le « dynamic-flow » est plus que jamais présent. Basé sur une technologie de doppler large bande et sur l'amplification de la composante dynamique des tissus, l'image obtenue sera très contrastée en visualisant le flux de façon très fine par rapport aux tissus. Ce mode utilise une émission large bande comme en mode B, contrairement au mode doppler, et a pour avantage de ne plus présenter de débordement du flux en dehors des vaisseaux et d'obtenir une image de perfusion en temps réel avec visualisation des micro vaisseaux (cartographies vasculaires). De plus, les puissances acoustiques utilisées dans ce mode sont faibles, autorisant l'imagerie de contraste ou l'imagerie fœtale. Par ailleurs, le mode « dynamic flow » donne l'orientation du flux.
En ce qui concerne le traitement d'image, l'APLIO utilise la technique de l'inversion de phase sans perte de cadence image ni de résolution. Ceci est rendu possible en augmentant les bandes de fréquence à l'émission et en utilisant des lignes à retard permettant de recevoir 4 signaux en même temps.
L'APLIO possède des logiciels pour l'utilisation des PCUS. La technique CHI (« Contrast Harmonic Imaging ») utilise la soustraction de pulse qui permet de différencier la réponse des tissus (linéaire) de celle des micro-bulles (non linéaire).
Le « Dual Pulse soustraction » devrait être disponible en avril 2004. Il consiste à envoyer deux fréquences en même temps en focalisant le faisceau sur deux profondeurs d'organe avec le même principe des lignes à retard pour la cadence. Autre technique dérivant de ce concept, le CTD (« Contrast Tissue Discriminator »), basé sur la soustraction de pulse mais à faible index mécanique. Les échos provenant des tissus sont alors éliminés tandis que ceux émis par les micro bulles sont renforcés.
Enfin, des modes complémentaires vont permettre d'améliorer la visualisation du PCUS ; le « flash echo imaging » et le « dual substraction » donnent des informations sur la perfusion cinétique des structures et une visualisation très fine.
En ce qui concerne les examens vasculaires à l'aide des produits de contraste, la technologie par soustraction de pulse à de faibles puissances acoustiques permet de visualiser la perfusion en temps réel. Le VRI (« Vascular Recognition Imaging ») utilise à la fois la technologie du « dynamic flow » en mode couleur et à faible index mécanique en codant les différentes phases (artérielle, veineux et de perfusion) dans un mode tricolore. Le logiciel « Contrast Harmonic Imaging » permet de traiter tous les échos non linéaires générés par la structure traversée.
La nouveauté se situe dans la technologie de « micro flow imaging » qui permet de visualiser la microvascularisation (sein, thyroïde, prostate). En appliquant un pulse à index mécanique élevé sur les micro bulles, celles-ci reperfusent l'organe et la dynamique de cette perfusion est visualisée. Cet algorithme permet de visualiser séparément les échos provenant des tissus de ceux provenant des micro-bulles. On distingue ainsi le signal de perfusion des tissus.

La société TOSHIBA présente cette année la deuxième génération de sondes avec la même technologie de fabrication des cristaux dite « single cristal technology » pour laquelle la société a un brevet. Cette technologie permet l'orientation de toutes les structures composant le cristal qui génère alors un signal plus pur avec un excellent rapport signal sur bruit. La deuxième génération de sondes correspond à une meilleure maîtrise de la production qui devrait être généralisée sur toutes les sondes et diminuer le coût de production. L'objectif est de couvrir toutes les fréquences avec une seule sonde. Les sondes linéaires peuvent ainsi être utilisées pour l'abdomen avec une très grande pénétration. La société TOSHIBA dispose également de sondes matricielles (« dynamic micro slice technology ») sur tous les types de sondes, ce qui permet de corriger les distorsions latérales du faisceau par une focalisation dynamique dans l'épaisseur du plan de coupe. Le but est de former un signal d'une épaisseur fine et uniforme en profondeur.
Enfin, l'APLIO est sous environnement Windows2000, ce qui lui confère une grande souplesse d'utilisation pour les opérateurs (configuration de protocoles) ; De plus, la société TOSHIBA est la seule à développer une aide à l'opérateur (iAssist Intelligent Assistant). Ce logiciel offre la possibilité de créer des protocoles d'examens en les gérant à l'aide d'une simple télécommande utilisant la technologie Blue Tooth. Ceci permet un gain sur le temps d'examen sans aucun compromis avec la qualité diagnostique, l'opérateur focalise son attention sur la position de la sonde et sur l'image.

Le NEMIO quant à lui bénéficie du développement de sondes pouvant aller dans le canal opérateur de vidéofibroscopes (20 MHz) pour faire des mesures de tumeurs, visualiser leur forme et leur étendue.
Une sonde 4D « Advanced » pour la gynécologie obstétrique est également disponible cette année. La sortie du NEMIO sous sa forme « Advanced » a permis d'améliorer la puissance de son formateur de faisceau pour une grande amélioration de la qualité image. Le mode harmonique est disponible sur plus de sondes notamment des sondes linéaires jusqu'à 16 MHz.

Conclusion

Au-delà des sujets technologiques récurrents tels que la résolution d'image, l'échographe portatif et les sondes 3D mécaniques ou matricielles, le marché de l'échographie raisonne aujourd'hui en terme de transversalité par discipline, par pathologie.
La course à la technologie est lancée sur les sondes et les cristaux qui les composent et le sujet ne semble pas aisé.
Du côté des applications médicales, les recherches sur l'utilisation des produits de contraste, en particulier en oncologie, sont très accentuées cette année, les débouchés sont très prometteurs.
Les fournisseurs placent leurs échographes sur le marché en proposant maintenant des fonctions modulables et en offrant de plus en plus d'outils d'aide aux utilisateurs. Les fabricants ont l'ambition de proposer une ouverture sur toutes les disciplines à leur clientèle, élargissant ainsi un marché constitué principalement de renouvellement d'anciennes machines.