Artéfacts de l’échographie
La compréhension des artéfacts est fondamentale en échocardiographie et en échographie générale. L’échographe construit une image en se basant sur plusieurs hypothèses physiques, notamment que les ultrasons se propagent en ligne droite, à une vitesse constante (1540 m/s) et que les échos reviennent directement au transducteur après une seule réflexion. Lorsque ces conditions ne sont pas remplies, des artéfacts apparaissent.
Les artéfacts suivants sont fréquents dans l’imagerie par ultrasons :
- L’image échographique montre des structures inexistantes (artéfacts de réverbération, lobe latéral).
- L’image échographique n’affiche pas les structures existantes (ombres acoustiques).
- L’image échographique représente mal l’échogénicité, la forme ou la position des structures (réfraction, artéfact de vitesse).
L’échogénicité est définie comme l’intensité des ondes sonores réfléchies. Les structures ayant une échogénicité élevée (réflecteurs spéculaires ou denses) reflètent plus d’ultrasons et apparaissent plus brillantes (hyperéchogènes) sur l’image. Les structures à faible échogénicité (tissus mous, liquides) reflètent moins d’ultrasons et apparaissent plus sombres (anéchogènes ou hypoéchogènes) sur l’image.
Ombres acoustiques
Certaines structures ont une échogénicité très élevée (par exemple, le squelette, les calcifications importantes, les calculs, les valves cardiaques mécaniques) et réfléchissent ou absorbent pratiquement toutes les ondes sonores. Cela laisse trop peu d’énergie ultrasonore pour explorer la zone située derrière le réflecteur. Il en résulte des zones sombres anéchogènes, appelées ombres acoustiques.
On distingue généralement deux types d’ombres :
- L’ombre acoustique « propre » : Elle est noire et nettement délimitée, typique des structures calcifiées (os, calculs biliaires ou rénaux) ou métalliques.
- L’ombre acoustique « sale » : Elle est plus grise et floue, souvent associée à la présence de gaz (air dans les poumons ou les intestins).
La figure 1 montre une ombre acoustique classique sous un calcul biliaire. En échocardiographie, ces ombres peuvent masquer des structures importantes situées derrière des prothèses valvulaires ou des calcifications annulaires mitrales.
Artéfacts de réverbération
Les ondes ultrasonores peuvent être réfléchies plusieurs fois entre des structures denses (c’est-à-dire des structures à forte différence d’impédance acoustique) et le transducteur. Le processeur de l’échographe suppose que chaque écho reçu correspond à un aller-retour unique. Pour chaque réflexion supplémentaire, l’onde met plus de temps à revenir, et la machine interprète ce retard comme une structure située plus profondément.
Cela produit des copies du réflecteur placées à des distances équidistantes sur l’image. L’image échographique peut donc afficher plusieurs copies d’une structure dense (« aspect en échelle »). Ces artéfacts sont appelés réverbérations.
Les réverbérations peuvent également se produire à l’intérieur d’une structure dont les limites présentent une échogénicité élevée (par exemple, un kyste ou un vaisseau avec des parois calcifiées). Les ondes sonores peuvent alors être réfléchies plusieurs fois entre les couches limites, comme l’illustre la figure 2. Ce phénomène est fréquent au niveau de l’aorte thoracique descendante en vue parasternale.
Les réverbérations sont fréquentes lors de l’examen du tissu pulmonaire ; la plèvre à double couche produit des réverbérations horizontales, appelées lignes A, qui sont un signe de poumon normal (aéré). La présence de ces lignes permet d’exclure un pneumothorax lorsque le glissement pleural est également présent.
Artéfacts de queue de comète (Comet Tail)
Une forme spécifique de réverbération est l’artéfact en « queue de comète » ou « Ring-down ». Il se produit lorsque les ultrasons résonnent à l’intérieur d’une très petite structure (comme une bulle de gaz ou un petit cristal de cholestérol) ou entre deux réflecteurs très proches (comme les feuillets d’une valve mécanique ou une aiguille métallique).
En échographie pulmonaire, les lignes B sont des queues de comète verticales qui naissent de la ligne pleurale, effacent les lignes A et s’étendent jusqu’au bas de l’écran. Elles traduisent la présence de liquide interstitiel (œdème pulmonaire) ou de fibrose. En échocardiographie, des queues de comète peuvent être visibles derrière des prothèses valvulaires ou des calcifications.
Artéfact d’image miroir
Les artéfacts d’image miroir se produisent sous un réflecteur puissant et lisse qui agit comme un miroir acoustique (réflecteur spéculaire). Les localisations classiques sont le péricarde postérieur ou le diaphragme.
Le mécanisme est le suivant : l’onde ultrasonore frappe le « miroir » (ex: plèvre/péricarde), est déviée vers une seconde structure (la « cible »), revient au miroir, puis retourne au transducteur. La machine, supposant un trajet rectiligne, affiche une copie de la cible derrière le miroir, à une distance correspondant au trajet total parcouru.
En pratique clinique, cela peut créer l’illusion d’une masse hépatique dans le thorax (image miroir du foie à travers le diaphragme) ou d’une seconde aorte. Il est crucial de ne pas confondre un épanchement pleural avec une image miroir ; l’image miroir reproduit la texture du tissu hépatique ou splénique au-dessus du diaphragme.
Artéfact du lobe latéral et d’épaisseur de faisceau
Lobes latéraux (Side lobes) : Une image 2D est formée en permettant au faisceau ultrasonore de balayer d’avant en arrière. Le transducteur enregistre les réflexions provenant du faisceau principal. Cependant, des faisceaux secondaires de faible énergie, appelés lobes latéraux, partent dans des directions différentes (figures 5A et 5B). Lorsque ces lobes rencontrent des réflecteurs puissants (calcifications, péricarde), les échos reviennent au transducteur et sont affichés par erreur le long de l’axe du faisceau principal.
Cela se manifeste souvent par des échos parasites fins (« bruit ») dans des structures anéchogènes comme la vésicule biliaire, la vessie, ou les oreillettes cardiaques. Ces artéfacts peuvent simuler des thrombus, des végétations ou de la boue biliaire (sludge). L’utilisation de l’imagerie harmonique tissulaire (THI) réduit considérablement ces artéfacts car le faisceau harmonique est plus étroit et possède des lobes latéraux moins énergétiques.
Artéfact d’épaisseur de faisceau (Beam width artifact) : Le faisceau ultrasonore n’est pas infiniment plat (« coupe rasoir ») ; il possède une certaine épaisseur en élévation (la 3ème dimension, perpendiculaire à l’écran). Si le faisceau coupe simultanément une structure liquidienne (ex: ventricule) et une structure solide adjacente (ex: paroi latérale ou côte), les échos de la structure solide seront projetés dans l’image 2D, créant de faux échos à l’intérieur de la cavité. Cela peut également être confondu avec des masses ou des thrombus.
Artéfact de réfraction
La réflexion et la réfraction se produisent lorsque les ultrasons traversent les limites d’un tissu. Les limites tissulaires représentent des réflecteurs acoustiques. Selon la loi de Snell-Descartes, si le faisceau traverse une interface entre deux tissus ayant des vitesses de propagation du son différentes avec un angle non perpendiculaire, le faisceau change de direction. C’est ce que l’on appelle la réfraction.
Les artéfacts de réfraction se produisent typiquement au niveau des muscles droits de l’abdomen (qui agissent comme des lentilles) ou le long des bords de structures arrondies. Cela provoque une duplication latérale de la structure sur l’image (figure 6). L’exemple classique est l’apparition d’une « double aorte » ou d’un « double cœur » en coupe transversale. Les structures situées derrière la lentille réfractive peuvent être mal positionnées ou dupliquées.
Les artéfacts de réfraction sont généralement faciles à reconnaître parce qu’ils créent des résultats d’image peu plausibles. Le changement de fenêtre acoustique ou le réglage de l’angle du transducteur permet généralement de faire disparaître le duplicata.
Implications cliniques et optimisation
La reconnaissance des artéfacts est essentielle pour éviter les erreurs de diagnostic, telles que le traitement inutile d’un « thrombus » qui n’est qu’un artéfact de lobe latéral, ou la méconnaissance d’une lithiase masquée par une ombre. Pour minimiser ces erreurs :
- Vérifiez dans plusieurs plans : Les vraies structures anatomiques sont visibles dans tous les plans de coupe, tandis que les artéfacts changent souvent ou disparaissent en tournant la sonde.
- Utilisez l’imagerie harmonique (THI) : Elle améliore le rapport signal/bruit et réduit les artéfacts de réverbération et de lobes latéraux.
- Ajustez le gain et la focale : Un gain excessif peut accentuer le bruit de fond et les lobes latéraux. Placer la zone focale au niveau de la structure d’intérêt optimise la résolution latérale.
- Modifiez la fenêtre acoustique : Changer la position du patient ou la zone d’insonification permet souvent de contourner les obstacles (côtes, air) responsables des ombres et des réfractions.