# Contexte

L’obésité représente aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique, et son impact sur la pratique obstétricale est croissant. Selon la dernière enquête périnatale française de 2021, 23 % des femmes enceintes présentent un surpoids (IMC>25), et 14,4 % sont obèses (IMC>30). Cette augmentation du nombre de patientes en surpoids ou obèses pose un défi particulier lors des échographies obstétricales, tant sur le plan technique que clinique [1].

Chez les femmes ayant un IMC élevé, la qualité de l’image échographique est altérée, rendant plus difficile la détection d’anomalies fœtales [2]. Cela entraîne une augmentation de la durée des examens et un inconfort pour les patientes. L’opérateur est exposé à un risque accru de troubles musculo-squelettiques en raison des contraintes physiques [3].

L’optimisation des réglages de l’échographe devient essentielle pour maximiser la qualité de l’image [4], et réduire le temps d’examen. Nous vous proposons une démarche « pas à pas » pour vous aider dans cette optimisation.

# Rappel de la construction d’une image échographique

L’image échographique repose sur la transmission, la réflexion et la réception des ondes ultrasonores. Ces ondes, générées par la sonde grâce aux cristaux piézoélectriques, sont des vibrations mécaniques de haute fréquence, comprises entre 2 et 15MHz. Les ondes réfléchies sont transformées en signal électrique par les mêmes cristaux piézoélectriques. La longueur d’onde (λ) définie l’onde ultrasonore et correspond à la distance entre deux bandes de compression. Lorsqu’elles traversent les tissus, les phénomènes physiques suivants entrent en jeu.

## Propagation des ondes

Les ondes ultrasonores se propagent à des vitesses différentes selon les milieux traversés. En moyenne, on considère que, dans le corps humain, leur vitesse de propagation (c) est de 1540m/s. Elle est plus lente dans les tissus graisseux (∼1450m/s) et plus rapide dans l’os (∼4080m/s). La vitesse est étroitement liée à la fréquence (f) en Hz selon la relation fondamentale :
                           
                              
                                 
                                    c
                                    =
                                    λ
                                    ⋅
                                    f

Où λ est la longueur d’onde en mètre (m) et f la fréquence en Hz.

## Réflexion et transmission

À chaque interface entre deux tissus de densité ou d’impédance acoustique (Z) différente (par exemple : graisse/muscle, liquide/paroi), une partie des ondes ultrasonore est réfléchie (R) et une autre transmise. L’intensité de l’écho réfléchi dépend du gradient d’impédance acoustique. L’impédance acoustique (Z) est une propriété physique qui caractéristique la résistance d’un milieu au passage des ondes ultrasonores. Elle s’exprime en Rayls (Kg/m2.s). Z=
                        p.c (où p est la densité du milieu et c la vitesse de propagation). Ainsi la formule qui explique la réflexion est la suivante :
                           
                              
                                 
                                    R
                                    =
                                    
                                       
                                          
                                             
                                                
                                                   
                                                      
                                                         Z
                                                         2
                                                      
                                                      +
                                                      
                                                         Z
                                                         1
                                                      
                                                   
                                                   
                                                      
                                                         Z
                                                         2
                                                      
                                                      −
                                                      
                                                         Z
                                                         1
                                                      
                                                   
                                                
                                             
                                          
                                       
                                       2

Lorsque la différence d’impédance est faible, l’onde est transmise avec une énergie peu atténuée : la réflexion est faible. Plus la différence d’impédance est grande et plus le nombre d’interfaces à traverser est important plus la réflexion de l’onde est intense.

## Atténuation du signal

Une des principales limitations chez la patiente obèse est l’atténuation accrue des ondes ultrasonores dans les tissus adipeux : ce phénomène combine absorption, diffusion et réflexion. Il en résulte une perte progressive d’énergie des ultrasons avec la profondeur, ce qui rend difficile la visualisation des structures profondes, et ce, d’autant plus que la fréquence d’émission des ultrasons est élevée.

L’atténuation (A) est mesurée en décibel (dB). Elle est définie par la formule suivante :
                           
                              
                                 
                                    A
                                    =
                                    α
                                    ⋅
                                    f
                                    ⋅
                                    d

α le coefficient d’atténuation (endB/cm/MHz), f est la fréquence des ultrasons (en MHz) et d la distance parcourue en cm. Par exemple, le coefficient α de l’eau est ∼0,002dB/cm/MHz, de la graisse ∼0,6dB/cm/MHz et du muscle ∼1,0dB/cm/MHz.

## Diffusion

Les ondes ne sont pas uniquement réfléchies de manière linéaire. Lorsque qu’elles rencontrent des structures irrégulières, ou dont la paroi n’est pas parfaitement perpendiculaire à la direction des ultrasons ou dont la taille est inférieure à la longueur d’onde, elles sont diffusées dans toutes les directions. Ce processus est important dans les tissus très hétérogènes comme les tissus adipeux ou muscle. Cela crée du “bruit” altérant l’information recherchée appelée signal. On parle alors d’un rapport signal/bruit dégradé. Cette diffusion, et plus particulièrement la diffusion de Rayleigh, peut être décrite par la relation de proportionnalité suivante :
                           
                              
                                 
                                    
                                       
                                          I
                                          =
                                          
                                             f
                                             4
                                          
                                          ⋅
                                          
                                             a
                                             6
                                          
                                       
                                    
                                    
                                       
                                          Q
                                          u
                                          a
                                          n
                                          d
                                             
                                          a
                                          ≪
                                          λ

Où I est l’intensité de l’énergie diffusée f est la fréquence de l’onde ultrason (Hz) et α le rayon de particule diffusantes (en mètre) et λ est la longueur d’onde en mètre (m). On comprend que la diffusion va rapidement augmenter avec la fréquence et la distance parcourue.

# Proposition d’une calibration des réglages « pas à pas »

Les indications [crochets] correspondent aux boutons ou icônes que l’on retrouve couramment sur les appareils d’échographie.

## Choix de la fréquence d’émission des ondes

La première étape consiste à choisir une fréquence adaptée. Plus la fréquence des ultrasons est élevée, meilleure est la résolution spatiale de l’image, mais plus faible est la pénétration dans les tissus. À l’inverse, une fréquence plus basse permet une meilleure pénétration, au prix d’une moindre résolution. Chez la patiente obèse, il faut donc privilégier des fréquences basses (entre 2 et 4MHz) pour favoriser la pénétration des ondes à travers la couche graisseuse [Fréquence (Pénétrance, normale, basse), Frequency (Res, Gen,Pen) ou Resol, Norm, Penet].

En complément, l’ajustement du gain en profondeur [TGC, Time Gain Compensation] permet de compenser partiellement l’atténuation du faisceau ultrasonore. Un réglage progressif du gain restaure la visibilité des structures profondes tout en limitant la perte de contraste des plans superficiels, contribuant ainsi à réduire les effets de l’absorption accrue observée chez les patientes obèses.

Le mode harmonique [Harmonique, Hi ou HRes] peut également améliorer la qualité de l’image en combinant les avantages des hautes et basses fréquences. En effet cette technique permet de recevoir des ondes dont la fréquence est le double de l’émission. Ces ondes sont générées naturellement par le milieu examiné.

Cependant, du mode harmonique limite la pénétration du faisceau et peut accentuer les cônes d’ombre latéraux dans les zones profondes. Dans certaines situations, comme la mesure du périmètre céphalique en fin de grossesse, il peut être utile de désactiver totalement les harmoniques (mode pénétration). Cette désactivation, bien qu’elle réduise la résolution spatiale, augmente la sensibilité en profondeur et améliore la détection des limites latérales du crâne fœtal.

Les appareils plus récents sont également dotés de modes automatiques [appelés Augment, Penetration+, ou HD Depth selon les constructeurs] destinés à améliorer la pénétration. Ils combinent les réglages notamment vers des fréquences, une dynamique et un gain plus bas, ajustés selon la profondeur. Cependant, ces algorithmes reposent sur un modèle de correction du signal établi à partir de tissus considérés comme « normaux » ; ils peuvent ainsi « reconstruire » artificiellement l’échogénicité et altérer l’interprétation dans certaines situations pathologiques, notamment en cas d’hyperéchogénicité intestinale.

## La puissance acoustique

La puissance acoustique d’émission est augmentée [Puissance 100, SA ou A.power]. C’est l’énergie émise. Son unité est le décibel. En augmentant la puissance d’émission, on compense l’atténuation et donc on améliore la pénétration des ondes ultrasonores. Cependant, une élévation de la puissance acoustique peut entraîner une augmentation de l’effet thermique, c’est-à-dire un échauffement localisé des tissus biologiques en raison de l’absorption de l’énergie ultrasonore. Ce phénomène est évalué via l’indice thermique [Thermal Index–TI]. Par exemple, un TI à 0,5 signifie qu’on attend une augmentation de 1°C au maximum le long de l’onde émise. Sur les échographes modernes, la puissance est bridée. Il est déconseillé de dépasser une TI à 1,0 surtout au premier trimestre.

## Choix des fenêtres acoustiques

Il convient, en début d’examen de réaliser un balayage global de l’abdomen afin d’identifier les zones offrant une meilleure transmission des ultrasons. Ce repérage préliminaire permet de localiser les « fenêtres acoustiques » sont particulièrement utiles chez les patientes en surpoids. Parmi les plus utiles on peut décrire :
                           
                              •
                              le pli sus-pubien ;
                           
                           
                              •
                              les flancs, parfois mieux accessibles en décubitus latéral ;
                           
                           
                              •
                              la zone sus-ombilicale ;
                           
                           
                              •
                              la sonde endocavitaire, peut être utilisée dans l’ombilic. Il s’agit d’une zone directement en contact avec l’utérus sans interposition graisseuse. La main droite de l’opérateur tient la sonde par son manche. La main gauche tient la sonde au contact de l’ombilic. La main droite permet les rotations et les inclinaisons de la sonde. La main gauche mobilise l’ombilic dans toutes les directions par l’intermédiaire de la sonde (Fig. 1A). Cette voie est refusée par certaines patientes car trop douloureuse. (Fig. 1B) ;
                           
                           
                              •
                              la sonde endocavitaire peut être aussi utilisée par voie transvaginale pour examiner les structures basses.

## Réduction du champ de visualisation et recentrage sur la zone d’intérêt

Il est essentiel de cibler précisément la zone que l’on souhaite explorer. Cela implique plusieurs réglages :
                           
                              •
                              réduction de la profondeur d’examen [Depth] (Fig. 2
                                 ) ;
                           
                           
                              •
                              diminution de la largeur de la fenêtre d’image [Zone balayée, Angle ou FOV] (Fig. 3
                                 ) ;
                           
                           
                              •
                              zoom pré-traitement, c’est-à-dire avant de geler l’image [Zoom] ;
                           
                           
                              •
                              recentrage de la focal [Focus, Focal].

Certains appareils récents proposent une imagerie dite confocale, fondée sur une focalisation dynamique en en réception [Auto, eFocusing]. Il s’agit d’une focalisation automatique qui adapte en continu le point focal à chaque profondeur de l’image, de manière à maintenir une résolution latérale optimale sur l’ensemble du champ. Cette technique, reposant sur des calculs complexes de délais électroniques pour chaque ligne de tir, nécessite un traitement de signal plus important et peut donc réduire la cadence d’acquisition notamment lors de l’utilisation de larges zones d’exploration ou de multiples faisceaux parallèles.

Il faut éviter l’usage de la multifocale qui peut ralentir la cadence d’image et entraîner des artefacts de mouvement.

## Ajustement des paramètres fins de traitement d’image

Certains réglages permettent de compenser le bruit de fond :
                           
                              •
                              il est préférable de réduire le floutage des pixels avec renforcement des contours [Clearvision, SRI ou iclear] (Fig. 4
                                 ) ;
                           
                           
                              •
                              l’imagerie par tirs croisés (compound), permet de limiter les cônes d’ombres [CRI Xbeam, Multivision ou ibean]. Il peut être activé si la cadence image le permet (Fig. 5
                                 ) ;
                           
                           
                              •
                              chez un fœtus très mobile il faut diminuer la densité de ligne pour augmenter la cadence image. Il est préférable d’annuler le lissage temporel [Moyenne image, Persist ou Persistance]. Il s’agit d’une technique de rémanence qui superpose plusieurs images à la suite pour produire une seule image plus riche en informations. En cas de mouvements fœtaux, l’image devient floue.

## Optimisation de la densité de ligne et de la cadence

L’augmentation de la densité de lignes permet une meilleure résolution latérale, c’est-à-dire la capacité à distinguer deux points adjacents issus de deux ondes ultrasonore adjacentes. En augmentant la densité de ligne, la cadence de l’image est altérée (image saccadée). Il faut trouver un compromis entre, cadence et résolution latérale. [Densité de ligne, Dens. Lgn ou Densité lign].

# Conclusion

L’échographie chez une patiente en surpoids peut représenter un moment délicat pour l’échographiste, générant parfois un certain stress et pouvant affecter la qualité de la relation médecin–patiente. Une maîtrise des principes fondamentaux de la biophysique des ultrasons permet d’aborder ces situations complexes avec davantage de confiance et de sérénité.

Dans ce contexte, la capacité à ajuster précisément les réglages de l’appareil devient un véritable savoir-faire, précieux à transmettre.

En cas d’examen particulièrement difficile, la qualité de l’exploration est dépendante du confort de la patiente comme de l’échographiste.

# Contribution des auteurs

IB et GG conception, rédaction et validation du manuscrit.