Hémodynamique doppler

DU ECHO

HÉMODYNAMIQUE DOPPLER

R. ROUDAUTHôpital Cardiologique Haut-Lévêque

CHU de Bordeaux

�théorie des gradients�Structure des jets

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Hémodynamique Doppler

Plan

1. Généralités : écoulement laminaire, turbulent2. Calcul d’un débit 3. Calcul d’un gradient4. Calcul de la surface fonctionnelle5. Étude des jets :

�Structure d’un jet�Différents types de jet�Pisa

6. Gradients de pressions physiologiques et pathologiques

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Généralités

Les principes physiques qui régissent les écoulements dans le système cardiovasculaire dérivent des lois générales de la mécanique des fluides

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1. Notion d’écoulement laminaire

Le sang est un liquide particulaire de viscosité variable

(fonction taille cavité, vx, hématocrite…) qui conditionne

les particularités de l’écoulement sanguin

Écoulement laminaire en couches concentriques :

� Centre : « courant axial »

globules rouges

� Périphérie : plasma, peu mobile car très visqueux

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Profil de vitesse dans un cylindre droit :�profil d'entrée : plat

�profil parabolique à une distance appelée "longueur d'entrée" généralement de 10 fois le diamètre du cylindre

Hémodynamique DopplerNotion d’écoulement laminaire

application à la mesure d’une courbe de vitesse ou d’un débit : làoù le profil de vélocité est plat à l’entrée des « tuyaux »,au niveau des anneaux valvulaires

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Flux aortique laminaire

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2. Notion d’écoulement turbulent

� Lorsque dans un tube de dimensions données, la V du flux dépasse une valeur seuil, le flux devient turbulent, avec des tourbillons et n'est plus silencieux.

transformation : énergie de pression enune énergie cinétique

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Flux aortique turbulent accéléré

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Hémodynamique DopplerMesure d’un débit

DEBIT au travers d’un orifice Q = S x V

instantané(s) (l/s)S x Vi

cycle (stroke volume) (l)Q = S x Vm x tej

= S x ITV

cardiaque (l/mn)Q = S x Vm x tej x FC

= S x ITV x FC

•

•

•

Lorsque écoulement est laminaire

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Hémodynamique DopplerCalcul d’un gradient

Théorème de Bernouilli: Loi de conservation de l'énergie, conversion de l'énergie de pression (potentielle) en une énergie cinétique.

P1 P2

calcul d’un gradient de pression

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�EQUATION DE BERNOUILLI

P1 - P2 = 1/2 ρρρρ (V22 - V12)) + ρ ρ ρ ρ 2 dv ds + R (V)dt

1

1 2 3

3ème terme : viscosité :�dans 1 vaisseau dont le diamètre > 3,5mm, le profil de vélocité est plat, ce

facteur est négligeable

2ème terme : accélération du flux :�n'intervient que lors de l'ouverture et de la fermeture des valves : négligeable

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�1er terme : accélération convergente :�V1 peut être souvent négligée par rapport à V2, car < 1 m/s

�en insérant viscositéρρρρ = 1.06 x 103 kg/m3

P1 - P2 = 11.06 x 103 V22

2 133

133 étant le coefficient de conversion des Newtons en mmHG

∆∆∆∆ P = 4 V 22

P1 P2

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�Limites de validité de l’équation de Bernouilli +++ :�si V 1 élevé : (> 1 m/s)

�maladie aortique�sténose longue :

�tunnel, coarctation�sténoses en série

�si forces visqueuses non négligeables :�(petits vx)

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Hémodynamique DopplerCalcul d’une surface fonctionnelle

�EQUATION DE CONTINUITE� Loi de conservation de la masse et du débit� dans un cylindre à section variable

ρ ρ ρ ρ V 1 A1 = ρρρρ V 2 A2V 1 A1 = V2 A2

le débit d'entrée est égal au débit de sortie�calcul des surfaces :

A 2 = A1 x V 1V 2

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�� Calcul de la surface valvulaire aortique par équation de

continuité :

SAO = Scc x Vcc

VAo

Hémodynamique DopplerRétrécissement aortique valvulaire

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Calcul d’une surface fonctionnelleLimites

�FA

�Fuite valvulaire

�Shunt

�Débit : hyperdébit/bas débit

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V1

V2 V3


�� Calcul de la surface fonctionnelle/Limites :

La surface « fonctionnelle » est inférieure à la surface « anatomique »du fait du phénomène de vena contractaqui surestime V2

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5. Étude des jets :

�Structure d’un jet

�Différents types de jets

�PISA (zone de convergence)

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1. zone de convergence

2. orifice

3. "jet core" "âme du jet"

�flux laminaire triangulaire

�base : orifice, hauteur : d'autant plus grande que orifice est large

4. turbulences

Hémodynamique DopplerStructure d’un jet

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�Jet libre

�Jet adhérent

�Jet confiné

Hémodynamique DopplerDifférents types de jets

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1. « jet libre » : type IM centrale� jet dont la surface est < 1/5 de la

surface de la chambre de réception

� se développe sans influence des parois dans un large réservoir

� le profil de vélocité s'élargit et diminue de façon symétrique àdistance de l'orifice.


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Effet Coanda

2. « Jet adhérent »


Attraction d’un jet excentré vers une paroi, entraînant une adhérence dujet à la paroi et une sous-estimation de son importance en planimétrie

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IM – jet excentré

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�Phénomène de vena contractala surface fonctionnelle calculée par équationde continuité est plus faible que la surface anatomique !

�Phénomène de restitution de pression :le gradient max mesuré par Doppler est plus élevéque le gradient mesuré par KT

3. « Jet confiné »


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Flux de convergence : Proximal Isovelocity Surface Area « PISA »

r r

OGQ2

VGVr

Qr = Q2

Qr = 2 ππππr² VrQ2 = S2 V2

S2 = 2 ππππr² VrV2

calcul de la surface de l’orifice régurgitant : SOR


Exemple jet IM

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6. Gradients physiologiques : Doppler/KT


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Gradients pathologiques : Doppler/KT


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�Hémodynamique non invasive

�Etape essentielle examen Echo-Doppler

�Evaluation débits, pressions, voire résistances…

Education

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