DIU echocardiographie 2009. bordeaux

1. HÉMODYNAMIQUE DOPPLER
théorie des gradients
Structure des jets
R. ROUDAUT
Hôpital Cardiologique Haut-Lévêque
CHU de Bordeaux
DU ECHO

2. Hémodynamique Doppler
Plan
1. Généralités : écoulement laminaire, turbulent
2. Calcul d’un débit
3. Calcul d’un gradient
4. Calcul de la surface fonctionnelle
5. Étude des jets :
Structure d’un jet
Différents types de jet
Pisa
6. Gradients de pressions physiologiques et
pathologiques DU ECHO

3. Hémodynamique Doppler
Généralités
Les principes physiques qui régissent les
écoulements dans le système
cardiovasculaire dérivent des lois générales
de la mécanique des fluides
DU ECHO

4. Hémodynamique Doppler
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
DU ECHO

5. Hémodynamique Doppler
Notion d’écoulement laminaire
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
application à la mesure d’une courbe de vitesse ou d’un débit : là
où le profil de vélocité est plat à l’entrée des « tuyaux »,
au niveau des anneaux valvulaires DU ECHO

6. Flux aortique laminaire
DU ECHO

7. Hémodynamique Doppler
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 en
une énergie cinétique DU ECHO

8. Flux aortique turbulent accéléré
DU ECHO

9. Hémodynamique Doppler
Mesure d’un débit
•
DEBIT au travers d’un orifice Q=SxV
Lorsque écoulement est laminaire
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 DU ECHO

10. Hémodynamique Doppler
Calcul 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 DU ECHO

11. Hémodynamique Doppler
Calcul d’un gradient
EQUATION DE BERNOUILLI
P1 - P2 = 1/2 ρ (V22 - V12)) + 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
DU ECHO

12. Hémodynamique Doppler
Calcul d’un gradient
1er terme : accélération convergente :
V1 peut être souvent négligée par rapport à V2, car < 1 m/s
en insérant viscosité ρ = 1.06 x 103 kg/m3
P1 - P2 = 1 1.06 x 103 V22
2 133
P1 P2
133 étant le coefficient de conversion des Newtons en mmHG
∆P = 4 V 22
DU ECHO

13. Hémodynamique Doppler
Calcul d’un gradient
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)
DU ECHO

14. Hémodynamique Doppler
Calcul d’une surface fonctionnelle
EQUATION DE CONTINUITE
Loi de conservation de la masse et du débit
dans un cylindre à section variable
ρ V 1 A1 = ρ V 2 A2
V 1 A1 = V2 A2
le débit d'entrée est égal
au débit de sortie
calcul des surfaces :
A 2 = A1 x V 1
V2
DU ECHO

15. Hémodynamique Doppler
Rétrécissement aortique valvulaire
Calcul de la surface valvulaire aortique par équation de
continuité :
SAO = Scc x Vcc
VAo
DU ECHO

16. Calcul d’une surface fonctionnelle
Limites
FA
Fuite valvulaire
Shunt
Débit : hyperdébit/bas débit
DU ECHO

17. Hémodynamique Doppler
Calcul de la surface fonctionnelle/Limites :
La surface « fonctionnelle » est inférieure à la surface
« anatomique »du fait du phénomène de vena contracta
qui surestime V2
V2 V3
V1
DU ECHO

18. Hémodynamique Doppler
5. Étude des jets :
Structure d’un jet
Différents types de jets
PISA (zone de convergence)
DU ECHO

19. Hémodynamique Doppler
Structure d’un jet
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
DU ECHO

20. Hémodynamique Doppler
Différents types de jets
Jet libre
Jet adhérent
Jet confiné
DU ECHO

21. Hémodynamique Doppler
Différents types de jets
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 à
distance de l'orifice.
DU ECHO

22. Hémodynamique Doppler
Différents types de jets
2. « Jet adhérent »
Effet Coanda
Attraction d’un jet excentré vers une paroi, entraînant une adhérence du
jet à la paroi et une sous-estimation de son importance en planimétrie
DU ECHO

23. IM – jet excentré
DU ECHO

24. Hémodynamique Doppler
3. « Jet confiné »
Phénomène de vena contracta
la surface fonctionnelle calculée par équation
de continuité est plus faible que la surface anatomique !
Phénomène de restitution de pression :
le gradient max mesuré par Doppler est plus élevé
que le gradient mesuré par KT DU ECHO

25. Hémodynamique Doppler
Flux de convergence : Proximal Isovelocity Surface Area « PISA »
VG
Vr
r r
Exemple jet IM
OG
Q2
Qr = 2 πr² Vr
Q2 = S2 V2
Qr = Q2 S2 = 2 πr² Vr
V2
calcul de la surface de l’orifice régurgitant : SOR DU ECHO

26. Hémodynamique Doppler
6. Gradients physiologiques : Doppler/KT
DU ECHO

27. Hémodynamique Doppler
Gradients pathologiques : Doppler/KT
DU ECHO

28. Hémodynamique Doppler
Gradients pathologiques : Doppler/KT
DU ECHO

29. Hémodynamique Doppler
Gradients pathologiques : Doppler/KT
DU ECHO

30. Hémodynamique Doppler
Hémodynamique non invasive
Etape essentielle examen Echo-Doppler
Evaluation débits, pressions, voire
résistances…
DU ECHO