La Sonde

=== La sonde ===
Les premières études sur les ultrasons n'étaient pas appliquées à la médecine, mais visaient à permettre la détection des sous-marins à l'occasion de la [[Première Guerre mondiale]]. En 1951, deux britanniques, J.J. Wild (médecin) et J. Reid (électronicien), présentèrent à la communauté médicale un nouvel appareil : l'échographe. Il était destiné à la recherche des tumeurs cérébrales mais fera carrière dans l'[[obstétrique]]. L'usage en obstétrique date du début des années 1970 avec les appareils permettant de capter les bruits du cœur fœtal (voir [[Effet Doppler]]).

L'élément de base de l'échographie est une [[céramique]] [[piézoélectricité|piézoélectrique]] ([[PZT]]), situé dans la sonde, qui, soumis à des impulsions électriques, vibre générant des [[ultrason]]s. Les échos sont captés par cette même céramique, qui joue alors le rôle de récepteur : on parle alors de transducteur ultrasonore. Un échographe est muni d'une sonde échographique, nommée barrette échographique, pourvue à l'origine de 64, 96 voire 128 transducteurs ultrasonores en ligne. Les sondes des échographes modernes possèdent aujourd'hui jusqu'à 960 éléments. En échographie cardiaque le nombre d'éléments est amené à {{formatnum:3000}} éléments.  Enfin, les sondes de prochaines générations (courant 2009) auront plus de {{formatnum:12000}} éléments piézoélectriques soit 64 fois plus que celle encore utilisée à ce jour.  L'émission se fait de manière successive sur chaque transducteur.

Les ultrasons sont envoyés dans un périmètre délimité (souvent trapézoïdal), et les échos enregistrés sont des signatures des obstacles qu'ils ont rencontrés.  L'[[échogénicité]] est la plus ou moins grande aptitude d'un tissu à rétro diffuser les ultrasons.

La fréquence des ultrasons peut être modulée : augmenter la fréquence permet d'avoir un signal plus précis (et donc une image plus fine) mais l'ultrason est alors rapidement amorti dans l'organisme examiné et ne permet plus d'examiner les structures profondes.  En pratique l'échographiste a, à sa disposition, plusieurs sondes avec des fréquences différentes :
* 1,5 à 4,5 Mhz en usage courant pour le secteur profond (abdomen et pelvis), avec une définition de l'ordre de quelques millimètres ;
* 5 Mhz pour les structures intermédiaires (cœur d'enfant par exemple), avec une résolution inférieure au millimètre ;
* 7 Mhz pour l'exploration des petites structures assez proches de la peau (artères ou veines) avec une résolution proche du dixième de millimètre ;
* de 10 Mhz à 18 Mhz plus par exemple pour l'étude, en recherche, de petits animaux, mais aussi, dans le domaine médical, pour l'imagerie superficielle (visant les structures proches de la peau).

Cette résolution dépend aussi de la forme de la structure examinée : elle est bien meilleure si elle est perpendiculaire au faisceau d'ultrasons que si elle est parallèle à ce dernier.

La fréquence de réception joue également sur la qualité de l'image : en mode ''fondamental'' le transducteur détecte les signaux de la même fréquence que celle de l'émission. En mode ''harmonique'', il détecte les signaux d'une fréquence double (seconde harmonique) de celle de l'émission. L'avantage de ce dernier système est qu'il ne détecte essentiellement que les échos revenant dans le même sens que l'émission, écartant de fait les échos diffusés et rendant le signal beaucoup moins bruité. La détection non linéaire a une réponse particulière, elle ne réagit pas aux premiers centimètres après la sonde, ce qui permet de faciliter l'imagerie chez un patient en surpoids (dont la couche de graisse sous la peau complique le passage des ultrasons).