Brevet FR2104842A1 — publié le 19720421

Pour former l'image de vaisseaux situés dans le corps d'un patient, qui sont parcourus par des liquides corporels, ont utilise le procédé dénommé angiographie aux rayons X. Dans les vaisseaux dont on doit former l'image, on introduit 5 ou on injecte des agents opacifiants et on réalise simultanément ou successivement des prises de vues radiographiques. Les dimensions intérieures des vaisseaux sont alors nettement mises en évidence dans les prises de vues. Les inconvénients de l'angiographie aux rayons 10 X résident dans le fait que la dépense en appareillage est relativemeht élevée et que des travaux préparatoires minutieux aussi bien techniques que physiologiques sont nécessaires, comme par exemple l'insertion de l'agent opacifiant dans les vaisseaux, l'examen approfondi du patient avant la mise en oeuvre 15 du procédé, ét notamment l'examen de sa circulation sangine, etc... On doit constater d'autres inconvénients consistant en ce que la circulation sangine du patient est fortement pertubée pendant un temps relativement long par l'agent opacifiant, que l'injection de ce dernier est douloureuse, que le patient est 20 soumis à une contrainte sous l'action des rayons X et que l'angiographie ne peut être effectuée que par un médecin ayant une formation spécialisée. En outre il faut obtenir une mesure de la vitesse d'écoulement du fluide en circulation uniquement pendant la progression de l'agent opacifiant, à l'aide de prises 25 de vues non interrompuesé L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients. Pour résoudre ce problème, on utilise un appareils pour former l'image de conduits traversés par des fluides y en circulation, notamment de vaisseaux parcourus par des liquides à l'intérieur du corps d'un patient, au moyen de la méthode de l'effet Doppler dans la gamme des ultra-sons, comportant un dispositif émetteur récepteur à ultra-sons destiné à explorer la zone d'examen, un appareil de Doppler pour former les signaux 35 Doppler, ainsi que des dispositifs pour forcer une image sur un appareil indicateur en fonction de l'exploration par ultra-sons au moyen de la représentation d'une marque visualisée lors de l'arrivée d'un signal Doppler. Dans l'invention, on n'utilise pas seulement 40 les avant&ges connus provenant de l'utilisation d'un rayonnement 71 28861 2 2104842 ultra-sonore au lieu d'un rayonnement X (mise en oeuvre technique relativement réduite, faible charge en rayonnement du patient même dans le cas d'un examen de longue durée, manipulation simple de l'appareil au point que l'examen peut être effectué 5 éventuellement même par un personnel auxiliaire). Bien plus, la connaissance du fait que les vaisseaux parcourus par des liquides corporels doivent pouvoir être représentés déjà isolément à cause du déplacement du liquide les parcourant, c'e^t à dire sans perturbation de l'image par le tissu environnant, à l'aide 10 d'une exploitation de l'effet Doppler, entraûie la possibilité de supprimer les agents opacifiants et leur application. Les avantages en résultant sont évidents (aucun travail- préparatoire minutieux, aucune contrainte imposée à la circulation sanguine du patient, aucune souffrance du patient par suite d'injections). 15 Etant donné que la fréquence des signaux Doppler représente une mesure pour la vitesse du fluide circulant, il est en outre possible de déterminer la répartition des vitesses du fluide circulant grâce à une exploitation adéquate des signaux Doppler. 20 Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'appareil conforme à l'invention, l'exploration > s'effectue par déplacement ligne par ligne d'un rayon ultra-sonore formé par des impulsions ultra-sonores, dans un plan de coupe de la zone d'examen et on utilise, pour représenter l'image, un oscil-25 loscope cathodique comportant un système de balayage pour réaliser la balayage de l'écran avec le faisceau électronique dans une direction en fonction de la vitesse de propagation du rayon ultra-sonore dans la zone d'examen ainsi que dans une direction perpendiculaire à la précédente, en synchronisme avec le dépla-30 cernent du rayon ultra-sonore dans le plan, et comportant un dispositif pour réaliser le balayage lumineux avec le faisceau électronique allumé à chaque apparition d'un signal Doppler. On peut ainsi former l'image de systèmes de vaisseaux situés dans un plan. 35 Suivant une autre forme de réalisation avan tageuse de l'appareil conforme à l'invention, un rayon ultrasonore explore ligne par ligne des plans de coupe de la zone d'examen parallèles entre-eux, et on utilise pour représenter l'image un oscilloscope cathodique comportant un système de 4o balayage pour effectuer le balayage de l'écran avec le faisceau 71 28861 3 2104842 électronique dans une direction en synchronisme avec le déplacement du rayon ultra-sonore dans lesdits plans, ainsi que dans une direction perpendiculaire à la précédente, en synchronisme avec le déplacement du rayon ultra-sonore depuis un plan dans 5 le plan qui le suit immédiatement, et comportant un dispositif pour réaliser le balayage lumineux avec le faisceau électronique allumé à chaque apparition d'un signal Doppler. Dans une telle forme de réalisation, toutes les informations sont rassemblées à partir du dispositif générateur du rayonnement ultra-sonore 10 et sont représentées sous la forme d'une image plane. Une telle image correspond donc sensiblement à l'image qui est obtenue avec le procédé de l'angiographie. Il est possible, dans le cadre de l'invention, de combiner entre-elles les deux formes de réalisation. Dans 15 un tel cas, il suffit de prévoir des commutateurs, connectant de façon corrècte les transducteurs vitesse-tension au système de balayage de l'oscilloscope cathodique. Il est en outre avantageux de brancher en série et en aval avec l'appareil de Doppler des filtres à largeur 20 de bande réglable qui limitent le spectre de fréquence des signaux Doppler aux fréquences caractéristiques pour le fluide circulant. De cette façon, des signaux perturbateurs qui sont dus par exemple à des mouvements musculaires, ne sont pas indiqués. Les filtres doivent pouvoir être accordés de manière que 25 de" signaux Doppler de fréquences déterminées, notamment possédant des fréquences caractéristiques pour des sténoses, sont détectés. Il est en outre avantageux de prévoir des dispositifs qui commandent l'intensité du faisceau électronique 30 en fonction de la fréquence des signaux Doppler (par exemple augmentation de l'intensité lors de l'accroissement de la fréquence). De ce fait il est possible de rendre visible la répartition des vitesses du fluide circulant dans les différents vaisseaux. 35 A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé deux formes de réalisation du dispositif suivant l'invention. En figure 1, on a représenté un dispositif émetteur-récepteur à ultra-sons 1 dont l'émettèur est alimenté kO par un générateur 2 d'impulsions à haute fréquence et émet, sui 71 28861 4 2104842 vant la direction de l'axe z d'un système de coordonnées spatiales rectangulaires x, y, z, un rayonnement ultra-sonore 3 constitué par des impulsions ultra-sonores k. Le dispositif à ultrasons 1 peut se déplacer le long de l'axe x du système de coordonnées x, y, z, de telle manière que le rayon ultra-sonore 3 se déplace parallèlement à lui-même^ Le déplacement du dispositif émetteur récepteur à ultra-sons dans la direction de l'axe x a pour effet que le rayon ultra-sonore y explore ligne par ligne un corps 5 situé sur le trajet du rayonnement provenant de l'émetteur à ultrasons, par exemple le foie d'un patient, dans un plan de coupe 6, qui est situé dans le plan x,z du système de coordonnées x,y,z et comporte un système de vaisseaux 7 parcouru par un fluide (une ligne dans un plan de coupe résulte toujours de la trace d'une impulsion ultra-sonore envoyée en un point de la surface du corps) Lorsque les impulsions ultra-sonores h parcourent une ligne du corps 5, il se produit aux différentes profondeurs de la ligne, des impulsions d'écho qui sont transformées à nouveau dans le récepteur du dispositif émetteur-récepteur 1 à ultra-sons en impulsions électriques et sont envoyées à un appareil de Doppler 8. Ce dernier compare la fréquence des impulsions émises à la fréquence des impulsions d'écho reçues et produit à sortie 9 un signal Doppler lors d'une dérive en fréquence, c'est-à-dire lorsqu'il apparaît des impulsions réfléchies sur le fluide circulant du système de vaisseaux 7. En série avec l'appareil de Doppler 8 est monté en aval un filtre 10 à ^Largeur de bande réglable, qui limite le spectre des fréquences des signaux Doppler aux fréquences caractéristiques pour le fluide circulant. Les signaux Doppler limités apparaissant à la sortie 11 du filtre 10 sont envoyés par l'intermédiaire d'un traducteur fréquence -tension 12 au cylindre de Wehnelt 13 d'un tube électronique 14. Ce transducteur 12 est conçu de façon à commander le cylindre de Wehnelt 13 de telle manière qu'à chaque arrivée d'un signal Doppler, le faisceau électronique du tube 14 est allumé et simultanément l'intensité du faisceau électronique est augmentée avec la fréquence des signaux Doppler. Le tube électronique 14 comporte une paire de plaque 15 de balayage horizontal et une paire de plaques 16 de balayage vertical (représentées seulement par une plaque) pour 71 28861 5 2104842 le balayage du faisceau électronique dan" une direction horizontale et verticale respectivement sur l'écran 17 du tube 14. La prire de plaques 15 est reliée à un générateur de signaux en dents de scie 18, commandé par l'émetteur d'impulsions 2 et qui, lors 5 de l'intervention d'une impulsion ultra-sonore 4 dans le corps 5» produit une tension en dents de scie qui provoque le balayage de l'écran 17 dans la direction horizontale par le faisceau électronique du tube 14 en fonction de la vitesse du rayon ultra-sonore dans le corps 5. La paire de plaques 16 est reliée à un autre 10 générateur de balayage 19 qui produit aux bornes de ladite paire de plaques une tension provoquant le balayage de l'écran 17 suivant la direction verticale par le faisceau électronique en synchronisme avec le déplacement du dispositif 1 le long de l'axe x de système de coordonnées x,y,z. 15 Grâce au balayage ainsi réalisé par le fais ceau électronique snr l'écran 17 du tube 14 ou grâce au choix de? instants d'allumage du faisceau électronique, on obtient sur l'écran 17 une imrge formée de points lumineux, qui correspond à la constitution du système de vaisseaux 7 dans le plan de coupe 20 6 du corps 5. La figure 2 montre un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel des organes du dispositif, correspondant par leur constitution et leur mode de fonctionnement à des organes du dispositif représenté-en figure 1, sont 25 désignés par les mêmes références que ces derniers. L'émetteur du dispositif émetteur-rérepteur à ultra-sons 1 suivant la figure 2 peut également fonctionner en continu. L'exploration du corps 5 suivant la figure 2 s'effectue de la façon suivante : des plans de coupe du corps 5, 30 parallèles au plnn x,z du système de coordonnées x,y,?: sont explorés successivement, ligne par ligne, par le rayon ultra-sonore 3 par suite du déplacement du dispositif émetteur-récepteur 1 à ultrasons aussi bien le long de l'axe x que de l'axe y. Le générateur de balayage 19, qui est commandé 35 en fonction du déplacement du dispositif à ultra-sons 1 le long de l'axe x, est relié à la paire de plaques 15 de balayage hori-zontpl du tube 14. La paire de plaques verticales 16 du tube 14 est reliée à un autre générateur de balayage 20 qui est commandé en fonction du déplacement du dispositif 1 dans la direction y et 40 produit une tension qui provoque le balayage de l'écran 17 du 71 28861 6 21048.42 tube 14 par le faisceau électronique en synchronisme avec le dé=-" placement du dispositif 1 dans la direction y. Le balayge lumineux avec le faisceau électronique allumé s'effectue de façon analogue à celle décrite pour l'exemple de réalisation de la 5 figure 1. Grâce à ce balayage particulier par le faisceau électronique, il se produit donc la formation d'une image d'un système de vaisseaux 7 de forme quelconque du corps 5 sur l'écran 17 du tube 14, qui correspond à la projection du système de vais-10 seaux 7 sur le plan x,y du système de coordonnées x,y,z. Les exemples de réalisation des figures 1 et 2 peuvent être combinés entre-eux. A cet effet il suffit de prévoir des commutateurs de manière que, par exemple pour le passage du dispositif de la figure 1 à celui de la figure 2, les commutateurs 15 séparent le générateur 18 de signaux en dents de scie et le générateur de balayage 19 de figure 1 des plaques 15 ou 16 et raccordent le générateur 19 aux plaques 15 au lieu du générateur 18 et le générateur 20 aux plaques 16 au lieu du générateur 19. 71 28861 7 2104842 REVENDICATIONS 1. Appareil pour former l'image de conduits tmversés par des fluides en circulation, notamment de vaisseaux parcourus pnr 'des liquides à l'intérieur du corps d'un patient, 5 au moyen de la méthode de l'effet Doppler dans la gamme des ultra-sons, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif émetteur-résTepteur à ultra-sons (1) destiné à explorer la zone d'examen (5)» un appareil de Doppler (8) pour former les signaux Doppler, ainsi que des dispositifs (13»15»16) pour former une 10 image sur un appareil indicateur (17) en fonction de l'exploration par ultra-sons au moyen de la représentation d'une marque visualisée lors de l'arrivée d'un signal Doppler. 2. Appareil suivant la rèvendication 1 caractérisé par le fait que l'exploration s'effectue par déplacement 15 ligne par ligne d'un rayon ultra-sonore (3) formé par des impulsions ultra-sonores, dans un plan de coupe (6) de la zone d'examen (5) ou qu'on utilise, pour représenter l'image, un oscilloscope cathodique (14) comportant un système de balayage (15»16) pour réaliser le balayage de l'écran (17) avec le faisceau 20 électronique dans une direction (z) en fonction de la vitesse de propagation du rayon ultra-sonore dans la zone d'examen (5) ainsi que dans une direction (x) perpendiculaire à la précédente en synchronisme avec le déplacement du rayon ultra-sonore dans le plein (6), et comportant un dispositif (13) pour réaliser le bn-25 layage lumineux avec le faisceau électronique allumé à chaque apparition d'un signal Doppler. 3. Appareil suivant la revendication 1 caractérisé pnr le fait qu'un rayon ultra-sonore (3) explore ligne par ligne des plans de coupe de la zone d'examen (5) parallèles 30 entre-eux, et qu'on utilise pour représenter l'im-ge un oscilloscope cathodique (14) comportant un système de balayage (15»16) pour effectuer le balayage de l'éran (17) avec le faisceau électronique dans une direction (x) en synchronisme avec le déplacement du rayon ultrasonore dans lesdits plans ainsi que 3É> dans une direction (y) perpendiculaire à la précédente, en synchronisme avec le déplacement du rayon ultra-sonore depuis un plan dans le plan qui le suit immédiatement, et comportant un dispositif (13) pour réaliser le balayage lumineux avec le faisceau électronique allumé à chaque apparition d'un signal ko Doppler. 71 28861 8 2104842 4. Appareil suivant le>s revendications 1,2 et 3 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait qu'en série et en aval avec l'appareil de Doppler (8) sont branchés des filtres (10) à Ifrgeur de bande réglable qui limitent le spectre 5 de fréquence des signaux Doppler aux fréquences caractéristiques pour le fluide circulant. 5. Appareil suivant la revendication k caractérisé par le fait que des filtres accordables sont prévus pour détecter des signaux Doppler de fréquences déterminées.. 10 6. Appareil suivant les revendications 2,3,4 et 5 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait qu'il est prévu des dispositifs (12) pour commander l'intensité du faisceau électronique en fonction de la fréquence des signaux Doppler.