Brevet FR2480955A1 — publié le 19811023

"Procédé et dispositif d'échographie ultrasonore" L'invention concerne de façon générale un dis- positif d'échog4aphie utrasonore donnant une présentation en temps réel. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'échographie ultrasonore en temps réel dans lequel on construit une image visuelle à partir d'une ima- ge acoustique formée dans un milieu de reconstruction, en utilisant des techniques acousto-optiques. De façon très spécifique, l'invention porte sur un dispositif d'échographie ultrasonore qui comprend un premier réseau d'éléments transducteurs conçus de façon à Atre couplés à un objet à examiner. Sous l'effet de l'éner- gie ultrasonore qui est émise dans l'objet, le réseau re- çoit des signaux d'écho ultrasonores représentatifs de surfaces réfléchissantes au point de vue acoustique situées à l'intérieur de l'objet. Les signaux d'écho reçus sont convertis par les éléments de réception du réseau en si- gnaux électriques qui sont traités par un circuit d'in- version de temps et sont ensuite utilisés pour exciter un second réseau d'éléments transducteurs couplés à un milieu de reconstruction. Les signaux ultrasonores qui sont émis par le second réseau sous l'effet des signaux électriques soumis à l'inversion de temps produisent dans le milieu de reconstruction une image acoustique reconstruite des surfaces réfléchissantes, au point de vue acoustique, de l'objet. On obtient une image visuel- le de l'image acoustique reconstruite à l'aide de mo- yens acousto-optiques, comme un dispositif de Schlieren. Comme on le dé-erira par la suite, il est pos- sible d'obtenir des images isochrones, c'est-à-dire des images dans lesquelles l'image acoustique complète ap- parait simultanément dans le milieu de reconstruction, ce dernier étant excité par une source lumineuse fonc- tionnant par impulsions, pour obtenir une image visuel- le du champ acoustique, ou d'obtenir des images aniso- chrones, auquel cas l'image se forme à différentes pro- fondeurs dans le milieu de reconstruction, en fonction du temps, et le milieu de reconstruction est exploré par un source lumineuse pour obtenir une image visuelle du chnp acoustique. La configuration de l'invention, avec des mo- difictions mineures, est utile pour l'obtention d'ima- gespe écho d'impulsions comme par effet Doppler. En ou- tre, on peut afficher une présentation en mode M, simul- tanéient à l'image en temps réel. La ligne de balayage de la pésentation en mode M peut 9tre obtenue à partir du réseau de réception et des impulsions d'émission qui sont utilisées pour obtenir l'image en temps réel, en utilisant destechniques classiques à réseau de phase, pour former un faisceau ultrasonore de réception dans la direction choisie pour la formation d'image en mode M. La cadence de trame d'exploration élevée qu'of- fre le dispositif de l'invention permet de supprimer pratiquement les configurations de granularité. Les con- figurations de granularité dans les dispositifs de for- mation d'image sont décrites en détail dans l'article in- titulé "Acoustic Speckle: Theory ans Experimental Analysis" par John G. Abbott et F.L. Thurstone, Ultrasonic Imaging, vol. 1, no. 4 Octobre 1979, pages 303-324, Academic Press, New York et Londres. Dans l'art antérieur, et en particulier dans le brevet US 4 174 634, on utilise une lentille et un miroir acoustiques pour créer une image acoustique dans un mi- lieu de reconstruction. En employant un système de for- mation d'inage acousto-optique, on converLit en une re- présentation visuelle l'image acoustique présente dans le milieu ce reconstruction. La configuration de l'art antérieur ?résente plusieurs inconvénients et, en par- ticulier, a taille de l'image est réduite mais la ré- solution e;t limitée par la longueur d'onde de la fré- quence ult'asonore d'origine qui est émise et regue. La longueur dli chemin dans l'eau a pour effet de réduire à la fois La résolution de l'image et la sensibilité, du fait qi la dispersion de l'énergie acoustique est proportionnelle au carré de longueur du chemin. Outre le brevet precité, les documenen relatifs à l'art antérieur comprelnnent le brevet US 4 0G 627, se- lon lequel des signaux ultrasonores sont émis dns un mi- lieu de reconstruction comprenant une matière cistalline. Dans le brevet US 4 157 665, des signaux reçus $nt trai- tés par un système qui comprend un oscillateur àhaute fréquence, de façon à produire un signal de fréqLence de battement qui a pour effet de convertir un faiscau diver- gent en un faisceau qui converge pour former uneimage Oc da.su un milieu de reconstruction, Dans aucune des configurations de l'art anté- reu.r mentionnées ci-dessus, on ne trouve une inversion de temps des signaux électriques produits par les échos. Dans lîinvention, les signaux électriques produits par les échos, qui résultent d'échos dans l:objet exaniné, sont traités et enregistrés séquentiellement dais une r:3enire associée à chaque élément transducteur du ré- seau de réception. Les signaux sont lus dans la mémoi- re selon un ordre correspondant à une inversion de temps, ctest-à-dire que le dernier signal enregistré séquentiel- lement dans la mémoire est le premier signal lu. Les si- gnaux lus sont soumis à un traitement ultérieur et ils sont finalement appliqués à des éléments transducteurs associés du réseau de reconstruction. Le réseau de re- à5 construction, en couplage acoustique avec un- milieu de reconstruction, émet dans le milieu des signaux déner- gie acoustique sous l'effet des signaux éLectriques pro- duits par les échos et soumis à une inversion de temps. En fonction du milieu de reconstruction,)n utilise les tecmhniques de Schlieren, de Bragg, d'inte.férométrie ou. d'autres techniques de conversion acousto-optique pour construire l'image visuelle. Les techniques de formation d'image optique sont bien connues et sont décrites par exemple dans le livre Biomedical Ultrason:cs par PeN. To Wells, 1977, Academic Press, pages 98 à 1#6, dans l'ar- ticle "A New Ultrasonic Focusing System f4r Materials Inspection" par P.D. Hanstead, J. Phys. D- Apple Physo, vol 7, 1974, pages 226 à 241 et dans le bzevet GoBo i 364 254. La configuration de l'invention permet de lire les données enregistrées dans la mémoire à jrp cadence su- périeure à celle à laquelle les données ont/écrites dans la mémoire. De façon similaire, on voit que les données peuvent 9tre lues à la même cadence ou à une cadence plus lente que la cadence d'écriture. Une version modifiée de la configuration de l'invention permet d'obtenir des images Doppler. Une au- tre version modifiée permet d'obtenir des images en cou- leur. Un but principal de l'invention est de réali- ser un système d'échographie ultrasonore en temps réel comprenant une mémoire d'inversion de temps. Un autre but important de l'invention est de réaliser un dispositifd'échographie ultrasonore en temps réel qui réduise les configurations de granularité. Un autre but de l'invention est de diminuer le temps nécessaire pour acquérir une trame de données. On peut utiliser de nombreuses manières l'augmentation ré- sultante de la largeur de bande d'information, comme par exemple pour augmenter la résolution temporelle, pour réduire les parasites dés à la granularité, et/ou pour - obtenir des images DorSpler en temps réel. Un autre but important de l'invention est-de réaliser un dispositif d'échographie ultrasonore en temps réel comprenant un réseau de transducteurs de reconstruc- tion et un milieu de reconstruction, dans lequel des don- nées correspondant à des signaux électriques produits par des échos sont lues dans une mémoire dans un ordre corres- pondant à une inversion dans le temps et avec une cadence égale, supérieure ou inférieure à la cadence à laquelle les données ont été écrites dans la mémoire. L'invention a également pour but de réaliser un système échographie ultrasonore en temps réel com- prenant une mémoire à partir de laquelle des signaux électriques produits par des échos sont lus selon un ordre correspondant à une inversion dans le temps, et avec une cadence nécessaire pour former une image isochrone dans un milieu de reconstruction. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, don- nés à titre non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique électrique d'un mode de réalisation préféré de l'invention; La figure 2 est un schéma synoptique d'une par- tie de la configuration de la figure 1; La figure 3 est un schéma d'une autre partie de la configuration de la figure 1; La figure 4 est un schéma synoptique électrique dlun autre mode de réalisation de l'invention; La figure 5 est un schéma d'une partie du mode de réalisation de la figure 1; et La figure 6 est un schéma montrant une modifi- cation d'mle partie des modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 4. On se reportera maintenant aux dessins sur les- quels la figure 1 représente un schéma synoptique élec- trique d'un mode de réalisation préféré de l'invention, destiné à l'échographie par impulsions. Un réseau 1 d'éléments récepteurs électroacoustiques 10 est en cou- plage acoustique avec un objet à examiner. Un élément 12, au moLns,du réseau est un élément d'émission ou un élé- ment d'émission/réception. Bien que sur la figure l'élé- ment d'émission 12 soit placé en position m'diane dans le réseau, cet éléminent peut 9tre placé à une extrômité ou l'autre du réseau, à n'importe quel emplacement in- termrdiaire, ou m8me à distance du réseau 1. L'élément d'émission 12 est de préférence placé à une position dans laquelle l'énergie utrasonore émise n'est pas blo- - qu4e par un élément non émetteur. Par exemple, si lob- jet à examiner est un coeur humain, l'&émenllt 12 serait placé à wue position dégagée par rapport à une côte ou à un cartilage costal. Dans un mode de réalisation ca- ractéristique, le réseau 1 comprenld de 32 à 100 éléments 10. Une horloge 14 applique des impulsions de déclen- chement à un générateur d'impulsions 18, à Lue fréquence qui dépend de la vitesse du son dans l'objet et de la profon- deur maximale qui doit être examinée dans l'objet. La fré- quence de répétition des impulsions de déclenchement est comprise de façon caractéristique dans la gamme allant de Hz à 2 kHz, et dans le cas d'un examen cardiolog-_que pour un adulte ou de l'échographie abdominale, la fré- quence préférée est d'environ 1 kHz. Le générateur d'im- pulsions 18 applique à son tour des impulsions d'excita- tion à l'lément émetteur 12. L'élément émetteur 12 con- vertit les impulsions d'excitation provenant du généra- teur d'impulsions 18 en impulsions d'émission d'énergie qui sont émises de façon cyclique dans l'objet à exami- ner, généralement de manière à éclairer un plan complet de l'objet à examiner. A la rencontre d'une discontinui- té acoustique ou d'une frontière dans l'objet (encore appelée réflecteur ou diffuseur), une partis de l'éner- gie de l'impulsion ultrasonore d'émission est rétrodif- fusée vers les éléments de réception 10 sous la forme de signaux d'écho. Les éléments de réception 10 conver- tissent les signaux d'écho reçus en signaux électriques produits par les échos. Les signaux électriques produits par les échos sont appliqués à un amplificateur respectif parmi des amplificateurs haute fréquence 20 associés à chacun des éléments de réception 10 du réseau. Un premier circuit de compensation du gain en fonction du temps, 22, applique à chaque amplificateur haute fréquence 20 un signal de compensation destiné à régler legain de l'amplificateur 20 de façon que des si- gnaux d'écho de mgme niveau provenant de réflecteurs se trouvant à des profondeurs différentes dans l'objet exa- miné aient la même amplitude en sortie de l'amplifica- teur haute fréquence 20. La structure des circuits de compensation du gain en fonction du temps est bien con- nue. Le signal de sortie de ceaque amplificateur 20 est appliqu', en fonction du temps, à. unlenmoire 24, et chaque signal de sortie est écrit simultané.ment dans la mé- moire 24, en fonction du tempse Selon la mémoire 24 par- ticulière qui est employée; un convertisseur analogique - numérique et/ou un amplificateur d'attaque peut Atre in- tercalé dans le circuit entre l'amplificateur 20 et la mé- moire 24. Bien que la mémoire 24 soit représentée sur i0 les dessins sous la forme d'lne mémoire discrète asso- ciee à chaque élément 1 0, une structure réelle comporte habituellement une mémoire dont des parties séparées sont associées à chaque élément. pour enregistrer et iire si- multanément des données associées a chaque élement res- peotif du réseau de réception. Lorsque les signaux provenant de chaque élé- ment de réception 10 du réseau sont enregistrés dans la mé- moire 24, en fonction du temps, les données sont lues dans la mémoire selon un ordre correspondant à une inversion dans le temps, et en parallèle pour chaque élément 10. Ainsi, le dernier signal écrit dams la mémoire 24 asso- ciée à chaque élément 10 est le premier signal lu, et ainsi de suite. Les données de signal sont écrites dans la mémoire 24 pendant la durée nécessaire pour qufun Si- gnal d'écho réfléchi par un réflecteur se trouvant à la profondeur maximale dans l'objet examiné atteigne les éléments de réception 10 et soit écrit dans la mémoire 24& La vitesse de lecture peut 8tre supérieures inférieure ou égale à la-vitesse d'écritures La vitesse de lecture est réglée de la manière qui sera décrite ci- après, en fonction du milieu de reconstruction et selon que l'image à créer est une image isochrone ou anisochro- ne. Les données provenant des échos les plus pro- ches du réseau de réception sont reçues, traitées et en- registrées en premier dans la mémoire. Les donnes pro- venant de discontinuitésqui se trouvent au point le plus éloigné de l'objet à examiner sont reçues, traitées et enregistrées dans la mémoire Côn ernier. Pour reconstruire l'image dans le milieu de reco-istruction 30, les fronts d'onde et les images provenant des points les plus éloi- gnés par rapport au réseau doivent être émis en premier dans le milieu de reconstruction. Ce principe apparalt le plus clairement dans le cas d'unle configuration de formation d'image isochrone. Pour obtenir une image isochrone, les dernières données enregistrées dans la mémoire 24 doivent être les premières données lues et émises dans le milieu de reconstruction. Ce prinieLpe d'inversion de temp)s est d'une grande importance dans tl'invention, comme on l'ex- pliquera ci-après en détails Dans le cas de la formation d'une image ani- sochrone, le principe d'inversion de temps est également important du fait qu'un diffuseur (ou un réflecteur) dif- fuse dans toutes les directions l'énergie ultrasonore in- cidente. Des fractions de l'énergie diffusée arrivent à différents instants aux différents éléments 10 du réseau de réception, du fait des différentes longueurs de dhe- min entre le diffuseur et les éléments respectifs du ré- seau 10. En appliquant aux éléments du réseau de recons- truction 26 des signaux de données inversés dans le temps, les signaux réémis suivront dans le milieu de reconstruc- tion 30 des chemins convergeant à des emplacements pré- sentant par rapport au réseau de reconstruction 26 la mê- me relation que les emplacements des diffuseurs par rap- port au réseau de réception 10o C'est le désir de recons- truire les diffuseurs dans le milieu de reconstruction 30 qui nécessite l'utilisation du principe d'inversion de temps. Le siognal de sortie inversé dansle %nips de la mémoire 24 est appliqué aux éléments 27 du réseau de re- construction 26 par l'interméidiaire de circuits d'atta- que respectifs 28. Les éléments 27 émettent des signaux d'énergie acoustique dans un milieu de reconstruction 30 sous l'effet des signaux inverses dans le temps qui leur sont appliqués. Un second circuit de compensation du gain en fonction du temps, 58, applique des signaux de compensation aux circuits amplificateurs d'attaque 28 res- pectifs, pour compenser les signaux de sortie inversés dans le temps afin de tenir compte de la dispersion d'énergie qui se manifeste dans le milieu de reconstruction 30, de façon que des réflecteurs de niveau équivalent situés à différentes distances dans le milieu de reconstruction 30 soient représentés par des amplitudes de pression équiva- lentes0 Selon la mémoire particulière qui est employée, un convertisseur numérique-analogique peut 4tre intercalé dans le circuit entre la mémoire 24 et l'amplificateur d'attaque 28o Des moyens de conversion acoustooptiques sont associés au milieu de reconstruction 30 pour former une 1 uimage optique des configurations d1àergie acoustique émises dans le milieu 30 par les éléments du réseau 26e Si le milieu de reconstruction est un milieu optiquemient transparent, comme par exemple de leau ou un gaz dans une cuve, on peut rtiliser un système de Schlieren. Si le milieu de reconstruction est un milieu optiquement opaque, comme un solide consistant en un cristal piézoélec- trique ou un métal cristallin, on peut utiliser un tube de Sokolov, un dispositif de réfraction de Bragg, ou un interféromètre. La conversion d'une configuration d'éner- gie acoustique en une image optique est bien connue et est décrite dans les brevets ainsi que dans le livre Biomedical Ultrasonics précitéso Dans le cas o l'image reconstruite est iso- chrone, ce qui nécessite une seule impulsion de lumière, -0 provenant par exemple d'un laser à impulsions ou d'une lampe éclair dans un système de Schlieren pour former lsimage, comme dans le cas o ltimage est anisochrone et o le milieu de reconstruction est balayé par une source lumineuse, les moyens de conversion acousto-optiques sont synchronisés sur l'impulsion de déclenchement au moyen d'un signal d'horloge retardé provenant d'un circuit de retard 34. L'image optique fournie par les moyens de con- version acousto-optiques 32 est appliquée à un dispositif 1 0 d'affichage 36. Le dispositif d'affichage 36 peut présen- ter une image vidéo au moyen d'un tube vidicon ou d'un écran, pour permettre d'observer directement l'image pro- venant des moyens de conversion acousto-optiques 32. Le milieu de reconstruction 30 peut être un so- lide, un liquide ou un gaz. Un gaz, comme de l'air, offre l'avantage consistant en ce que la taille de l'image et des moyens acousto-optiques peut 8tre.réduite par facteur de trois, en comparaison de l'eau, mais il présente l'in- convénient correspondant consistant en ce que le réseau de reconstruction 26 doit être réalisé avec des dimensions très inférieures à celles du réseau de réception 11. Après avoir décrit de façon générale un mode de réalisation préféré, on va maintenant considérer la figure 2 qui représente un schéma synoptique détaillé d'un canal de la configuration précédente. On notera que cha- que élément 10 du réseau 1 comporte un canal associé. Les signaux d'écho reçus sont convertis par un élément de réception 10 respectif du réseau en signaux électriques produits par les échos qui sont appliqués à un préamplificateur 40. Le signal de sortie du préampli- ficateur 40 est appliqué à un amplificateur 44 qui ampli- fie le signal de sortie du préamplificateur 40 et qui as- sure la compensation de distance pour tenir compte de l'atténuation du signal d'écho en fonction de la profon- deur, et cette compensation est effectuée au moyen d'un signal de compensation du gain en fonction du temps qui provient du circuit de compensation du gain en fonction du temps 22. Le signal de sortie de l'amplificateur 44 est appliqué à un circuit d'attaque 46. Du fait que dans le mode de réalisation de la figure 2 la mémoire 24 est un dispositif de mémoire vi- * ve à accès sélectif, un convertisseur analogique - nu- mérique 48 est branché-dans le circuit entre le cir- cuit d'attaque 46 et la mémoire 24. On notera que pour d'autres dispositifs de mémoire, comme des dispositifs analogiques, par exemple un dispositif à couplage de charges, le conversisseur analogique - numérique 48 est 1i inutile. Le convertisseur analogique - numérique 48 ap- plique séquentiellement à la mémoire 24 des données numé- riques qui correspondent aux signaux d'écho reçus par 1'élé- ment respectif 10. La durée pendant laquelle les signaux sont reçus, traités et enregistrés dans la m:moire 24 est déterminée en fonction de la profondeur d'examen maximale désirée dans l'objet examiné. On notera que le processus d'enregistrement se déroule simultanément pour chaque élé- ment 10 du réseau de réception. Outre la fonction qui consiste à appliquer des impulsions de déclenchement au générateur d'impulsions 18 et des impulsions de synchronisation au circuit de retard 34, pour synchroniser les moyens de conversion acousto- optiques 32, l'horloge 14 applique une impulsion à un se- cond circuit de retard 50. Le circuit de retard 50 est réglé pour faire en sorte qu'un compteur réversible 52 commence à compter à un instant prédéterminé après ltap- plication d'une impulsion de déclenchement à l'élément d'émission 12. Le compteur réversible 52 fait fonction de séquenceur d'adresse pour la mémoire vive à accès sélectif 24. La cadence de comptage par le compteur réver- sible est déterminée par la connexion de l'horloge 51 ou de l'horloge 53 au compteur réversible 52, par l'in- term'diaire d'un élément de commutation 55. Le sens de comptage, la cadence de comptage et le fonctionnement de la mémoire vive à accès sélectif en mode d'écriture des données ou en mode de lecture des données sont tous déterminés par une unité de commande 54. L'horloge 51 fournit des impulsions à une fréquence élevée qui est de façon caractéristique une fréquence dans la gamme comprise entre 10 MHz et 100 MI4z. Lorsque le compteur réversible 52 compte dans un premier sens, les données numériques de sortie du con- vertisseur analogique - numérique sont enregistrées dans a la mémoire vive/accès sélectif 24 à une position d'adres- se qui est déterminée par le compte qui est présenté en sortie du compteur 52. Après que toutes les données ont été enregistrées dans la mémoire 24, un signal provenant de 1' unité de commande 54 connecte l'horloge 53 au compteur 52, ce qui provoque la lecture des données dans la mémoire vi- ve à accès sélectif 24 et fait compter le compteur réver- sible 52 dans le sens opposé. Dans le mode de réalisation préféré, la fré- quence de l'horloge 53 (cadence de lecture) est réglée de façon que les données soient lues dans la mémoire 24 et que l'énergie acoustique soit émise par l'élément associé 27 dans le milieu de reconstruction-30 à une cadence appro- priée pour former une image isochrone. Le fait de régler la fréquence de l'horloge 53 sur toute autre valeur en- tra ne la formation d'une image anisochrone dans le mi- lieu de reconstruction 30. Pour régler de façon appropriée la cadence de lecture, on supposera tout d'abord que la vitesse acous- tique du milieu de reconstruction est la même que celle de l'objet à examiner. Dans ce cas, la cadence de lec- ture sera égale au double de la cadence d'écriture. En considérant la figure 5, le temps nécessaire pour rece- voir un écho à partir d'un point dans l'objet examiné et pour reconstruire ce même point dans le milieu de recons- truction s'exprime de la façon suivante: T -2 dx/Vo + X/Vr ^R + dX/Vr R Dans cette expression, T est le temps nécessaire pour en- registrer les données provenant de la profondeur maxima- le à examiner, dX est le distance entre le centre du ré- seau 1 et le point X dans l'objet, ainsi que la distance entre le centre du réseau 26 et le point X dans le mi- lieu de reconstruction; Vo est la vitesse acoustique dans l'objet examiné; Vr est la vitesse acoustique dans le milieu de reconstruction; et R est la cadence de lec- ture. D'autre part, le temps nécessaire pour reconstruire un point Y dans le milieu de reconstruction 30 est: T - 2y /Vo + dy/vr R en désignant par dy la distance entre le centre du réseau 1 et le point Y dans l'objet à examiner, ainsi que la dis- tance entre le centre du réseau 26 et.le point Y dans le milieu de reconstruction. Cette analyse est simplifiée dans la mesure o on ne considère qu'un élément d'émission/réception et un élément de reconstruction, et dans la mesure o les points X et Y sont situés le long de l'axe commun qui est recons- truit. On peut montrer qu'on obtient des résultats simi- laires avec des points hors axe et des réseaux à éléments multiples. On présente l'analyse simplifiée dans le but de décrire le principe général qui intervient. Les intervalles de temps T - 2dx/Vo et R T - 2dy/V sont les intervalles de temps nécessaires R pour lire dans la mémoire 2' les données enregistrées pour les points respectifs X et Y. Les quotients dX/Vr et d/Vr sont les intervalles de temps nécessaires à la formation des points X et Y dans le milieu de reconstruction. Pour obtenir une image isochrone dans le mi- lieu de reconstruction 30, tous les points doivent 9tre formés au même instant. On doit donc avoir la relation suivante pour une image isochrone: T - 2dx/VO T - 2d/Vo R + Il/ r =R y/Vr On supposera initialement que la vitesse acoustique dans l'objet (Vo) et la vitesse acoustique du milieu de re- construction (Vr) sont égales, cvest-à-diîre qu'on a Vo = Vr, et on supposera en outre que les dimensions de l'objet examiné et celles du milieu de reconstruction sont égales. Dans ces conditions, la résolution de l'équation ci-dessus pour n'importe ques point3X et Y montre que R doit 8tre égal à deux. En conséquence, la cadence à laquelle les données sont lues dans la mémoire 24 et 1 4 appliquées à un milieu de reconstruction 30ayant la même vitesse acoustique et les mêmes dimensions que l'objet exa- miné est égale au double de la cadence d'écriture. En ce qui concerne la reconstruction des points placés hors axe, on voit que la longueur du chemin partant de l'élément d'émission central 12, allant jusqu'au réflec- teur et retournant à l'élément de réception, diffère de la longueur du chemin dans le milieu de reconstruction entre l'élement du réseau de reconstruction et le réflecteur dont l'image est formée. On supposera que la vitesse acoustique et celle du milieu de reconstruction sont pratiquement égales et que les données soumises à l'inversion de temps sont lues à une cadence double de la cadence d'écriture. Dans ces conditions, en séparant mutuellement les éléments juxtaposés 27 du réseau de reconstruction d'une distance égale à la moitié de la distance entre les éléments jux- taposés 10 du réseau de réception, la distorsion due aux longueurs différentes des chemins acoustiques dans les milieux respectifs peut etre réduite dans le champ loin- tain, c'est-à-dire pour les points situés loin du réseau de reconstruction 26. Dans le champ proche, c'est-à- dire pour les points plus proches du réseau de recons- truction 26, il y a une distorsion. Cette distorsion ré- sulte du désir d'obtenir des images isochrones. On peut faire varier légèrement, de manière empirique, l'écarte- ment entre les éléments juxtaposés, à partir de l'écar- tement moitié, afin de parvenir à un compromis entre la distorsion de l'image en champ proche et en champ loin- tain. Dans le cas o l'objat et le milieu de re- construction ont la rimme vitesse acoustique, et dans le- quel la cadence de lecture est prise égale à la cadence d'écriture, l'image reconstruite ne présente pas la dis- torsion de champ proche mentionnée. La résolution amé- liorée en champ proche a pour contrepartie la formation d'une image anisochrorne au lieu d'une image isochrone. !5 Dans le cas d'imagesisochrones comme dtimages anisochrones, on peut utiliser un milieu de reconstruction ayant une -ritesse acoustique différente de celle de l'objet examiné, pour changer la taille de lti. mage reconstruiteo Si la vitesse de lecture est constante et si toutes les di- mensions du réseau de reconstruction sent changées propor- tionnellement à la longueur d'onde de lutltrason dans le milieu de reconstruction, le rapport entre la tailloe de Ilimage clans le milieu de reconstruction et la taille dans 3 V objet examiné sera egal au rapport fVoo _ retolurnant à la figure 2, on voit que les données lues dans la mémoire vive à accès sélectif 42 sont appliquées à un coinvertisseur numérique - analogi- que 56(si on utilise une mémoire vive à accès sélectif pour le dispositif de mémoire; cependant, le comrerltis- seur numérique - analogique est inutile si on utilise un di:positif de mémoire analogiqueq coimne un dispositif de mémoire à couplage de charge) Le second circuit de com- pensation du gain en fonction du temps,58,coimande le gain du circuit amplificateur d'attaque 28 pour compen- ser le signal de sortie du convertisseur numérique ana- logique 56 afin de tenir compte de la dispersion de lvéner- gie dans le milieu de reconstruction 30 con-ne décrit ci- dessus. Bien que la description ci-dessus porte sur un dispositif de mémoire du type mémoire vive à accès s- lectif, on peut également utiliser un dispositif à cou- plage de charge qui enregistre séquentiellement des va- leurs analogiques et fournit des signaux analogiques de sortie selon un ordre correspond;ant à une inversion de temps. Ainsi, le dernier signal enregistré est le premier signal présenté en sortie La mémoire vive à accès sélec- tif peut Ètre remplacée par des moyens d:enregistrement magnétiques ou des moyens acousto-optiques9 comme des li- gnes à retard acoustiques et un dispositif de lecture à laser. Les modifications nécessaires au mode de réalisa- tion de la figure 1 pour utiliser un dispositif de mémoi- re équivalen$7, co.me par exemple la suppression de lin- 1 6, troduction -les dompes au,novrni D'ôu] siLial d rlor loge lorsquon Uttilise uu dispositif de ménoLire analogtiqu., anparattront clairement à l'Vhommai de l'art. La coiversion acou1sto-optiqu- des images ntOus- S tiques reconstruites peut s'effectuer par n'importe quel procédé connu, Danas un mode de realiatio préféré dan.-ls lequel 1a cadence de lecture est réglée de façon t Ir- mer une image isochrone, comnme décrit ci-dessus, les mo- yens dle conversion acousto-optiques 32 sont constitués de préférence par un dispositif de Sehlieren à laser fonction- nant en impulsions. Un dispositif de Schlieren à laser avec balayage peut 9tre utilisé pour des images anisoclro- nes. Naturellement, on peut égalemenit utiliser la liffrac- tion de Bragg, l'interférométrie ou des filtres à polari- sation croisée, en fonction du milieu de reconstruetion. Chacune de ces techniques est connue, comme il résulte par exemple des brevets précités, du livre Biomedical úLtrasonics ou de l'article de Jlanstead mentionnésprécédemment. La figure 3 montre tn procédé d'utilisation d'mu dispositif de Schlieren pour effectuer la conversion acousto-optique. Un laser ou une source lumineuse fone- tionnant cn impulsions, 62, produit une impulsion de lu- mière qui traverse mie lentille convergente 66, et est ensuite dirigéevers une lentille divergente 68 et un mi- roir concave 70. Le faisceau de lumière parallèle piove- nant du miroir 70 traverse le milieu de reconstruction. 30 dans une direction qui est de façon générale perpendieu- laire à la direction de l'énergie acoustique 6mise dans le milieu 30 par le réseau 26. - Après avoir traversé le milieu de reconstruc- tion optiquement transparent 30, le faisceau lumineux est réfléchi par un autre miroir concave 72 et amené à un foyer dans un plan 74. La lunière qui est diffractee/les coirig-rapa- tions acoustiques' forn6es dans le milieu de reconstruc- tion 30 parcourt différentes distances on traver:sant le reste du système, c'est-à-dire un élément d'oecultation dans le plan 74 et une lentille 76, pour atteindre un vidicon 78. Le signal de sortie du vidicon 78 est appli- qué au dispositif d'affichage 36. La lumière diffractée et la lumière non diffractée interfèrent mutuellement pour produire une image de la configuration acoustique dans le plan 75. Il est possible de modifier l'image en plaçant divers filtres dans le plan de Fourier 74. Bien que les lentilles soient représentées sous la forme de simples éléments uniques,tout ou partie d'entre elles peuvent ttre en pratique des lentilles multi- éléments, pour contribuer à la précision avec laquelle les r'ayons lumineux sont dirigés et focalisés pour former itimage finale. On peut réduire la taille physique de la con- figuration de Schlieren en utilisant des miroirs pour replier le chemin lumineux. Bien entendu, si le milieu de reconstruction est optiquemznt opaque, on peut utiliser d'autres tech- niqus de cojnversion acousto-optiques, comme il a été indiqué précédemment. La configuration de la figure 3 est avanta- geuse dans le cas de l'utilisation d'un laser fonction- nant en impulsions. Plus précisément lorsqu'on forme des images isochrones dans le milieu de reconstruction , l'instant d'apparition de l'impulsion lumineuse est synchronisé au moyen du circuit de retard 30, de façon à produire une impulsion de lumière qui éclaire le mi- lieu 30 à l'instant o l'image acoustique est formée. Selon une variante, si on crée des images anisochrones, on forme tout d'abord les images à lvex- trèmité du milieu 30 qui est la plus éloignée du ré- seau 26, puis à des emplacements plus proches du ré- seau 26. Des moyens de balayage connus, comme ceux dé- crits dans le brevet US 4 174 634 précité, peuvent ttre utilisés pour balayer le milieu avec le laser, en synchronisme avec la formation de l'image. Le ba- layage s'effectue habituellement sous la forme de cer- cles ayant des rayons qui diminuent au fur et à mesure que le balayage du milieu de reconstruction s'approche 1 8 des éléments 27. Le faisceau lumineux est commandé de fa- çon optique, électrique ou mécanique, afin de balayer le milieu de reconstruction en synchronisme avec l'emplace- ment auquel l'image est formée dans le milieu de recons- truction (voir le brevet US 4 174 634 précité). Selon une autre variante encore, du fait de la grande quantité dl-images formées par seconde (égale à la cadence de répétition des impulsions de déclenchement pro- venant de l'horloge 14) il est possible de faire en sorte que chaque impulsion laser éclaire des parties ou des sec- teurs sélectionnés du milieu de reconstruction, au lieu d'éclairer l'ensemble du milieu de reconstruction avec une seule impulsion laser. Comme c'est le cas avec un laser fonctionnant en impulsions, il est possible de balayer le milieu de reconstruction par secteurs étroits, au lieu de le ba- layer par lignes. Selon une autre variante, le signal ultraso- nore émis peut provenir de plusieurs éléments d'émission ou d'émission/réception placés à différents emplacements, soit le long du réseau, soit à distance de celui-ci. L'utilisation de plusieurs sources de signal d'émission a pour but de modifier la configuration de granularité d'une trame à une autre dans l'image visuelle. Du fait que la cadence de trame est élevée, l'oeil fait la moyen- ne d'un grand nombre de trames pour chaque image perçue. De ce fait, la configuration de granularité changeante est annulée par l'effet de moyenne tandis que la confi- guration fixe qui résulte des réflecteurs situés dans l'objet est renforcée. L'utilisation de signaux ultrasonores pro- venant de sources multiples n'affecte pas le traitement des signaux électriques produits par les échos, en par- ticulier en ce qui concerne l'inversion dans le temps des données enregistrées. On peut minimiser la configuration de granu- larité en changeant la position de l'élément d'émission pour des impulsions successives, ou en changeant la fréquence des impulsions émises. Il est plus simple de chan- ger la fréquence du fait que le changement de la position de l élément d' émission constitue en fait unchangemnelt de l'origine de reconstruction, ce qui entralne un changement dans la configuration de balayage par laser (image aniso- chrone) ou un passage à dtautres éléments du réseau de réé- mission (image isoclhrone). L'homme de l'art notera que le réseau de trans- ducteurs 10 peut 9tre constitué par des éléments d9émis- sion/reception au lieu d:Stre constitué par des éléments fonctionnant uniquement on réception et par un seul élét ment dem'1i3s.onio Il est en outre possible dueiciter les éléments d emission à la manière d2un réseau de phase pour changer la zone focale et/ou la directivité du fai- sceau ultrasonore émiso Il est également possible d'émet- tre un faisceau dîexploration pour examiner le plan d2ima- ge entier ou d'examiner une section plus étroite queon peut soumettre à un déplacement ou un balayage afin deexa- miner le plan d'image entier avec plusieurs impulsions d'explorations Le réseau de réception 10 peut consister en un seul réseau linéaire, en plusieurs segments de réseau ou en un réseau à deux dimensions0 En outre, le réseau de réception peut comprendre plusieurs rangées d'éléments pour faciliter la focalisation dynamique dans la direc- tion perpendiculaire au plan de balayage. La figure 4 montre une version modifiée du mode de réalisation de la figure 1, utile pour les me- sures du type Doppler. L'énergie ultrasonore est émise dans l'objet à examiner par l'intermédiaire d'un trans- ducteur d'émission 80 qui est éloigné des éléments du réseau dle réception 10O Un émetteur 82 fonctionnant en ondes entretenues excite 1 lément transducteur 80 afin d'émettre dans l'objet à examiner des signaux ultraso- nores à bande étroite, en ondes entretenueso Selon une variante, l'excitation à bande étroite peut être obte- nue par des impulsions de-longue durée, au lieu de si- gnauc en ondes entretenues. Les signaux d'écho reçus par les éléments 10 sont convertis en signaux électriques produits par les échos et ils sont appliqués à des ampli- ficateurs haute fréquence 20. Le gain d'un amplificateur respectif est réglé au moyen d'un signal de compensa- tion provenant d'un circuit de compensation du gain en fonction du temps, 22, pour faire en sorte que les si- gnaux provenant de réflecteurs de même valeur situés à différentes profondeurs dans l'objet aient la m9me am- plitude en sortie de l'amplificateur 20. Les signaux de sortie des amplificateurs 20 sont appliqués à des filtres à crevasse 84 associés. Le filtre à crevasse 84 sépare les signlaux de décalage de fréquence Doppler par rapport aux signaux électriques produits par les échos et soumis à une compensation du gain en fonction du temps. Le si- gnal filtré présent en sortie du filtre à crevasse 84 est enregistré dans la mémoire 24 et il est réémis par le réseau de reconstruction 26 de la mnme manière que les signaux d'écho d'impulsion décrits ci-dessus. Le milieu de reconstruction forme uniquement l'image du signal Doppler, au lieu de former celle des signaux d'écho d'impulsion. Le mode de réalisation modifié fone- tionne par ailleurs pratiquement de la manière décrite ci-dessus. Uné différence importante par rapport à la technique d'écho d'impulsion résulte du fait que le transducteur d'émission 80 émet de l'énergie ultraso- nore à bande étroite en ondes entretenues dans l'objet qui est examiné. Du fait qu'on utilise de l'énergie ul- trasonore en ondes entretenues, la mémoire 24 peut 8tre programmée de façon à commencer l'enregistrement à n'importe quel instant et à poursuivre l'enregistrement pendant un intervalle de temps nécessaire pour que les signaux provenant de la profondeur maximale soient reçus, traités et enregistrés. Une fois que l'enregistrement des données est achevé, les données enregistrées sont lues selon la séquence correspondant à l'inversion de *temps, comme décrit ci-dessus. Dans une variante de la configuration décrite, il est possible d'écrire des données pendant une durée beaucoup plus courte que la période de la fréquence cen- trale de 1lutrason, et de lire les données de façon répé- titive, avec inversion de temps, jusqu'à ce que les fronts d'onde se soient propagés jusqu'à la profondeur maximale du milieu de reconstruction. Dans une version modifiée du mode de réalisa- tion de la figure 4, on calcule la transformée de Fourier des signaux de données, par exemple au moyen d'un dispo- sitif réalisant la transformation de Fourier rapide, et on l'enregistre dans la mémoire. L'enregistrement de la transformée de Fourier réduit le volume de données à en- registrer et supprime les filtres à crevasse 84, si on néglige les composantes spectrales proches de la fré- quence centrale de l'ultrason émisv Après avoir enre- gistré les données de transformée de Fourier sans les données relatives aux spectres voisins de la fréquence centrale, on synthétise facilement les signaux corres- pondant à ltinversion de temps, à partir des données spectrales enregistrées. Il est bien connu que lorsqu'on utilise les techniques Doppler, il est essentiel d'aligner les transducteurs d'émission et de réception de façon que la longueur du chemin associé à un réflecteur mobile présente des variations notables sous l'effet du mou- vement du réflecteur. Pour parvenir à la sensibilité la plus élevée pour les signaux d'écho provenant de cellules sanguines en circulation, indépendamment de la direction de circulation, il est avantageux d'utiliser plusieurs transducteurs d'émission placés à distance du réseau de réception. Les différents transducteurs d'émis- sion peuvent être excités séquentiellement ou simulta- nément. Si les transducteurs sont placés correctement, d'une manière connue, un vecteur vitesse de n'importe quelle direction produit un décalage Doppler important et facilement détestable dans le signal électrique pro- duit par les échos. Dans la configuration d'écho d'impulsion comme dans la configuration Doppler, le réseau de réception peut avoir n'importe quelle forme, rectiligne ou courbe. Le réseau de reconstruction doit avoir une forme liée à cel- le du réseau de réception de façon que les fronts d'onde réémis reconstruisent la configuration de diffuseurs. Il est même possible, comme le montre la figure 6, de faire en sorte que la forme du réseau de réception soit régla- ble pour se conformer au contour de l'objet qui est exa- miné. Sur la figure 6, le réseau de réception comprend, par exemple, deux segments rectilignes lt et 1" réunis par une charnière 80. De façon similaire, le réseau de reconstruction comprend deux segments rectilignes 26' et 26" réunis par une charnière 82. On peut utiliser des moyens électriques destinés à maintenir la même rela- tion spatiale entre les segments de réseau, comme un servomécanisme comprenant un capteur d'angle 86 qui ap- plique à un amplificateur d'asservissement 90 un signal de réaction représentatif de l'angle entre les segments de réseau 1t et 1". Le signal de sortie de l'amplifica- teur d'asservissement 90 est appliqué à un servomoteur 88 pour régler l'angle entre les segments 26' et 26" qui sont accouplés au servomoteur 88. Les segments sont accouplés au servomécanisme de façon que les angles A soient identiques dans le réseau de réception et dans le réseau de reconstruction. Dans le mode de réalisation considéré, si on suppose que le milieu de reconstruction consiste en une cuve emplie d'eau, le réseau de re- construction est placé dans la cuve pleine d'eau. Lorsqu'on reconstruit une image dans le mi- lieu de reconstruction 30, il se produit une certaine distorsion. L'impulsion ultrasonore d'émission est émi- se, par exemple, par l'élément d'émission 12 qui est placé en position médiane dans le réseau 1. La distan- ce que parcourt l'impulsion ultrasonore depuis l'élé- ment 12 jusqu'à un réflecteur puis ensuite du réflec- teur jusqu'à un élément 10 du réseau de réception, est différente de la distance que parcourt le signal recons- truit depuis un élément du réseau de reconstruction 26 jusqutau réflecteur dont l'image est formée dans le mi- lieu de reconstruction 30. Cette distorsion est plus apparente en champ proche. En champ lointain, la dif- férence des longueurs des chemins devient négligeable. Pour tenter de compenser cette différence de longueur de chemin, il est possible de donner aux élé- ments 27 du. réseau de reconstruction un profil tel qu'ils émettent des fronts d'onde elliptiques au lieu de fronts d'onde sphériques. Les foyers des fronts d'onde ellip- tiques destinés à simuler la longueur du chemin du cen- tre du réseau jusqu'au réflecteur puis ensuite jusqu'à un élément de réception sont la position de l'élément de réception et le centre du milieu de reconstruction. Il en résulte une meilleure résolution en champ proche. En champ lointain, les ellipses dégénèrent en cercles et n'apportent pas une amélioration notable de la réso- lution de l'image. Selon une autre modification de la configura- tion, on peut orienter le transducteur d'émission situé à distance de façon que l'onde plane émise se propage dans une direction perpendiculaire au plan de l'image. Cette modification permet au champ sonore d'éclairer au même instant l'ensemble du plan de l'image. Lehom- me de l'art notera que dans ces conditions, le fait de réémettre avec inversion de temps les données de signaux électriques produits par les échos, dans un milieu de reconstruction ayant la même vitesse acoustique que l'objet examiné, donne des images isochrones sans avoir recours à une cadence accrue de lecture des donnéeso Dans ce cas, le réseau de reconstruction doit avoir les mêmes dimensions que le réseau de réception. Il est également possible de fournir une pré- sentation en couleur, en particulier lorsqu'on utili- se les techniques Doppler pour représenter la circu- lation du sang. Parmi des techniques simples pour créer une présentation en couleur, on peut citer l'uti- lisation d'une structure colorée recouvrant une image d'écho en noir et blanc, ou l'utilisation de trois fré- quences d'impulsions d'émission, en appliquant les ima- ges provenant d'une première fréquence à un canon d'un récepteur vidéo en couleur, les images correspondant à une seconde fréquence à un autre canon du récepteur et les images correspondant à une troisième fréquence au troisième canon du récepteur. On trouvera un examen dé- taillé d'un procédé d'obtention d'une telle présenta- tion en couleur dans le brevet US 3 156 110. On vient de décrire et de représenter un mo- de de réalisation préféré d'un dispositif d'échographie par impulsions utilisant une mémoire d'inversion de ktemps et d'un dispositif d'échographie Doppler utili- sant une mémoire d'inversion de temps, ainsi que plu- sieurs variantes et modifications de ces dispositifs, mais il est évident que de nombreuses autres modifi- cations peuvent 8tre apportées aux dispositifs et aux procédés décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'échographie ultrasonore, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens transducteurs (12) con- çus de façon à être couplés à un objet à examiner, pour émettre de l'énergie ultrasonore dans l'objet; un réseau de transducteurs de réception (1) qui comporte plusieurs éléments de réception (10) juxtaposés placés de façon à recevoir des signaux d'écho qui apparaissent lorsque l'énergie ultrasonore rencontre des réflecteurs acousti- ques situés dans l'objet, et à convertir ces signaux d'écho en signaux électriques produits par les échos; une mémoire (24) connectée au réseau de transducteurs de ré- ception (1) de façon à enregistrer séquentiellement, en fonction du temps, des données liées aux signaux électri- ques produits par les échos qui sont associés à chaque élément de réception (10), et à fournir ces données en- registrées selon un ordre correspondant à une inversion de temps par rapport à l'enregistrement séquentiel, un milieu de reconstruction (30) qui conduit les signaux d'énergie ultrasonore et dans lequel on peut former une image acoustique; un réseau de transducteurs de recons- truction (26) qui comporte plusieurs éléments d'émission (27) juxtaposés qui sont connectés à la mémoire (24) et sont couplés au milieu de reconstruction (30) de façon que ces éléments d'émission émettent dans le milieu de reconstruction (30) des signaux d'énergie ultrasonore sous l'effet des signaux soumis à une inversion de temps qui sont fournis, afin de former une image reconstruite des réflecteurs acoustiques; des moyens de conversion acousto-optiques (32) qui sont couplés au milieu de re- construction afin de convertir l'image acoustique recons- truite en une image optique; des moyens de commande (54) qui sont connectés à la mémoire (24) de façon à commander la cadence d'enregistrement des données et la cadence de lecture des données dans l'ordre correspondant à une in- version de temps; et des moyens d'affichage (36) qui sont connectés aux moyens de conversion acousto-optiques afin de représenter l'image optique. 2. Système d'échographie ultrasonore selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens transduc- teurs (12) émettent de l'énergie ultrasonore dans l'objet en émettant des impulsions d'émission ultrasonore dans cet objet. 3. Système d'échographie ultrasonore selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens transduc- teurs (12) émettent de l'énergie ultrasonore dans l'ob- jet en émettant dans l'objet un signal ultrasonore en ondes entretenues, et des moyens de filtrage à crevasse (84) sont connectés au réseau de transducteurs de récep- tion (10) de façon à recevoir les signaux électriques produits par les échos, à former un signal de sortie re- présentatif du décalage de fréquence Doppler des signaux électriques produits par les échos, et à appliquer ce signal de sortie à la mémoire (24). 4. Système d'échographie ultrasonore selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens transduc- teurs (12) émettent de l'énergie ultrasonore dans l'objet en émettant dans l'objet un signal ultrasonore sous la forme d'une impulsion à bande étroite, de longue durée, et des moyens de filtrage à crevasse (84) sont connec- tés au réseau de transducteurs de réception (10) afin de recevoir les signaux électriques produits, par les échos, de former un signal de sortie représentatif du décalage de fréquence Doppler des signaux électriques produits par les échos, et d'appliquer ce signal de sortie à la mémoire (24). 5. Procédé d'obtention d'une image optique dans un système d'échographie ultrasonore, c a r a c t é r i- s é en ce que: on émet de l'énergie ultrasonore dans un objet à examiner; on reçoit des signaux d'écho qui se produisent lorsque l'énergie ultrasonore rencontre un réflecteur acoustique dans l'objet, et on convertit ces signaux d'écho en signaux électriques produits par les échos; on enregistre des données liées aux signaux électriques produits par les échos, dans l'ordre séquen- tiel dans lequel ces signlaux sont reçus - on lit les don- nées enregistrées selon un ordre correspondant à une in- version de temps; sous l'effet des données lues et sou- mises à l'inversion de temps, on émet des signaux d'éner- gie ultrasonore dans un milieu de reconstruction, pour former une image acoustique reconstruite du réflecteur acoustique 5 et on convertit cette image acoustique re- construite en une image optique. 6e Procédé d'obtention dS'ue image optique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on émet l'énergie ultrasonore sous la forme dîimpulsions dîémis- sion. 7. Procédé d'obtention d'une image optique selon la revendication 5, caractérisé en ce queon émet l'énergie ultrasonore sous la forme de signaux ultraso- nores en ondes entretenues. 8. Procédé d'obtention d'une image optique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on émet l'énergie ultrasonore sous la forme de signaux ultraso- nores constitués par des impulsions à bande étroite et de longue durée. 9. Procédé d'obtention d'une image optique selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, carac- térisé en ce qu'on produit un signal représentatatif du décalage de fréquence Dopplet des signaux électriques produits par les échos qui sont enregistrés dans l'or- dre séquentiel dans lequel ils sont reçus.