Brevet FR2889659A1 — publié le 20070216

L'invention concerne un transducteur ultrasonore destiné à la formation de l'image d'un organe humain ou animal permettant en outre la mesure de l'élasticité dudit organe ainsi qu'un système imageur d'un organe humain ou animal comprenant un tel transducteur. Il est connu de mesurer l'élasticité d'un organe humain ou animal au moyen d'une vibration basse fréquence se propageant dans le corps humain ou animal vers cet organe. La vibration est engendrée par une impulsion basse fréquence effectuée à l'aide, par exemple, d'un transducteur ultrasonore. Le transducteur io permet d'observer la propagation de la vibration et de former une image de l'organe dont on mesure l'élasticité par illumination ultrasonore. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le document FR-2 843 290. Ce document enseigne que le transducteur ultrasonore engendrant la vibration basse fréquence peut être de faible dimension afin de permettre au dispositif d'être positionné dans des espaces de dimension réduite, tels que l'espace intercostale si l'on souhaite mesure l'élasticité du foie par exemple. Cependant, afin d'obtenir une image ultrasonore correctement résolue, le transducteur devrait présenter une grande dimension car la tâche focale ultrasonore a une largeur inversement proportionnelle à cette dimension. Le document FR-2 843 290 enseigne également que l'impulsion basse fréquence peut être générée par une barrette échographique standard que l'on met en mouvement. Cependant, la barrette échographique présentant une grande dimension, l'image ultrasonore est correctement résolue, mais la vibration basse fréquence subit des effets de diffraction et on ne peut pas introduire la barrette échographique dans un espace de dimension réduite. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un transducteur dont la dimension est adaptée pour obtenir une image correctement résolue et dont au moins une partie de faible surface est mobile afin d'engendrer une vibration ultrasonore permettant en outre de mesurer l'élasticité de cet organe en évitant les effets de diffraction et en pouvant être introduite dans un espace de faible dimension. Le transducteur ultrasonore est utilisé dans un système imageur. Dans une telle réalisation, il se pose des problèmes de calcul des retards et des amplitudes car il faut prendre en compte le déplacement de la partie mobile par rapport aux parties fixes qui entraîne un décalage dans l'émission et la réception des ultrasons. L'invention propose un système dont les moyens d'analyse permettent de prendre en compte ce déplacement. À cet effet et selon un premier aspect, l'invention concerne un transducteur io ultrasonore destiné à la formation de l'image d'un organe humain ou animal permettant en outre la mesure de l'élasticité dudit organe, ledit transducteur comprenant au moins une partie mobile (3) agencée pour induire la propagation d'une vibration basse fréquence vers l'organe lorsque la partie mobile (3) est actionnée et occasionne un choc sur le corps humain ou animal, le transducteur (2) comprenant en outre au moins une partie fixe (4). Ainsi, l'invention permet de prendre en compte les contraintes liées à la faible dimension que doit présenter la surface engendrant la vibration basse fréquence et à la grande dimension du transducteur ultrasonore permettant d'obtenir une image ultrasonore correctement résolue. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un système imageur d'un organe humain ou animal permettant en outre la mesure de l'élasticité dudit organe, comprenant un transducteur tel que décrit ci-dessus, ledit système comprenant en outre un dispositif de commande et de calcul agencé pour commander l'émission et la réception d'ultrasons et le déplacement de la partie mobile, ledit dispositif comprenant des moyens d'analyse des ultrasons émis et reçu par le transducteur et du déplacement de la partie mobile de sorte à établir l'image de l'organe et lesdits moyens d'analyse permettant en outre l'analyse de la vibration basse fréquence induite de sorte à mesurer l'élasticité dudit organe. Selon une réalisation, le système comprend un capteur de position de la partie mobile. Ainsi, les moyens d'analyse comprennent des modules d'ajustement des retards à l'émission et à la réception des signaux ultrasonores émis et reçus par la partie mobile lorsque ladite partie se déplace de sorte à faire concorder ces signaux avec les signaux émis et reçus par la partie fixe, lesdits moyens utilisant en temps réel les informations fournies par le capteur de position. On assure ainsi une concordance entre les signaux émis et reçus par la partie mobile et ceux émis et reçus par la partie fixe et le déplacement de la partie mobile est bien pris en compte pour établir l'image de l'organe humain ou animal. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la io description qui suit, faite en référence aux figures annexées. La figure 1 est une représentation schématique d'un système imageur selon l'invention. La figure 2 est une représentation schématique du transducteur ultrasonore de la figure 1, illustrant le déplacement que peut subir la partie mobile. La figure 3 est une représentation schématique en perspective du transducteur ultrasonore selon l'invention. En référence à la figure 1, on décrit un système imageur d'un organe humain ou animal 1 permettant en outre la mesure de l'élasticité dudit organe. Le système 1 comprend un transducteur ultrasonore 2 de dimension générale adaptée pour obtenir une image ultrasonore correctement résolue. A cet effet, le transducteur présente par exemple la dimension d'une barrette échographique standard. Le transducteur 2 comprend au moins une partie mobile 3 et au moins une partie fixe 4. Selon la réalisation représentée sur les figures, la partie mobile 3 se déplace en translation selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction dans laquelle s'étend le transducteur 2. Selon d'autres réalisations non représentées, la partie mobile 3 peut se déplacer en translation selon la direction dans laquelle s'étend le transducteur ou se déplacer en rotation de sorte à engendrer la vibration basse fréquence. La dimension de la partie mobile 3 est réduite par rapport à la dimension du transducteur 2. En particulier, la partie mobile 3 présente une surface adaptée pour limiter les effets de diffraction lors de la propagation de la vibration basse fréquence et pour que la partie mobile puisse être introduite dans l'espace intercostal du corps humain ou animal. La partie mobile est par exemple disposée sensiblement au centre du transducteur 2 entre deux parties fixes 4, comme représenté sur les figures 1 et 3. Selon une réalisation non représentée, le transducteur 2 peut comprendre une io pluralité de parties mobiles 3 réparties en alternance avec des parties fixes 4 le long du transducteur 2. Selon une autre réalisation, le transducteur 2 peut comprendre des parties mobiles 3 disposées les unes à côté des autres. Le système 1 comprend des moyens de mise en mouvement 8 de la partie mobile 3. De la sorte, la partie mobile est agencée pour induire la propagation d'une vibration basse fréquence vers l'organe lorsque la partie mobile 3 est actionnée en translation et occasionne un choc sur le corps humain ou animal. Les moyens de mise en mouvement 8 sont commandés par un dispositif de commande et de calcul 5 qui commande en outre l'émission d'ultrasons par la partie fixe 4 et par la partie mobile 3. Dans le cas où plusieurs parties mobiles 3 sont prévues, le dispositif de commande et de calcul 5 peut commander les moyens de mise en mouvement 8 de sorte que les parties mobiles 3 se déplacent en opposition de phase. Le dispositif de commande et de calcul 5 comprend un module de génération des signaux d'émission 6 et un module de formation de voies 7. Le module de génération 6 fournit un signal d'émission ultrasonore à la partie mobile 3 et à la partie fixe 4 au moyen d'une loi d'émission choisie pour permettre de former une image correctement résolue de l'organe observé. Le module de génération 6 est relié à la partie fixe 4 et à la partie mobile 3 par l'intermédiaire de convertisseurs numérique analogique 9, comme représenté sur la figure 1. De même, la partie fixe 4 et la partie mobile 3 sont reliées au module de formation de voies 7 par l'intermédiaire de convertisseurs analogique numérique 10. Le module de formation de voies 7 peut ensuite être relié à un module de calcul de l'élasticité 19. Le module de commande et de calcul 5 est relié à un dispositif d'affichage 20 permettant de visualiser l'image de l'organe et les résultats de la mesure de l'élasticité de l'organe ou à un système d'exploitation, une interface avec un utilisateur par exemple. Un capteur de position 11 de la partie mobile 3 est associé à cette partie mobile 3. Le capteur de position 11 permet de relever la position de la partie mobile 3, lorsque celle-ci se déplace et n'est plus alignée avec la partie fixe 4. Le déplacement de la partie mobile 3 peut se faire sur une distance E, comme io représenté sur la figure 2. Le capteur de position 11 est, par exemple, un capteur à effet Hall relié au module de génération 6 et au module de formation de voies 7 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique numérique 12 apte à numériser le signal fourni par ce capteur. D'autre part, le dispositif de commande et de calcul 5 comprend des moyens de génération et de traitement des ultrasons émis et reçu par le transducteur de sorte à établir l'image de l'organe et lesdits moyens de génération et de traitement permettant en outre l'analyse de la vibration basse fréquence induite de sorte à mesurer l'élasticité dudit organe. Ces moyens de génération et de traitement 6 et 7 sont associés à des modules d'ajustement en temps réel des retards 14 et 15 à l'émission et à la réception des signaux ultrasonores émis et reçus par la partie mobile lorsque ladite partie se déplace de sorte à faire concorder ces signaux avec les signaux émis et reçus par la partie fixe. Ils comprennent en outre des modules d'ajustement en temps réel des gains 14 et 15 à l'émission des signaux ultrasonores émis par la partie mobile lorsque ladite partie se déplace de sorte à faire concorder ces gains avec les gains de signaux ultrasonores émis par la partie fixe. Ces modules d'ajustement 14 et 15 sont disposés entre un module de calcul des correction 21 et le module de génération 6 et le module de formation de voies 7, comme représenté sur la figure 1, et leur fonctionnement est décrit ci-dessous. Le capteur de position 11 délivre un signal représentatif du déplacement E de la partie mobile 3. Ce signal est numérisé au travers du convertisseur analogique numérique 12 puis communiqué au module de calcul des corrections 21 qui utilise en temps réel les informations fournies par le capteur de position 11. Les corrections sont fournies aux modules d'ajustement 14 et 15. Le transducteur ultrasonore 2 est un transducteur classique comprenant une pluralité d'éléments 16 pouvant émettre et recevoir des ultrasons. On note b le pas entre chaque élément 16, c'est-àdire la distance séparant deux éléments consécutifs. D'autre part, on note F le point focal situé sur la ligne formée par le transducteur 2. On note d(i, F) la distance entre le point focal F et un élément i du transducteur 2 et do la plus grande distance entre un élément 16 de l'ouverture utilisée et le point 10 focal F. Vs est la vitesse de ultrasons se propageant dans le corps. Selon les notations ci-dessus, les retards à l'émission Re et les retards à la réception Rr pour un élément i immobile et pour la construction d'une ligne numérotée c se calculent de la façon suivante: [Re(C,j) = d d(i, F) VS Rr (c, = d(i' F) VS Pour un élément i décalé d'une distance E par rapport à la position dans laquelle il est aligné avec les éléments 16 de la partie fixe, les retards corrigés se 20 calculent de la façon suivante: Re\ rc,1 il=do V[F E12+ Ki cs12 Vs R = "[F ]2+Ki -12 rc r\ , i) Vs Les corrections par rapport aux retards appliqués lorsque le déplacement E est nul, s'expriment de la façon suivante lorsque le déplacement E reste négligeable par rapport à la distance focale: ORe (c, i) _ E /1 + Ki 12 VS {ARrC,1) = ORe (C,i) F2 Le module de calcul des correction 21 permet d'effectuer ces calculs et d'en fournir les résultats aux modules d'ajustement à l'émission et à la réceptionl4 et 15 comme représenté sur la figure 1. Dans le module de formation de voies 7, un sommateur permet d'additionner les signaux reçus par la partie fixe 4 et ceux io reçus par la partie mobile 3 afin de former l'image de l'organe. Les données fournies par le capteur de position 11 sont utilisées en temps réel de sorte à imager l'organe à tout instant sans délai important de traitement. Les modules d'ajustement 14 et 15 permettent également l'adaptation du gain à l'émission des signaux ultrasonores émis par la partie mobile 3 en fonction de sa position, comme représenté sur la figure 1. En effet, la partie mobile 3 n'émettant pas les signaux depuis le même endroit que la partie fixe 4, il faut adapter l'amplitude des signaux émis par la partie mobile 3 de sorte à ce qu'elle soit égale à celle des signaux émis par la partie fixe 4. La mesure de l'élasticité de l'organe au moyen du système 1 est connue en elle-même et peut, par exemple, s'inspirer de la solution proposée par le document FR-2 843 290. REVENDICATIONS 1. Transducteur ultrasonore destiné à la formation de l'image d'un organe humain ou animal permettant en outre la mesure de l'élasticité dudit organe, ledit transducteur étant caractérisé en ce que qu'il comprend au moins une partie mobile (3) agencée pour induire la propagation d'une vibration basse fréquence vers l'organe lorsque la partie mobile (3) est actionnée et occasionne un choc sur le corps humain ou animal, le transducteur (2) comprenant en outre au moins une partie fixe (4). i0 2. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de mise en mouvement (8) de la partie mobile (3). 3. Transducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie 15 mobile (3) est déplaçable en translation. 4. Transducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie mobile (3) est déplaçable en rotation. 5. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie mobile (3) présente une surface adaptée pour limiter les effets de diffraction lors de la propagation de la vibration basse fréquence et pour que la partie mobile (3) puisse être introduite dans l'espace intercostal du corps humain ou animal. 6. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de parties mobiles (3) et une pluralité de parties fixes (4). 7. Système imageur d'un organe humain ou animal permettant en outre la mesure de l'élasticité dudit organe, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ledit système comprenant en outre un dispositif de commande et de calcul (5) agencé pour commander l'émission et la réception d'ultrasons et le déplacement de la partie mobile (3), ledit dispositif comprenant des moyens de génération et de traitement des ultrasons émis et reçu par le transducteur (2) et du déplacement de la partie mobile de sorte à établir l'image de l'organe. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de position (11) de la partie mobile (3). 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur de io position (11) est un capteur à effet Hall, le dispositif de commande et de calcul (5) comprenant un convertisseur analogique numérique (12) apte à numériser le signal fourni par ledit capteur. 10. Système selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de génération et de traitement comprennent des modules d'ajustement des retards (14, 15) à l'émission et à la réception des signaux ultrasonores émis et reçus par la partie mobile (3) lorsque ladite partie se déplace de sorte à faire concorder ces signaux avec les signaux émis et reçus par la partie fixe (4), lesdits modules utilisant en temps réel les informations fournies par le capteur de position (11) par l'intermédiaire d'un module de calcul des corrections (21). 11. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens de génération et de traitement comprennent des modules d'ajustement des gains (14, 15) à l'émission des signaux ultrasonores émis par la partie mobile (3) lorsque ladite partie se déplace de sorte à faire concorder ces gains avec les gains de signaux ultrasonores émis par la partie fixe (4), lesdits modules utilisant en temps réel à partir des informations fournies par le capteur de position (11) par l'intermédiaire d'un module de calcul des corrections (21).