Brevet FR2910169A1 — publié le 20080620

B07-4048FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Système et procédé pour refroidir de manière active une sonde échographique Invention de : SMITH Lowell Scott LEWANDOWSKI Robert Stephen HAIDER Bruno Hans BAUMGARTNER Charles Edward SOGOIAN George Charles YETTER Christopher Stephen WILDES Douglas Glenn KAISER Stephen Royal BERGSTOEL Svein BRUESTLE Reinhold ICOZ Tunc BJAERUM Steinar SAJ Chester Frank Priorité d'une demande de brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique le 15 décembre 2006 sous le n 11/639.891 2910169 2 Système et procédé pour refroidir de manière active une sonde échographique L'invention concerne de façon générale une sonde échographique utilisée en imagerie échographique de l'anatomie humaine et, plus particulièrement, à une technique pour refroidir de manière active la sonde échographique. Les systèmes d'imagerie échographique sont devenus omniprésents dans le domaine de l'imagerie et des diagnostics médicaux. Ordinairement, le système d'imagerie échographique comprend une sonde acoustique (sonde à ultrasons) qui est tenue contre un patient. La sonde comprend des transducteurs acoustiques à l'intérieur du boîtier de la sonde. Chaque transducteur est en matière piézoélectrique ou est composé d'éléments électrostatiques qui émettent et reçoivent des ondes ultrasonores, lesquelles facilitent à leur tour la visualisation des tissus internes du patient. La libération et l'absorption alternées d'énergie acoustique pendant l'émission et la réception créent une accumulation de chaleur dans la sonde du fait des pertes acoustiques converties en chaleur. Pour obtenir les meilleures performances d'un système échographique, il peut être souhaitable de faire fonctionner la sonde acoustique et ses transducteurs correspondants à une intensité acoustique maximale permissible, telle que celle autorisée, aux Etats-Unis, par la Food and Drug Administration. Cela permettra d'améliorer la qualité des images échographiques en accentuant la pénétration des ondes acoustiques de manière à porter à son maximum le rapport signal/bruit pour le système et le transducteur donnés, et d'assurer que les performances d'imagerie ne sont pas limitées par l'impossibilité d'émettre l'intensité acoustique maximale admissible. Cependant, faire fonctionner la sonde acoustique et ses transducteurs correspondants à de plus fortes intensités acoustiques risque d'avoir l'inconvénient d'aboutir à la production d'une trop grande quantité de chaleur dans l'ensemble de transducteurs. La quantité de chaleur qui peut être autorisée à s'accumuler à l'extérieur d'une sonde échographique doit rester dans des limites prescrites. Il existe des limites concrètes et réglementaires quant à la température extérieure/superficielle maximale admissible d'une sonde acoustique aux points de contact avec le patient et avec un opérateur pendant l'exécution d'une procédure d'imagerie. En fin de compte, on peut atteindre ces objectifs en fonction de la possibilité de dissiper ou d'extraire de la chaleur de la sonde. De plus, la température superficielle de la sonde échographique doit être suffisamment basse pour éviter de nuire au patient et de gêner l'opérateur. Le patient 2910169 3 ainsi que l'opérateur préfèrent généralement être au contact d'une sonde sufisamment fraîche pendant l'échographie. Par ailleurs, des températures internes accrues risquent d'affecter les caractéristiques de fonctionnement des pièces des transducteurs, en réduisant de ce fait leur efficacité et/ou leurs capacités de fonctionnement. Par 5 exemple, des circuits intégrés CMOS, qui peuvent faire partie des circuits de commande dans la sonde, fonctionnent plus vite et plus efficacement à des températures plus basses. En outre, comme le comprendra un spécialiste de la technique, les matières ordinairement employées pour fabriquer les éléments transducteurs sont 10 principalement choisies d'après leurs propriétés acoustiques et sont bien connues pour posséder une conductivité thermique intrinsèque relativement faible. La faible conductivité thermique des ensembles de transducteurs risque d'aboutir à une surchauffe de la sonde. En outre, la majeure partie de la chaleur produite par le fonctionnement de la sonde a tendance à s'accumuler juste autour des éléments 15 transducteurs, qui sont forcément situés, dans la sonde, très près du corps du patient à examiner. De plus, les éléments transducteurs sont généralement isolés les uns des autres par des traits de découpage en dés qui assurent une isolation thermique supplémentaire des éléments transducteurs. De ce fait, la chaleur générée à l'intérieur des éléments transducteurs est piégée dans l'empilement acoustique, ce qui amène la 20 température frontale de la sonde à s'élever au-dessus de la température ambiante. Il est généralement avantageux de dissiper la chaleur qui peut être piégée dans l'ensemble d'éléments transducteurs afin de prévenir la surchauffe des surfaces de contact de la sonde échographique. Dans la technique antérieure, la limitation de la température interne des 25 sondes acoustiques s'effectue à l'aide de dispositifs relativement simples tels que des conducteurs de chaleur, qui sont noyés dans la structure des transducteurs afin de transmettre le plus rapidement possible la chaleur depuis la source vers le corps de la sonde. Par exemple, le volume intérieur du logement, dans la sonde, entourant l'ensemble de transducteurs peut être rempli d'une matière de remplissage 30 thermiquement conductrice, par exemple des granules de céramique transférant la chaleur, noyés dans une résine époxy. La matière de remplissage stabilise la structure et facilite la dissipation de chaleur, produite pendant les pulsations de l'ensemble d'éléments transducteurs, depuis la surface de la sonde/l'avant des transducteurs vers l'intérieur/l'arrière de la sonde. De la sorte, la chaleur est conduite depuis la surface 2910169 4 avant critique de la sonde jusque dans la poignée où la masse plus grande contribue à dissiper de façon régulière la chaleur par convexion naturelle. Comme la quantité de composants électroniques dans les sondes échographiques classiques a ordinairement été suffisamment faible, la convexion 5 naturelle a suffi pour maintenir la température de la sonde dans les limites réglementaires. Pour éviter une surchauffe de la sonde, une pratique courante consiste à installer une thermistance ou autre dispositif de détection de température dans la sonde près de la surface au contact du patient afin de réduire ou de supprimer les puissances et les excitations électriques appliquées à la sonde, en cas de l0 surchauffe. Cependant, la technologie des transducteurs à ultrasons évolue rapidement vers des sondes comptant davantage d'éléments. Cela nécessite à son tour plus de câblages et de matières légères, ce qui complique les possibilités de fabrication de l'interconnexion entre les différents éléments et le système d'imagerie acoustique. 15 L'existence de hauts niveaux d'intégration de circuits dans des semiconducteurs représente un défit supplémentaire pour la technologie de l'encapsulation. Du fait du défaut d'adaptation d'impédance électrique entre les petits éléments du transducteur et les composants électroniques de détection présents dans le système, divers moyens ont été mis au point pour disposer des composants électroniques actifs à l'intérieur de 20 la poignée de la sonde. Au fur et à mesure des progrès en électronique, on s'attend à ce que des circuits plus actifs soient placés le plus près possible de la source du signal détecté. L'application de la technologie des semiconducteurs aux transducteurs à ultrasons utilisés à des fins diagnostiques a créé une nouvelle dimension dans la 25 conception et la fabrication de ces dispositifs. Alors que ces produits ont traditionnellement été composés de circuits électroniques passifs et de capteurs en céramique piézoélectrique, le transducteur héberge aujourd'hui des préamplificateurs, émetteurs, lasers actifs et, finalement des convertisseurs A/N et peut être des processeurs numériques de signaux. Cela a notablement accru les besoins en énergie 30 de fonctionnement de la sonde. Cette augmentation de l'énergie de fonctionnement a forcément abouti à un accroissement des températures de fonctionnement. L'inclusion de cette technologie dans la sonde échographique traditionnellement "tenue à la main" crée de grosses difficultés quant à la possibilité, pour le concepteur de la partie mécanique, à évacuer la chaleur produite par les dispositifs actifs, ce qui 35 exacerbe donc le problème de l'accumulation de chaleur dans la sonde. Pour réaliser 2910169 5 des images d'une qualité maximale, la puissance de sortie de la sonde est régulée à proximité de la limite réglementaire, ce qui crée une nécessité de réguler la chaleur produite par la sonde. Ainsi, avec l'arrivée de dispositifs actifs, l'utilisation, décrite ci-dessus, de 5 conducteurs de chaleur n'est plus suffisante pour faire face à la puissance calorifique à dissiper dans le transducteur. Les sondes échographiques comportant plus d'électronique dans la poignée nécessitent la dissipation de plus grandes quantités de chaleur, de telle sorte qu'un refroidissement au-delà de la convexion naturelle est nécessaire pour satisfaire les exigences réglementaires concernant la température. Par 10 exemple, la puissance calorifique dissipée par les dispositifs simples existants actuellement est d'environ 1 watt. Si des préamplificateurs sont introduits dans le système, lesquels dissipent 3 milliwatts en mode repos, la puissance calorifique sera accrue de 9 watts pour une sonde à 3000 éléments, ce qui fait un total de 10 watts. Comme les conceptions actuelles sont parfois limitées par la température de la 15 surface au contact du patient, la marge est faible pour absorber ce type d'augmentation de la température de sortie. Ainsi, on a besoin de réaliser des mécanismes de transfert de la chaleur capables de dissiper de plus grandes quantités de chaleur. Les techniques proposées pour améliorer l'évacuation de la chaleur de la sonde échographique comprennent ordinairement des systèmes de refroidissement 20 intégrés tels qu'un système de refroidissement à circulation en boucle fermée, un refroidisseur thermoélectrique, un système à évaporateur/condenseur, des canaux pour faire circuler un liquide de refroidissement autour d'une structure de transducteur à ultrasons, etc. Globalement, ces techniques ont donné satisfaction en réduisant suffisamment la température frontale de la sonde. Cependant, cela s'obtient 25 souvent au détriment des performances acoustiques de l'ensemble de transducteurs. Par exemple, des vibrations provenant d'un fluide de refroidissement pompé sont susceptibles de nuire à la qualité de l'image. De même, des variations de pression pendant le fonctionnement risquent d'endommager la pompe/le tuyau. En outre, des fuites du fluide de refroidissement depuis la pompe risquent de réduire la durée de 30 vie des systèmes de refroidissement. Etant donné qu'il est souhaitable de pouvoir fonctionner à l'intensité acoustique maximale admissible ainsi que de limiter les températures de fonctionnement des transducteurs internes ainsi que la répartition de la température superficielle du patient et des parties des surfaces de la sonde au contact de l'utilisateur, la thermique est une importante considération pendant la 35 conception des transducteurs. 2910169 6 Par conséquent, il est souhaitable de disposer d'une technique efficace et rentable pour refroidir de manière active la sonde échographique de manière à faciliter une imagerie diagnostique de grande qualité en faisant fonctionner la sonde à une puissance d'émission plus grande tout en maintenant la température de surface 5 de la sonde dans des limites réglementaires. Il est également souhaitable de réduire les vibrations, les variations de pression et les fuites du fluide de refroidissement depuis la pompe afin d'améliorer la qualité de l'image et la durée de vie du système de refroidissement. 10 En bref, selon un premier aspect de la présente technique, il est proposé un système d'échographie. Le système d'échographie comprend une sonde échographique servant à acquérir des données échographiques, et un sous-système de refroidissement servant à évacuer de manière active de la chaleur de la sonde échographique. Le sous-système de refroidissement comprend une pompe disposée à 15 l'intérieur d'un réservoir contenant un agent de refroidissement et agencé pour faire circuler l'agent de refroidissement à travers la sonde échographique via un conduit. Selon un autre aspect de la présente technique, il est proposé un système d'échographie. Le système d'échographie comprend une sonde échographique pour acquérir des données échographiques, et un sous-système de refroidissement pour 20 évacuer de manière active de la chaleur de la sonde échographique. Le sous-système de refroidissement comprend une pompe conçue pour faire circuler un agent de refroidissement dans la sonde à ultrasons via un conduit et un élément souple dans une partie à haute pression du conduit pour supprimer les vibrations liées à la pression. 25 Selon encore un autre aspect de la présente technique, il est proposé un procédé pour refroidir de manière active un appareil. Le procédé permet de faire circuler un agent de refroidissement dans l'appareil via un conduit, et de supprimer les vibrations liées à la pression dans une partie à haute pression du conduit au moyen d'un élément souple. 30 L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels les mêmes repères désignent partout des éléments identiques, et sur lesquels : 2910169 7 la Fig. 1 est une illustration schématique d'un exemple de système d'échographie selon des aspects de la présente technique ; la Fig. 2 est une illustration schématique d'une sonde d'échographie représentant un système de refroidissement intégré selon des aspects de la présente 5 technique ; la Fig. 3 est une illustration schématique représentant un mécanisme pour supprimer les vibrations liées à la pression dans un conduit du système de refroidissement selon un aspect de la présente technique ; la Fig. 4 est une illustration schématique représentant un mécanisme pour 10 supprimer les vibrations liées à la pression dans le conduit du système de refroidissement selon un autre aspect de la présente technique ; la Fig. 5 est une illustration schématique représentant un mécanisme pour supprimer les vibrations liées à la pression dans le conduit du système de refroidissement selon encore un autre aspect de la présente technique ; et 15 la Fig. 6 est une illustration schématique représentant divers mécanismes pour relâcher l'excédent de pression accumulée à l'intérieur du conduit du système de refroidissement selon des aspects de la présente technique. Les présentes techniques concernent globalement un système de 20 refroidissement intégré pour une sonde échographique. Un tel système de refroidissement intégré peut être utile dans divers dispositifs et appareils nécessitant une évacuation efficace et rentable de la chaleur, notamment des tubes radiogènes, des dispositifs électroniques, des machines électriques et mécaniques, etc. Bien que cette présentation fournisse des exemples dans le contexte d'une sonde 25 échographique, un spécialiste ordinaire de la technique comprendra aisément que l'application de ces systèmes de refroidissement intégrés dans d'autres contextes entre bien dans le cadre des présentes techniques. Il faut souligner que la présente demande fait référence à un "sujet" d'imagerie ainsi qu'à un "objet" d'imagerie. Ces termes ne s'excluent pas mutuellement et, de ce fait, les termes peuvent être 30 employés de manière interchangeable et leur utilisation n'est pas destinée à limiter le cadre des revendications annexées. Ces termes peuvent indiquer un patient humain ou animal, ou un dispositif, un objet ou une pièce, notamment dans des processus de fabrication. Considérant maintenant la Fig. 1, une illustration schématique d'un exemple 35 de système d'échographie 10 selon des aspects de la présente technique est 2910169 8 représentée. Le système d'échographie 10 comprend un sous-système d'acquisition 12 et un sous-système de traitement 14. Le sous-système d'acquisition 12 émet des ultrasons vers un sujet 16 et reçoit, du sujet 16, des ultrasons rétrodiffusés. Les ultrasons acquis sont ensuite traités par le sous-système de traitement 14 pour 5 produire une image du sujet 16. Le sous-système d'acquisition 12 comprend un ensemble 18 de transducteurs, ordinairement un ensemble de transducteurs acoustiques, qui est au contact d'un patient ou d'un sujet 16 pendant la procédure d'imagerie. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, l'ensemble 18 de transducteurs comprend 10 une pluralité d'éléments à matrices de transducteurs réalisés en matières telles que, mais de manière nullement limitative, le titanate-zirconate de plomb (PZT), le diflorure de polyvinylidène (PVDF) et le PZT composite. Il faut souligner que l'ensemble 18 de transducteurs est un ensemble bidirectionnel et est conçu pour émettre des ultrasons vers le sujet 16 et recevoir cette énergie de celui-ci. En mode 15 émission, les éléments à matrices de transducteurs convertissent l'énergie électrique en ultrasons et émettent ceux-ci vers le sujet 16. En mode de réception, les éléments à matrices de transducteurs convertissent en signaux électriques l'énergie des ultrasons reçue du sujet (ultrasons rétrodiffusés). Le sous-système d'acquisition 12 comprend en outre des circuits de 20 commutation d'émission/réception 20, un émetteur 22, un récepteur 24, et un conformateur 26 de faisceau. Les circuits de commutation d'émission/réception (E/R) 20 sont couplés à l'ensemble 18 de transducteurs pour mettre l'ensemble 18 de transducteurs en mode émission ou réception. Pour produire des ultrasons à émettre vers le sujet 16, le sous-système de traitement 14 envoie au conformateur 26 de 25 faisceau des données d'instructions d'émission. A la réception des données d'instructions d'émission, le conformateur 26 de faisceau génère des paramètres d'émission afin de créer un faisceau d'une forme voulue partant d'un certain point à la surface de l'ensemble 18 de transducteurs, suivant un angle d'orientation voulu. Le conformateur 26 de faisceau envoie ensuite les paramètres d'émission à l'émetteur 22. 30 L'émetteur 22 utilise les paramètres d'émission pour coder convenablement les signaux d'émission à envoyer à l'ensemble 18 de transducteurs par l'intermédiaire des circuits de commutation E/R 20. Les signaux d'émission sont établis à certains niveaux de phase les uns par rapport aux autres et sont fournis à différents éléments transducteurs de l'ensemble 18 de transducteurs. Les signaux d'émission excitent les 35 éléments transducteurs pour émettre des ultrasons ayant les mêmes relations de phase 2910169 9 et de niveau. De la sorte, un faisceau d'énergie ultrasonore est formé dans un sujet 16 à l'intérieur d'un plan d'exploration suivant une ligne d'exploration lorsque l'ensemble 18 de transducteurs est couplé acoustiquement au sujet 16, par exemple à l'aide d'un gel d'échographie. Le processus est appelé balayage électronique. 5 Les ultrasons émis sont ensuite rétrodiffusés depuis des échantillons de tissus et de sang à l'intérieur du sujet 16. Les éléments à matrices de transducteurs reçoivent à différents moments les ondes rétrodiffusées en fonction de la distance par rapport aux tissus dont ils reviennent et de l'angle avec la surface de l'ensemble 18 de transducteurs vers lequel ils reviennent. Comme indiqué plus haut, les éléments à 10 matrices de transducteurs reçoivent les signaux échographiques rétrodiffusés depuis le sujet 16 et les convertissent en signaux électriques. Les signaux électriques sont ensuite acheminés jusqu'au récepteur 24 via les circuits de commutation E/R 20. Le récepteur 24 amplifie et numérise les signaux reçus et assure d'autres fonctions telles que la compensation de gain. Les signaux numérisés reçus qui correspondent aux 15 ultrasons rétrodiffusés reçus à différents instants par chaque élément transducteur préservent les informations d'amplitude et de phase des ultrasons rétrodiffusés. Les signaux numérisés sont ensuite envoyés au sous-système de traitement 14 par l'intermédiaire du conformateur 26 de faisceau. Le sous-système de traitement 14 envoie des données d'instructions de réception au conformateur 26 de faisceau. Le 20 conformateur 26 de faisceau utilise les données d'instructions de réception pour former un faisceau de réception partant d'un point à la surface de l'ensemble 18 de transducteurs suivant un angle d'orientation correspondant normalement au point et à l'angle d'orientation du faisceau d'ultrasons précédent émis sur une ligne de balayage. Le conformateur 26 de faisceau fonctionne d'après les signaux appropriés reçus, en 25 procédant à une temporisation et une focalisation, conformément aux instructions des données fournies par le processeur de commande 28, afin de créer des signaux de faisceau reçus correspondant à des volumes d'échantillons sur une ligne de balayage dans le plan d'exploration à l'intérieur du sujet 16. Les informations de phase, d'amplitude et de synchronisation des signaux reçus fournies par les différents 30 éléments transducteurs servent à créer les signaux de faisceau reçus. Le sous-système de traitement 14 comprend un processeur de commande 28, un démodulateur 30, un processeur 32 de mode d'imagerie, un convertisseur de balayage 34 et un processeur d'affichage 36. Le processeur de commande 28 est en interface avec le processeur 32 de mode d'imagerie, le convertisseur de balayage 34 35 et le processeur d'affichage 36. De plus, le processeur de commande a pour fonction 2910169 10 d'envoyer des données d'instructions d'émission et de réception au conformateur 26 de faisceau. Le démodulateur 30 démodule les signaux de faisceau reçus afin de créer des paires de valeurs de données démodulées I et Q correspondant à des volumes d'échantillons à l'intérieur du plan d'exploration. La démodulation s'effectue 5 en comparant la phase et l'amplitude des signaux de faisceau reçus avec une fréquence de référence. Les données démodulées I et Q préservent les informations de phase et d'amplitude des signaux reçus. Les données démodulées sont transmises au processeur 32 de mode d'imagerie. Le processeur 32 de mode d'imagerie utilise des techniques d'estimation to de paramètres pour générer des valeurs de paramètres d'imagerie à partir des données démodulées dans un format de séquence de balayage. Les paramètres d'imagerie peuvent comprendre des paramètres correspondant à divers modes d'imagerie possibles tels que le mode B, le mode à vitesse de couleur, le mode Doppler spectral et le mode d'imagerie de vitesse des tissus, par exemple. Les valeurs de paramètres 15 d'imagerie sont communiquées au convertisseur de balayage 34. Le convertisseur de balayage 34 traite les données de paramètres en effectuant une conversion du format de séquence de balayage au format d'affichage. La conversion comprend l'exécution d'opérations d'interpolation sur les données des paramètres afin de créer dans le format d'affichage des données de pixels d'affichage. 20 Les données de pixels converties lors de l'exploration sont envoyées au processeur d'affichage 36 en vue d'une éventuelle filtration dans l'espace ou dans le temps des données de pixels converties lors du balayage, afin d'appliquer une échelle de gris ou une couleur aux données de pixels converties lors du balayage, et de convertir les données numériques de pixels en données analogiques à afficher sur 25 l'écran 38. L'interface utilisateur 40 est couplée au processeur de commande 28 pour permettre à un utilisateur de se mettre en interface avec le système d'échographie 10 d'après les données affichées sur l'écran 38. Le processeur d'affichage 36 est en outre couplé à un écran d'affichage 38 pour afficher les images. L'interface utilisateur 40 est en interaction avec le 30 processeur de commande 28 et l'écran d'affichage 38. Le processeur de commande 28 peut également être couplé à un sous-système de connexion à distance 42 comprenant un serveur Internet 44 et une interface de connexion à distance 46. Le sous-système de traitement 14 peut être en outre couplé à un référentiel d'entreprise 48 conçu pour recevoir des données d'image échographique. Le référentiel 35 d'entreprise 48 est en interaction avec un poste de travail 50 d'imagerie. 2910169 11 Les organes évoqués plus haut peuvent être des éléments matériels spécialisés tels que des cartes de circuits à processeur numérique de signaux ou peuvent être un logiciel exécuté sur un ordinateur ou un processeur universel tel qu'un ordinateur personnel du commerce, prêt à l'emploi, ou un poste de travail 5 spécialisé. Les divers organes peuvent être combinés ou séparés selon diverses formes de réalisation de l'invention. Ainsi, les spécialistes de la technique comprendront que le système d'échographie 10 décrit plus haut est présenté à titre d'exemple et que les présentes techniques ne sont nullement limitées par la configuration spécifique du système. to Comme le notera un spécialiste de la technique, la plupart des organes du sous-système d'acquisition 12 et certains des organes du sous-système de traitement 14 peuvent être logés à l'intérieur d'une sonde échographique portative. De plus, un sous-système de refroidissement peut être disposé à l'intérieur de la sonde échographique pour évacuer de manière active de la chaleur de la sonde 15 échographique conformément à des aspects de la présente technique. La Fig. 2 est une illustration schématique représentant une sonde échographique 12 employant un sous-système de refroidissement intégré 54 selon des aspects de la présente technique. Comme représenté, la sonde échographique 52 comprend l'ensemble 18 de transducteurs et des composants électriques 20 correspondants pour acquérir des données d'échographie en émettant des ultrasons et en recevant des ultrasons provenant du sujet 16. Les composants électroniques correspondants peuvent être montés sur une carte 56 de circuit de la sonde. La sonde échographique 52 est commandée par un pupitre d'échographie 58, qui fournit de l'électricité, des paramètres d'acquisition, des signaux de commande et autres pour 25 des séances d'imagerie. Le pupitre d'échographie 58 est ordinairement couplé à la sonde échographique 52 et, en particulier à la carte 56 de circuit de la sonde, par l'intermédiaire d'un connecteur 60 de sonde et peut comprendre un microprocesseur, un processeur numérique de signaux, un microcontrôleur ainsi que d'autres dispositifs conçus pour réaliser des opérations de commande et de traitement. De 30 plus, le pupitre d'échographie 58 fournit de l'électricité au sous-système de refroidissement 54 par l'intermédiaire du connecteur 60 de sonde. En outre, le pupitre d'échographie 58 peut être agencé pour recevoir d'un opérateur des instructions et des paramètres d'exploration, par l'intermédiaire d'un clavier et/ou d'autres dispositifs d'entrée. Un opérateur peut de ce fait commander le système d'échographie 10 par 35 l'intermédiaire du pupitre d'échographie 58. Ainsi, l'opérateur peut observer l'image 2910169 12 échographique et d'autres données concernant le système, lancer une échographie, etc. Le sous-système de refroidissement 54 est logé dans la sonde échographique 52 et comprend une pompe 62 pour faire circuler un agent de refroidissement 64 5 dans lasonde échographique 52 (entre le dispositif de sonde, la poignée de la sonde et le connecteur de sonde) via un conduit 66. Dans certaines formes de réalisation, la pompe 58 peut être placée à l'intérieur d'un réservoir 68 contenant l'agent de refroidissement 64. Il faut souligner que le réservoir 68 peut être partiellement ou complètement rempli de l'agent de refroidissement 64 et que la pompe 62 peut être 10 immergée ou partiellement immergée dans l'agent de refroidissement 64. Selon une autre possibilité, la pompe 62 peut être à l'intérieur du réservoir 68 mais cependant non immergée dans l'agent de refroidissement 64. Ordinairement, certaines pompes 62 peuvent être munies d'une membrane souple qui a tendance à présenter des fuites notables pendant le pompage de l'agent de refroidissement, ce qui nécessite de bien 15 trop grandes quantités d'agent de refroidissement au cours de la durée de vie d'un produit. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, le fait de placer la pompe à l'intérieur du réservoir limite énormément la nécessité de remplacer l'agent de refroidissement pendant la durée de vie du produit, ce qui rend très fiable le sous-système de refroidissement. Toute fuite à partir de la membrane est simplement 20 renvoyée dans le réservoir et n'est pas perdue par le système de refroidissement. De plus, le fluide de refroidissement assure un bon transfert de chaleur entre la pompe et le réservoir, ce qui permet un refroidissement plus efficace de la pompe. En outre, divers moyens peuvent être employés pour réduire les pertes d'agent de refroidissement au niveau des jonctions. Par exemple, le conduit peut être assujetti 25 ou fixé en diverses articulations à l'aide de pièces de fixation. Ces pièces de fixation peuvent comprendre, mais de manière nullement limitative, des tubulures thermorétrécissables, des joints toriques et des viroles métalliques. Dans certaines formes de réalisation, des pompes sans fuites, par exemple une pompe péristaltique, peuvent être employées pour faire circuler l'agent de refroidissement 64 dans la 30 sonde échographique 52. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, dans certaines formes de réalisation, un détecteur (non représenté) de niveau de fluide peut être employé pour contrôler ou mesurer le niveau de l'agent de refroidissement à l'intérieur du réservoir afin d'indiquer le besoin d'un complément d'agent de refroidissement 35 lorsque le niveau de l'agent de refroidissement devient inférieur à un certain niveau 2910169 13 prédéterminé. Le niveau de l'agent de refroidissement peut être déterminé directement par une mesure à l'aide d'une jauge de capacité, ou en utilisant une partie du processeur de signaux Doppler du dispositif d'imagerie. Un moyen de remplissage peut être prévu pour permettre le remplissage en agent de refroidissement pour 5 compenser les pertes d'agent de refroidissement. Dans une forme de réalisation, le moyen de remplissage peut comporter un orifice en silicone ou analogue à une valve de ballon de basket, à l'entrée du réservoir, pour compléter le niveau de l'agent de refroidissement par perméabilité. De plus, une matière d'amortissement siliconée peut être disposée entre le moteur de la pompe et le réservoir afin de réduire le bruit 10 acoustique. Le sous-système de refroidissement 54 comprend en outre un premier échangeur de chaleur 70 couplé thermiquement à la sonde d'échographie 52 pour évacuer de la chaleur de la sonde échographique 52. En particulier, le premier échangeur de chaleur 70 est couplé thermiquement à l'ensemble 18 de transducteurs 15 et à la carte 56 de circuit de la sonde par l'intermédiaire des répartiteurs de chaleur pour évacuer de la chaleur de ces organes, puisque la majeure partie de la chaleur peut être produite dans ces organes. De plus, le conduit 66 acheminant l'agent de refroidissement 64 est couplé thermiquement au premier échangeur de chaleur 70 pour évacuer de la chaleur du premier échangeur de chaleur 70. L'agent de 20 refroidissement 64 s'écoule dans le conduit 66 traversant le premier échangeur de chaleur 70 et est chauffé par le premier échangeur de chaleur 64 pendant qu'il s'écoule, après avoir lui-même été chauffé par l'ensemble 18 de transducteurs et la carte 56 de circuit de la sonde. L'agent de refroidissement chauffé 64 est amené à circuler via le conduit 66 jusqu'à un second échangeur de chaleur 72 couplé 25 thermiquement au conduit 66, où la chaleur est rejetée dans l'air ambiant par une combinaison de conduction et de convexion. Par conséquent, le conduit 66 forme un trajet en boucle fermée entre le premier échangeur de chaleur 70, le second échangeur de chaleur 72 et la pompe 62, et l'agent de refroidissement est amené à circuler sur ce trajet en boucle fermée. Une soufflerie de refroidissement 74 peut être 30 placée près du second échangeur de chaleur 72 pour refroidir le second échangeur de chaleur 72. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, les premier et second échangeurs de chaleur 70 et 72 peuvent être réalisés en tôle de cuivre plane. En outre, il faut souligner que le premier et le second échangeurs de chaleur peuvent être des 35 échangeurs de chaleur en plusieurs parties. Chaque partie peut donc être placée sur 2910169 14 différents côtés de la source de chaleur afin de réduire la résistance thermique entre la source et l'échangeur de chaleur respectif. De plus, comme le comprendra un spécialiste de la technique, le réservoir/échangeur de chaleur à courants croisés peuvent être conçus pour parvenir à un maximum en ce qui concerne l'efficacité du 5 refroidissement et le volume du fluide de refroidissement. Les répartiteurs de chaleur peuvent être en n'importe quelle matière conductrice de la chaleur, comme l'aluminium, le cuivre, le graphite, le graphite pyrolytique à recuit thermique (GPT), etc. Une matière d'interface thermique peut être prévue pour renforcer le transfert de chaleur depuis les composants électroniques vers le premier échangeur de chaleur. 10 La matière d'interface thermique peut être n'importe quelle matière d'interface conductrice de la chaleur, telle que des patins en silicone, des graisses, des patins en graphite, etc. Dans certaines formes de réalisation l'agent de refroidissement 64 peut être un liquide diélectrique tel qu'un fluorocarbone. En outre, dans certaines formes de réalisation, le conduit 66 peut être un mince tube en matière plastique, par 15 exemple en fluoroéthylène-propylène (FEP). Comme indiqué plus haut, l'agent de refroidissement pompé 64 risque de provoquer des vibrations liées à la pression dans la sonde échographique 52 pendant son fonctionnement, ce qui peut à son tour nuire à la qualité de l'image ou endommager la pompe ou le tube. La pompe pousse de petites quantités de fluide 20 d'une façon pulsée, à la manière d'une pompe à piston. Le flux pulsé peut créer des vibrations dans le tube de sortie à moins qu'une certaine forme de compensation de volume ne soit prévue entre la sortie de la pompe et le tube. Comme la sonde est non-mécanique, n'importe quelles vibrations risquent d'être indésirables, et il peut donc être souhaitable de limiter le plus possible les vibrations. De plus, les vibrations 25 peuvent être communiquées au transducteur et provoquer des artefacts sur l'image échographique. Il faut souligner qu'un effet semblable pourrait également se produire à l'admission, au moment où la pompe fait entrer du fluide. Une chambre de détente de vapeur à tampon, de laquelle la pompe extrait le fluide, peut être incluse afin de réduire ces vibrations. Un système de détente à proximité de la sortie de la pompe 30 réduit fortement les vibrations dans la tubulure en aval. Les figures 3 à 5 illustrent divers mécanismes pour supprimer les vibrations liées à la pression à l'intérieur du conduit 66 du système de refroidissement 54, selon des aspects de la présente technique. Comme représenté, un élément souple 76 peut être employé dans des parties à haute pression du conduit 66 afin de supprimer les 35 vibrations liées à la pression. Par exemple, dans certaines formes de réalisation, 2910169 15 l'élément souple 76 peut être un tuyau souple (tuyau de détente) placé près de la sortie de la pompe 62 à l'intérieur du réservoir 68 pour supprimer les impulsions de vibrations provoquées par le pompage pulsé, comme illustré sur la Fig. 3. Il faut souligner que le tuyau souple peut être incorporé dans le réservoir de fluide pour 5 éviter les pertes d'agent de refroidissement, puisque n'importe quelle perméation à travers cette partie fait simplement revenir l'agent de refroidissement dans le réservoir. Un tube en silicone, d'un diamètre et d'une longueur appropriés, amortit les variations de pression et réduit de ce fait les artefacts de l'image. De plus, une tresse métallique, un morceau de bâton de brasure ou un morceau de tuyau moins 10 souple/non-souple d'un plus grand diamètre peut être disposé par-dessus le tuyau souple pour l'empêcher de se dilater de manière excessive. Il faut souligner que, lorsque le tuyau commence à se dilater, le mouvement se heurte à une très faible résistance. La tresse métallique, le morceau de bâton de brasure ou le morceau de tuyau moins souple/non-souple d'un plus grand diamètre contribue à déplacer la 15 dilatation vers une autre partie du tuyau au lieu de provoquer un état de réaction positive qui a tendance à amener le tuyau à se dilater davantage. Selon une autre possibilité, dans certaines formes de réalisation, l'élément souple 76 peut comprendre un système à deux réservoirs pour supprimer les vibrations liées à la pression. Comme illustré sur la Fig. 4 et la Fig. 5, le système à 20 deux réservoirs peut comprendre un réservoir d'entrée 78 destiné à recevoir le conduit d'arrivée 66 et un réservoir de sortie 80 duquel part le conduit de sortie. Les deux réservoirs 78 et 80 sont partiellement remplis avec l'agent de refroidissement 64 et sont reliés l'un à l'autre par la pompe 62 et le conduit 82. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, l'élément souple 76 peut comporter d'autres agencements 25 visant à supprimer les vibrations liées à la pression. Par exemple, dans certaines formes de réalisation, la limite entre l'agent de refroidissement 64 et l'air/la vapeur à l'intérieur du réservoir 68 partiellement rempli avec l'agent de refroidissement 64 ou entre l'agent de refroidissement 64 et l'environnement extérieur peut servir d'élément souple 76. De même, dans certaines formes de réalisation, une structure souple, telle 30 qu'une membrane ou un soufflet, entre l'agent de refroidissement 64 et l'air/la vapeur à l'intérieur du réservoir 68 partiellement rempli avec l'agent de refroidissement 64 ou entre l'agent de refroidissement 64 et l'environnement extérieur peut servir d'élément souple 76. Comme le comprendront les spécialistes de la technique, il n'est pas rare que 35 des opérateurs échographistes fassent rouler le pupitre sur le câble connectant la 2910169 16 poignée de la sonde au pupitre, ce qui risque d'endommager le câble acheminant des signaux vers et depuis la sonde, ainsi que les tuyaux dans lesquels circule l'agent de refroidissement. En particulier, dans de tels cas, le conduit 66 risque d'être obstrué, ce qui oblige la pompe 62 à fonctionner en s'opposant à une pression élevée et 5 expose celle-ci à d'éventuels dommages. Diverses techniques peuvent être employées pour relâcher l'excédent de pression accumulé dans le conduit 66 du système de refroidissement 54, selon des aspects de la présente technique. Une telle technique de limitation de pression repose ordinairement sur l'aménagement d'un passage de dérivation pour l'agent de refroidissement 64 afin de libérer l'excédent de pression 10 accumulé à l'intérieur du conduit 66 lorsque le conduit 66 est obstrué. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, le passage de dérivation est activé si la pression dans le conduit s'élève au-dessus d'un seuil de pression. Dans une forme de réalisation, le seuil de pression est égal au double de la pression atmosphérique, et le passage de dérivation empêche la pompe de pomper à l'encontre d'une pression 15 supérieure au seuil de pression. En outre, il faut souligner que le passage de dérivation peut être aménagé à l'intérieur du réservoir ou constituer une partie du réservoir de telle sorte que l'agent de refroidissement 64 reflue dans le réservoir 68. Si, en fonctionnement normal, il est souhaitable d'avoir un débit I1 d'agent de refroidissement dans une boucle à résistance R1 et si, pour éviter un 20 endommagement, un débit minimal à une pression maximale Vmax doit être maintenu, la dérivation (passage de dérivation) doit alors avoir une résistante R2 = Vmax/Imin et le point de fonctionnement normal du système de refroidissement doit être la pression V = I1R1 et le débit de refroidissement doit être I = I1 (1 + R1/R2). La Fig. 6 illustre deux techniques de ce type (systèmes limiteurs de 25 surpression 84 et 86) pour relâcher l'excédent de pression accumulé à l'intérieur du conduit 66. Comme illustré, le système limiteur de surpression 84 comprend un passage de dérivation 88 et une cale élastique 90. Dans des conditions normales, la cale élastique 90 obstrue le passage de dérivation 88. Lorsque la pression dans le conduit 66 s'élève au- dessus du seuil de pression, l'agent de refroidissement 64 30 exerce une pression sur la cale élastique 90. La cale élastique 90 fléchit sous l'effet de la pression, en créant de la sorte pour l'agent de refroidissement un passage pour revenir au réservoir 68. De même, comme illustré, le système limiteur de surpression 86 comprend un passage de dérivation 92 et un pointeau 94 à ressort. Dans des conditions normales, le pointeau 94 à ressort obstrue le passage de dérivation 92. 35 Lorsque la pression à l'intérieur du conduit 66 s'élève au-dessus du seuil de pression, 2910169 17 l'agent de refroidissement 64 exerce une pression sur le pointeau 94 à ressort. Le pointeau 94 à ressort est repoussé sous l'effet de la pression, en créant de la sorte pour l'agent de refroidissement un passage lui permettant de revenir au réservoir 68. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, dans certaines formes de 5 réalisation, un soufflet ou un piston (non représenté) peut être accouplé avec le pointeau 94 à ressort de façon que l'excédent de pression agisse sur le soufflet ou le piston à section bien définie et non sur le pointeau 94 à ressort. Cet agencement permet une meilleure régulation de la pression à laquelle s'ouvre le pointeau, en particulier si le pointeau possède ou acquiert une certaine aptitude à l'étranglement 10 (la résistance à l'écoulement décroît progressivement avec le temps à mesure que le pointeau réalise une ouverture et une fermeture). Il faut souligner que, dans certaines formes de réalisation, les systèmes limiteurs de surpression 84 et 86 peuvent être disposés après l'élément souple 76 pour la suppression des vibrations. Comme le comprendra un spécialiste de la technique, le sous-système de 15 refroidissement 54 décrit dans les diverses formes de réalisation présentées plus haut présente des améliorations concernant l'efficacité, la compacité et la robustesse. Le sous-système de refroidissement 54 reste intégré dans la sonde échographique 52. En dehors d'électricité pour faire fonctionner divers organes, aucun autre branchement n'est nécessaire à partir du pupitre. Cela rend l'utilisation d'une telle sonde 20 relativement simple avec de nombreux pupitres préexistants. Le sous-système de refroidissement incorporé utilise une pompe encapsulée afin de limiter le plus possible les fuites, ce qui réduit ou supprime donc la nécessité de remplacer du fluide pendant la durée de vie. Les techniques, décrites dans diverses formes de réalisation présentées plus haut, réduisent ou suppriment les vibrations résultant de l'écoulement 25 pulsé du fluide de refroidissement pompé, susceptibles de nuire à la qualité de l'image, en réduisant ou supprimant de ce fait les artefacts créés sur les images par les mouvements pulsés du fluide. De plus, les techniques, décrites dans diverses formes de réalisation présentées plus haut, protègent la pompe contre tout dommage en cas d'erreur de la part d'un opérateur provoquant une surpression en raison 30 d'obstructions dans le conduit. De plus, comme le comprendra un spécialiste de la technique, la sécurité classique pour empêcher la surchauffe, notamment la mise hors tension, la réduction de l'alimentation électrique, la diminution de l'intensité acoustique et autres, peut être conservée pour renforcer la sûreté du fonctionnement de la sonde échographique. 2910169 18 LISTE DES REPERES 10 système d'échographie 12 sous-système d'acquisition 14 sous-système de traitement 16 suj et/obj et 18 ensemble de transducteurs 20 circuits de commutation d'émission/réception 22 émetteur 24 récepteur 26 conformateur de faisceau 28 processeur de commande 30 démodulateur 32 processeur de mode d'imagerie 34 convertisseur de balayage 36 processeur d'affichage 38 écran interface utilisateur 42 sous-système de connexion à distance 44 serveur Internet 46 interface de connexion à distance 48 référentiel d'entreprise 50 poste de travail d'imagerie 52 sonde échographique 54 sous-système de refroidissement 56 carte de circuit de la sonde 58 pupitre d'échographie 60 connecteur de sonde 62 pompe 64 agent de refroidissement 66 conduit 68 réservoir 70 premier échangeur de chaleur 72 second échangeur de chaleur 74 soufflerie de refroidissement 2910169 19 5 76 élément souple 78 réservoir d'entrée 80 réservoir de sortie 82 conduit de raccordement 84 système limiteur de surpression 86 système limiteur de surpression 88 passage de dérivation 90 cale élastique 92 passage de dérivation 94 pointeau à ressort 10 REVENDICATIONS 1. Système d'échographie (10), comprenant : une sonde échographique (52) pour acquérir des données d'échographie ; et un sous-système de refroidissement (54) pour évacuer de manière active de la chaleur de la sonde échographique (52), le sous-système de refroidissement (54) comprenant une pompe (62) agencée pour faire circuler un agent de refroidissement (64) dans la sonde échographique (52) via un conduit (66), la pompe (62) étant disposée à l'intérieur d'un réservoir (68) contenant l'agent de refroidissement (64). l0 2. Système d'échographie (10) selon la revendication 1, dans lequel le sous-système de refroidissement (54) comprend en outre un élément souple (76) dans une partie à haute pression du conduit (66) afin de supprimer les vibrations liées à la pression. 3. Système d'échographie (10) selon la revendication 1, dans lequel le sous- 15 système de refroidissement (54) comprend en outre un système limiteur de surpression (84, 86) pour relâcher l'excédent de pression accumulé dans le conduit (66), le système limiteur de surpression (84, 86) reposant sur l'aménagement d'un passage de dérivation (88, 92) pour l'agent de refroidissement (64). 4. Système d'échographie (10), comprenant : 20 une sonde échographique (52) pour acquérir des données d'échographie ; et un sous-système de refroidissement (54) pour évacuer de manière active de la chaleur de la sonde échographique (52), le sous-système de refroidissement (54) comprenant : une pompe (62) agencée pour faire circuler un agent de refroidissement (64) 25 dans la sonde échographique (52) via un conduit (66) ; et un élément souple (76) dans une partie à haute pression du conduit (66) pour supprimer les vibrations liées à la pression. 5. Système d'échographie (10) selon la revendication 4, dans lequel le sous-système de refroidissement (54) comprend en outre un système limiteur de 30 surpression (84, 86) pour relâcher l'excédent de pression accumulé dans le conduit (66), le système limiteur de surpression (84, 86) reposant sur l'aménagement d'un passage de dérivation (88, 92) pour l'agent de refroidissement (64). 6. Système (54) pour refroidir de manière active un appareil, le système (54) comprenant : 2910169 21 une pompe (62) agencée pour faire circuler un agent de refroidissement (64) dans l'appareil via un conduit (66) ; et un élément souple (76) dans une partie à haute pression du conduit (66) pour supprimer les vibrations liées à la pression. 5 7. Système (54) selon la revendication 6, dans lequel la pompe (62) est disposée dans un réservoir (68) contenant l'agent de refroidissement (64). 8. Système (54) selon la revendication 6, comprenant en outre un système limiteur de surpression (84, 86) pour relâcher l'excédent de pression accumulé dans le conduit (66), le système limiteur de surpression (84, 86) reposant sur un passage to de dérivation (88, 92) pour l'agent de refroidissement (64). 9. Procédé pour refroidir de manière active un appareil, le procédé comprenant : la circulation d'un agent de refroidissement (64) dans l'appareil via un conduit (66) ; et 15 la suppression des vibrations liées à la pression dans une partie à haute pression du conduit (66) par l'intermédiaire d'un élément souple (76). 10. Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre le relâchement de l'excédent de pression accumulé dans le conduit (66) via un passage de dérivation (88, 92) pour l'agent de refroidissement (64).