Brevet FR3130549A1 — publié le 20230623

Dispositif d'imagerie ultrasonore La présente description concerne un dispositif d'imagerie ultrasonore (100) comportant un ensemble (101) de transducteurs ultrasonores et une couche de couplage acoustique (140) revêtant ledit ensemble (101) de transducteurs ultrasonores, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un matériau polymère activable configuré pour présenter un premier module de Young lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore et un deuxième module de Young supérieur au premier module de Young en dehors de ladite phase d'acquisition. Figure pour l'abrégé : Fig. 1 Dispositif d'imagerie ultrasonore La présente description concerne le domaine des dispositifs d'imagerie ultrasonore, et vise plus particulièrement des dispositifs d'acquisition d'empreintes de peau et/ou des dispositifs d'imagerie microvasculaire à base de transducteurs ultrasonores. Un dispositif d'imagerie ultrasonore comprend classiquement une pluralité de transducteurs ultrasonores, et un circuit électronique de commande connecté aux transducteurs. En fonctionnement, l'ensemble des transducteurs est disposé face à un objet ou corps dont on souhaite acquérir une image. Le circuit électronique de commande est configuré pour appliquer des signaux électriques d'excitation aux transducteurs, de façon à provoquer l'émission d'ondes ultrasonores par les transducteurs, en direction du corps à analyser. Les ondes ultrasonores émises par les transducteurs sont réfléchies par le corps à analyser (par sa structure interne et/ou superficielle), puis reviennent vers les transducteurs qui les convertissent à nouveau en signaux électriques. Ces signaux électriques de réponse sont lus par le circuit électronique de commande, et peuvent être mémorisés et analysés pour en déduire des informations sur le corps étudié. Il serait souhaitable d'améliorer au moins en partie certains aspects des dispositifs d'imagerie ultrasonore connus. Pour cela, un mode de réalisation prévoit un dispositif d'imagerie ultrasonore comportant un ensemble de transducteurs ultrasonores, une couche de couplage acoustique revêtant ledit ensemble de transducteurs ultrasonores, et un dispositif de chauffe adapté à chauffer un objet à imager disposé sur la couche de couplage acoustique lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un circuit électronique d'alimentation et de contrôle. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffe est adapté à récupérer de la chaleur générée par le circuit électronique d'alimentation et de contrôle et à dissiper tout ou partie de cette chaleur dans la couche de couplage acoustique, au-dessus de l'ensemble de transducteurs ultrasonores. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffe comprend une ou plusieurs feuilles métalliques agencées pour conduire la chaleur générée par le circuit électronique d'alimentation et de contrôle et dissiper tout ou partie de cette chaleur dans la couche de couplage acoustique, au-dessus de l'ensemble de transducteurs ultrasonores. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffe comprend en outre un ou plusieurs interrupteurs configurés pour interrompre le transfert de chaleur vers la couche de couplage acoustique si une température interne du dispositif excède un seuil prédéterminé. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffe comprend un module Peletier flexible dont une face froide est tournée vers le circuit électronique d'alimentation et de contrôle et dont une face chaude est tournée vers l'objet à imager. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffe comprend un tapis de chauffe comprenant une résistance métallique en serpentin, disposé entre l'ensemble de transducteurs ultrasonores et l'objet à imager. Selon un mode de réalisation, le tapis de chauffe est noyé dans la couche de couplage acoustique. Selon un mode de réalisation, le tapis de chauffe recouvre la couche de couplage acoustique. Selon un mode de réalisation, le dispositif de chauffe comprend une couche chauffante en un matériau polymère thermoélectrique, intégrée à la couche de couplage acoustique. Selon un mode de réalisation, la couche chauffante est connectée électriquement au circuit électronique d'alimentation et de contrôle par des éléments de connexion. Selon un mode de réalisation, les transducteurs ultrasonores de l'ensemble de transducteurs ultrasonores sont des transducteurs CMUT ou PMUT, des transducteurs piézoélectriques ou piézocomposites, ou des transducteurs monocristal. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique comprend au moins une couche en un matériau polymère activable configuré pour présenter un premier module de Young lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore et un deuxième module de Young supérieur au premier module de Young en dehors de ladite phase d'acquisition. Un autre mode de réalisation prévoit un dispositif d'imagerie ultrasonore comportant un ensemble de transducteurs ultrasonores et une couche de couplage acoustique revêtant ledit ensemble de transducteurs ultrasonores, dans lequel la couche de couplage acoustique est en un matériau polymère activable configuré pour présenter un premier module de Young lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore et un deuxième module de Young supérieur au premier module de Young en dehors de ladite phase d'acquisition. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique est en un polymère thermo-actif, photo-actif, électro-actif, ou un polymère activable sous l'effet d'un stimulus chimique ou mécanique. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique est en un polymère thermo-actif, le dispositif d'imagerie comportant un dispositif de chauffe configuré pour chauffer la couche de couplage acoustique lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore, et interrompre la chauffe en dehors de ladite phase d'acquisition. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique est en un polymère thermo-actif activable directement sous l'effet de la chaleur générée par un objet à imager, par exemple un doigt d'un utilisateur. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique est en un polymère thermo-actif activable pour présenter le premier module de Young lorsque sa température dépasse un seuil compris entre 25°C et 40°C. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique est en un matériau photo-actif dont le module de Young prend la première valeur sous l'effet d'une irradiation lumineuse à une première longueur d'onde A, et reprend la deuxième valeur sous l'effet d'une irradiation lumineuse à une deuxième longueur d'onde B, différente de A, ou lorsque l'irradiation à la première longueur d'onde A est interrompue, ou sous l'effet d'un autre stimulus. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une ou plusieurs premières sources lumineuses adaptées à émettre un rayonnement à la longueur d'onde A à travers la couche de couplage acoustique, et une ou plusieurs deuxièmes sources lumineuses adaptées à émettre un rayonnement à la longueur d'onde B à travers la couche de couplage acoustique. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un circuit électronique d'alimentation et de contrôle de l'ensemble de transducteurs ultrasonores, lesdites une ou plusieurs premières et une ou plusieurs deuxièmes sources lumineuses étant commandées par le circuit électronique d'alimentation et de contrôle. Selon un mode de réalisation, la couche de couplage acoustique est en un matériau électro-actif dont le module de Young prend la première valeur sous l'effet d'une polarisation électrique, et reprend la deuxième valeur en l'absence de ladite polarisation électrique. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un circuit électronique d'alimentation et de contrôle de l'ensemble de transducteurs ultrasonores, le dispositif comprenant des première et deuxième électrodes en contact avec la couche de couplage acoustique et connectées au circuit électronique d'alimentation et de contrôle pour l'application de ladite polarisation électrique. Selon un mode de réalisation, les transducteurs ultrasonores de l'ensemble de transducteurs ultrasonores sont des transducteurs CMUT ou PMUT, des transducteurs piézoélectriques ou piézocomposites, ou des transducteurs monocristal. Selon un mode de réalisation, le dispositif est adapté à chauffer un objet à imager disposé sur la couche de couplage acoustique lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente de façon schématique un exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation ; et la représente de façon schématique un autre exemple d'un dispositif d'imagerie ultrasonore selon un mode de réalisation. Dispositif d'imagerie ultrasonore (100 ; 200 ; 300 ; 500 ; 700 ; 800) comportant un ensemble (101) de transducteurs ultrasonores et une couche de couplage acoustique (140) revêtant ledit ensemble (101) de transducteurs ultrasonores, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un matériau polymère activable configuré pour présenter un premier module de Young lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore et un deuxième module de Young supérieur au premier module de Young en dehors de ladite phase d'acquisition. Dispositif (100 ; 200 ; 300 ; 500 ; 700 ; 800) selon la revendication 1, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un polymère thermo-actif, photo-actif, électro-actif, ou un polymère activable sous l'effet d'un stimulus chimique ou mécanique. Dispositif (100 ; 200 ; 300 ; 500) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un polymère thermo-actif, le dispositif d'imagerie comportant un dispositif de chauffe (150 ; 250 ; 350 ; 550) configuré pour chauffer la couche de couplage acoustique (140) lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore, et interrompre la chauffe en dehors de ladite phase d'acquisition. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un polymère thermo-actif activable directement sous l'effet de la chaleur générée par un objet à imager, par exemple un doigt d'un utilisateur. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un polymère thermo-actif activable pour présenter le premier module de Young lorsque sa température dépasse un seuil compris entre 25°C et 40°C. Dispositif (700) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un matériau photo-actif dont le module de Young prend la première valeur sous l'effet d'une irradiation lumineuse à une première longueur d'onde A, et reprend la deuxième valeur sous l'effet d'une irradiation lumineuse à une deuxième longueur d'onde B, différente de A, ou lorsque l'irradiation à la première longueur d'onde A est interrompue, ou sous l'effet d'un autre stimulus. Dispositif (700) selon la revendication 6, comprenant une ou plusieurs premières sources lumineuses (710) adaptées à émettre un rayonnement à la longueur d'onde A à travers la couche de couplage acoustique (140), et une ou plusieurs deuxièmes sources lumineuses (712) adaptées à émettre un rayonnement à la longueur d'onde B à travers la couche de couplage acoustique (140). Dispositif (700) selon la revendication 7, comprenant en outre un circuit électronique d'alimentation et de contrôle (110) de l'ensemble (101) de transducteurs ultrasonores, lesdites une ou plusieurs premières (710) et une ou plusieurs deuxièmes (712) sources lumineuses étant commandées par le circuit électronique d'alimentation et de contrôle (110). Dispositif (800) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de couplage acoustique (140) est en un matériau électro-actif dont le module de Young prend la première valeur sous l'effet d'une polarisation électrique, et reprend la deuxième valeur en l'absence de ladite polarisation électrique. Dispositif (800) selon la revendication 9, comprenant en outre un circuit électronique d'alimentation et de contrôle (110) de l'ensemble (101) de transducteurs ultrasonores, le dispositif (800) comprenant des première (E) et deuxième (F) électrodes en contact avec la couche de couplage acoustique (140) et connectées au circuit électronique d'alimentation et de contrôle (110) pour l'application de ladite polarisation électrique. Dispositif (100 ; 200 ; 300 ; 500 ; 700 ; 800) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les transducteurs ultrasonores de l'ensemble (101) de transducteurs ultrasonores sont des transducteurs CMUT ou PMUT, des transducteurs piézoélectriques ou piézocomposites, ou des transducteurs monocristal ("single crystal" en anglais). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, adapté à chauffer un objet à imager disposé sur la couche de couplage acoustique (140) lors d'une phase d'acquisition d'une image ultrasonore.