FR2461265A1 - Dispositif de formation d'image par ultrasons a commande numerique, notamment pour le diagnostic medical - Google Patents

Abstract

DES TRANSDUCTEURS 16, 16A, 16B A ULTRASONS SONT RACCORDES A DES CANAUX D'EMISSION-RECEPTION. LA BRANCHE DE RECEPTION DE CHAQUE CANAL DE SIGNAUX 12, 14 COMPORTE UNE MEMOIRE 34 QUI RECOIT LES SIGNAUX PROVENANT DU TRANSDUCTEUR 16 CORRESPONDANT A DES INSTANTS PREDETERMINES ET DANS LAQUELLE LES SIGNAUX SONT ENSUITE LUS A DES INSTANTS PREDETERMINES. L'INTERVALLE QUI S'ECOULE ENTRE L'ENTREE ET LA SORTIE DES SIGNAUX DANS LA MEMOIRE 34 DETERMINE LE RETARD APPLIQUE AUX SIGNAUX POUR L'ORIENTATION ET LA FOCALISATION DU FAISCEAU. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AU DIAGNOSTIC MEDICAL.

Description

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux appareils et

aux procédés de diagnostic médical, et concerne plus particulièrement un dispositif et un procédé

mettant en oeuvre des techniques ultrasonores à cet effet.

Au cours des deux ou trois dernières décennies, la technologie des ultrasons a joué un r8le croissant dans le diagnostic médical. Ces techniques trouvent des applications au diagnostic de diverses maladies, lorsqu'il est utile d'examiner des organes internes avec l'objectif de localiser

des caractéristiques ou des aspects de ces organes qui peu-

vent indiquer une maladie, une anomalie, etc...

Les dispositifs anciens de ce genre avaient des possi-

bilités et remplissaient des fonctions de visualisation très limitées mais plus récemment, sont apparus des dispositifs extrêmement élaborés susceptibles de produire des images en temps réel ou des images enregistrées avec d'excellents détails et une bonne résolution des parties voulues des

organes examinés. Dans un dispositif de ce genre, le trans-

ducteur utilisé consiste en un réseau d'éléments en phase constitués par plusieurs éléments transducteurs disposés en un réseau linéaire compact. Chaque élément transducteur est connecté à un émetteur et un récepteur approprié et les phases des impulsions émises sont telles que le faisceau

sonore émis est orienté et focalisé dans la direction voulue.

Des retards réglables prévus dans chaque canal récepteur amé-

liorent la réception à la profondeur souhaitée et dans la même direction que le faisceau sonore émis. Grâce à une commande appropriée de synchronisation des tensions appliquées

aux éléments transducteurs et une commande des délais ré-

glables des canaux récepteurs séparés, le faisceau peut être orienté sous tout angle voulu d'un secteur en éventail, et focalisé à toute profondeur souhaitée. Le fonctionnement

du réseau orienté est tel que plusieurs lignes radiales dé-

finissant le secteur en éventail sont ptoduites successive-

ment en nombre relativement élevé, généralement de l'ordre de 128 pour former le secteur complet. Ce groupe de lignes est produit pendant une courte période, généralement de

l'ordre d'un trentième de seconde, de sorte que la visuali-

sation correspondante sur un tube à rayons cathodiques est une image en temps réel de haute résolution de la partie de

l'organe examinée. Dans la terminologie actuelle, cette vi-

sualisation est appelée une analyse en mode B c'est à dire que les variations de l'impédance acoustique des tissus sont traduites en variations de luminosité sur l'écran du tube

à rayons cathodiques.

Des détails concernant les techniques antérieures de traitement des signaux appliquées dans un appareil de ce genre pour produire l'image par un secteur en éventail, sont

donnés en différents points de la littérature. Il est pos-

sible de se reporter par exemple au brevet des Etats-Unis

d'Amérique no 4 005 382.

L'examen des dispositifs antérieurs mentionnés ci-dessus montre que le mécanisme de retard généralement utilisé pour effectuer l'orientation et la focalisation des signaux reçus repose sur l'utilisation de lignes à retard avec différents types de mécanismes de commutation permettant de commuter sélectivement ces lignes à retard. Cette solution, bien qu'elle soit raisonnablement efficace dans les cas considérés,

présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients impor-

tants. Ces inconvénients comprennent le prix élevé des li-

gnes à retard, particulièrement en ce que le produit temps-

largeur de bande pour lequel ces lignes sont conçues et

dont dépend naturellement le prix, est un facteur relative-

ment important dans les dispositMffl de ce genre. En particu-

lier, pour les dispositifs à large ouverture qui sont néces-

saires pour obtenir une résolution extrêmement élevée, des lignes à retard avec de longs retards doivent être utilisées ce dont il résulte que le produit temps-largeur de bande est

obligatoirement très élevé.

En outre, et parmi d'autres choses, il faut noter le fait que dans les dispositifs de grande ouverture, les données doivent nécessairement passer par un certain nombre de ces éléments de lignes à retard ce qui impose par conséquent un nombre considérable de ces éléments avec la compléxité qui

en résulte des circuits.

Compte-tenu de tout ceci, un objet de l'invention est donc de proposer un dispositif de formation d'image par ultrasons utilisant une commande numérique et une mémoire

pour l'orientation et la localisation des parties d'émet-

teur et de récepteur, éliminant ainsi 'utilisation des

lignes à retard et des problèmes liés à leur utilisation.

Un autre objet de l'invention est de proposer un dis-

positif de formation d'image par ultrasons du type ci-des- sus, dans lequel le même dispositif de retard à commande

numérique est utilisé pour produire les signaux de synchro-

nisation d'émetteur et de récepteur, ce qui permet d'aboutir

a un dispositif plus simple et moins coûteux.

Un autre objet encore de l'invention est de proposer un dispositif de formation d'image aux ultrasons du type

précité qui, grâce à ses caractéristiques de commande numé-

rique, peut être réalisé avec des composants standards disponibles dans le commerce et avec une grande souplesse

de ces éléments, par exemple les mémoires qui y sont in-

corporées. L'invention concerne donc un dispositif de formation

d'image par ultrasons qui comporte un réseau de transduc-

teurs destiné à propager de l'énergie ultrasonore dans un corps a examiner et à recevoir l'énergie sonore réfléchie

de différents points à l'intérieur du corps. Le réseau co-

opère avec plusieurs canaux de signaux comprenant des bran-

ches d'émission et des branches de réception. Les branches

d'émission Agitent les transducteurs pour émettre de l'éner-

gie sonore; les branches de réception reçoivent des signaux électriques des transducteurs, correspondant à l'énergie

réfléchie. Des mémoires sont prévues dans chacuriedes bran-

ches de réception afin de recevoir et de mémoriser des don-

nées indiquant le niveau du signal de l'énergie réfléchie

reçue par la branche de réception correspondante.

Un dispositif de visualisation reçoit les données pro-

venant des mémoires de chacun des canaux précités, et com-

bine et traite les données pour produire une visualisation

de la partie du corps examinée.

Dans chaque canal, un générateur de synchronisation

est connecté à la branche d'émetteur et à la mémoire asso-

ciée avec ce canal pour exciter les transducteurs à des instants prédéterminés et les mettre en phase de manière

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à aiguiller et focaliser le réseau; et également pour ai-

guiller les données vers la mémoire à.des instants qui sont

retardés par rapport à l'excitation des transducteurs d'in-

tervalles prédéterminés afin de fixer les points du corps dont l'énergie sonore réfléchie est reçue, ainsi qu'à aiguiller les données hors de la mémoire à des instants

qui sont retardés par rapport à leur entrée afin de per-

mettre l'orientation et la focalisation du réseau transduc-

teurs pendant la réception. Des circuits logiques de comman-

de sont connectés aux générateurs de synchronisation pour autoriser les signaux vers la mémoire et vers les branches

d'émission dans chacun des canaux.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la mémoire peut consister en une mémoire analogique en série. Dans ce type de dispositif hybride, le signal analogique d'entrée se propageant dans la branche de réception d'un canal donné est échantillonné dans le temps et plusieurs échantillons

(par exemple 64) peuvent être mémorisés sur la base du pre-

mier entré, premier sorti. Le générateur de synchronisa-

tion, qui peut consister en une mémoire permanente en asso-

ciation avec un compteur à prépositionnement, excite l'émet-

teur et produit des signaux de synchronisation en relation appropriée vers la mémoire analogique en série afin d'y permettre l'entrée de données avec un retard approprié par rapport à l'excitation du transducteur, et la lecture à un instant ultérieur afin d'apporter le retard voulu au

signal reçu.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la

mémoire peut consister en une mémoire à composants à cou-

plage de charge. Le générateur-de synchronisation produit

des signaux d'horloge contrôlés pour cette mémoire de ma-

nière que le signal analogique qui se propage dans la bran-

che de réception d'un canal donné soit également échantil-

lonné dans le temps, plusieurs de ces échantillons étant mémorisés dans la mémoire à couplage de charge pendant une période choisie et prédéterminée. La période de retard ainsi introduite par la mémoire à couplage de charge peut être contrôlée en commasdant par horloge la mémoire à deux

fréquences différentes, de manière qu'après le nombre d'im-

pulsions d'horloge nécessaire pour transférer un signal dans

la mémoire, toute la séquence d'impulsions scit répétée.

Ainsi, chaque bit introduit dans la mémoire à couplage de charge présente le même retard total que tous les autres ce retard étant fonction du nombre relatif des impulsions

d'horloge aux deux fréquences respectives.

Selon un autre mode encore de réalisation, la mémoire

peut consister en une mémoire au premier entré, premier sor-

ti, les signaux analogiques provenant du canal étant appli-

qués à cette mémoire par l'intermédiaire d'un convertisseur analogiquenumérique. Une mémoire permanente associée avec un compteur et un circuit de portes peut également être

utilisée dans ce mode de réalisation pour exciter les trans-

ducteurs de chaque canal et synchroniser l'entrée et la sor-

tie dans la mémoire au premier entré, premier sorti.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exem-

ples nullement limitatifs: la figure 1 est un schéma simplifié d'un dispositif de formation d'image par ultrasons selon l'invention,

la figure 2 est un schéma électrique des principaux élé-

ments de l'un des canaux de la figure 1, selon un premier mode de réalisation,

la figure 3 est un schéma électrique des éléments princi-

paux selon un second mode de réalisation, la figure 4 est un schéma simplifié illustrant un autre dispositif selon l'invention, et la figure 5 est un schéma illustrant des détails de l'un

des canaux du mode de réalisation de la figure 4.

La figure 1 est donc un schéma simplifié destiné-à illus-

trer le fonctionnement d'un dispositif 10 de formation d'ima-

ge par ultrasons, selon l'invention.

Le dispositif 10 fonctionne sur le principe des ultrasons et il est destiné particulièrement au diagnostic- du corps et des organes, c'est à dire dans des buts médicaux, bien qu'il soit évident que ce dispositif pourrait servir dans d'autres applications, par exemple l'examen non destructif

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de pièces mécaniques et de matières.

Deux canaux transducteurs 12 et 14 sont représentés sur la figure 1. Chaque canal comporte une branche d'émission 18 et une branche de réception 20 qui sont connectées à un seul transducteur 16 d'émission/réception, comme représenté

pour le canal 12, ou en variante à un transducteur d'émis-

sion 16a et un transducteur de réception 16b comme représenté pour le canal 14. Les deux canaux 12 et 14 font partie d'un grand nombre de ces canaux, car dans un dispositif courant, 22 canaux ou plus peuvent réellement être présents. Tous les canaux sont normalement identiques et le dispositif 10 ne comporte qu'une seule des dispositions possibles illustrée

par les canaux 12 et 14.

Différentes configurations des transducteurs sont con-

nues, convenant à la production d'images bidimensionnelles

et pouvant être utilisées selon l'invention, mais les trans-

ducteurs 16 font partie de préférence d'un réseau d'élé-

ments en phase comprenant par exemple plusieurs de ces élé-

ments 16, par exemple au nombre de 32 disposés en un réseau

linéaire compact.

En ce qui concerne le canal 12, un émetteur 22 est com-

mandé périodiquement par une ligne de commandé 24, par

l'intermédiaire du générateur de synchronisation 26. Ce der-

nier est commandé à son tour par un moniteur pilote 28 comportant des circuits logiques et de commande d'ensemble du dispositif, par l'intermédiaire d'un dispositif 30 de commande d'orientation et de focalisation. Bien entendu, les éléments 28 et 30 sont connectés de la même manière

aux éléments correspondants de chacun des canaux. Les émet-

teurs comme l'émetteur 22 sont donc commandés pour émettre

des impulsions à la fréquence ultrasonore voulue. La com-

mande et l'émission qui en résultent de ces impulsions est donc mise en phase par la séquence de synchronisation des tensions appliquées aux transducteurs individuels 16 afin d'orienter le faisceau sonore émis dans la direction souhaitée.

De l'énergie sonore est ensuite réfléchie par diffé-

rentes parties du corps ou des organes qu'il y a lieu d'examiner. Ces impulsions réfléchies sont détectées par

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le transducteur 16 et le signal analogique qui en résulte passe dans la branche de réception 20 dans laquelle il est amplifié par un préamplificateur 32 pour passer ensuite à une mémoire 34. La mémoire 34 remplit la fonction d'un tampon ou d'un élément de mémorisation dans lequel les si-

gnaux qui se propagent dans la branche de réception 20 peu-

vent, par introduction et sortie appropriées de la mémoire,

être retardés de la période voulue par rapport à l'impul-

sion émise, dont les échos doivent être considérés. Il

apparalt ainsi que le générateur de synchronisation 26 four-

nit également des signaux de synchronisation par la ligne 36 à la mémoire 34. Ces signaux de synchronisation commandent l'entrée et la sortie des informations dans la mémoire 34 de.la branche de réception 20. Par un réglage approprié de ces signaux de synchronisation, des retards réglables sont introduits dans les différents canaux de réception, de sorte que les phases du réseau de transducteur sont-telles qu'il est possible d'orienter et de focaliser le faisceau sur la région du corps à examiner, pendant l'opération de

visualisation.

Les signaux de sortie des mémoires 34 des canaux 12,14 etc.. sont transmis à un circuit de sommation 37 dont la sortie attaque un amplificateur dtimage 38, un détecteur d'image 40, vers le dispositif de visualisation 42. Le

moniteur pilote 28 précité fournit des signaux à un généra-

teur de balayage 44 afin de synchroniser la formation de l'image avec le signal de modulation provenant du circuit de sommation 37. Dans une image courante, plusieurs lignes

radiales formant un secteur en éventail sont produites suc-

cessivement sur l'écran, en nombre relativement élevé, géné-

ralement de l'ordre de 64 à 256 pour former le secteur com-

plet. D'autres détails concernant les techniques de traitement appliquées conjointement avec le réseau de transducteurs pour produire le secteur en éventail se trouvent dans le

brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 005 382 précité.

La figure 2 représente plus en détails un premier mode de réalisation de l'invention, cette figure représentant l'un des canaux, par exemple le canal 12 du dispositif de la

figure 1.

Selon l'invention, et à la commande du moniteur pilote 28, un mot d'orientation et de focalisation est fourni par le circuit 30 de commande d'orientation et de focalisation à la mémoire permanente 46 par la ligne 47 qui peut consister

en un câble multiconducteur. Par exemple, le mot d'orienta-

tion et de focalisation peut aller jusqu'à 10 bits, dont 7

représentent une direction d'orientation du réseau trans.duc-

teur et dont 3 représentent la profondeur de focalisation.

La mémoire permanente convertit ce profil binaire en un au-

tre qui peut être plus directement interprété par les cir-

cuits de commande d'émetteur et de récepteur. En particu-

lier, les lignes de sortie 48 de la mémoire permenente 46

aboutissent aux bornes d'entrée de données de positionne-

ment 49 d'un compteur à prépositionnement 50. Ce dernier peut être par exemple un compteur à 6 bits qui doit done

recevoir 6 bits de prépositionnement par la ligne 48.

Une horloge pilote 52 fournit des impulsions d'horloge à toutes les parties de l'ensemble qui en ont besoin, y compris le compteur 50 par la ligne 54. Le compteur 50

compte ses impulsions; il est commandé par un moniteur lo-

cal 56 qui délivre des commandes par des lignes 58 et 60

pour les commandes d'autorisation et de chargement du comp-

teur 50.

Sous l'effet d'une commande provenant du moniteur pilo-

te 28, fournie par la ligne 62 au moniteur local 56, le pro-

fil binaire de la mémoire permanente 46 est chargé aux en-

trées de positionnement 49 du compteur 50. Plus particuliè-

rement, cela se fait par une commande sur la ligne 60. Im- -

médiatement après, le moniteur local 56 marque la ligne 58 autorisant le compteur 50 à démarrer son comptage à partir

de la valeur initiale établie par la valeur de préposition-

nement. Quand le compteur 50 atteint son comptage maximal,

une impulsion CO apparaît sur la ligne 74 de sortie de re-

tenue qui est connectée au moniteur local 56 et à deux por-

tes ET 76 et 78. La première impulsion CO est utilisée pour commander l'émetteur 22, à savoir par le signal de sortie de la porte ET 76 sur la ligne 80. La seconde impulsion et les suivantes sont bloquées à l'émetteur 22 par la porte ET 76, mais sont transmises au dispositif de retard de récepteur

par la porte ET 78.

- Comme cela a été indiqué, le dispositif de retard se-

lon l'invention consiste en une mémoire qui, dans le pré-

sent mode de réalisation se présente sous la forme d'une mé-

moire analogique en série 82.

La mémoire analogique en série précitée fait partie

d'une catégorie de dispositifs à semi-conducteurs qui échan-

tillonnent dans le temps un signal analogique d'entrée.et qui assurent la mémorisation au premier entré, premier sorti

d'un nombre particulier d'échantillons, 64 dans le cas pré-

sent. La mémoire 82 peut êntre par exemple la mémoire SAM 64

produite par Reticon Corporation, Sunnyvale, Californie.

Le retard au récepteur qui peut être obtmu selon cette

technique est égal à la différence de temps entre l'impul-

sion de démarrage d'entrée fournie par la porte ET 78 et la ligne 84 à la mémoire 82, et l'impulsion de démarrage

de sortie qui est fournie à la mémoire 82 par la ligne 70.

Cette différence de temps est ainsi déterminée par le temps

nécessaire au compteur 68 pour effectuer un comptage com-

plet jusqu'à 64, après le signal d'autorisation sur la li-

gne 59 provenant du moniteur pilote 28 et le temps nécessai-

re pour effectuer un comptage complet dans le compteur 50.

Cette différence de temps est ainsi déterminée en fonction des valeurs établies aux entrées de données 48, provenant de la mémoire permanente 46 qui, à leur tour est fonction de l'angle voulu d'orientation et de la profondeur voulue de focalisation déterminée par le circuit 30 de commande

d'orientation et de focalisation. Il apparaît ainsi claire-

ment que ce même mécanisme est utilisé pour commander le

retard de l'émetteur 22 afin d'obtenir le même angle d'orien-

-tation et la même profondeur de focalisation. La sortie retardée de la mémoire 82-est ainsi autorisée sur la ligne de sortie 86 vers le circuit de sommation 37, comme cela

a déjà été expliqué.

La figure 3 est un schéma simplifié d'un autre mode de réalisation de leinvention. Dans ce mode de réalisation, les signaux du récepteur sont mémorisés dans une mémoire à

couplage de charge.

La figure 3 montre donc un canal de signaux 100, avec une branche d'émission 102, une branche de réception 104 et un générateur de synchronisation 106. Le transducteur 108 est connecté à l'émetteur 110 et au préamplificateur 112 de la même manière que celle décrite en regard des figures 1 et 2. La sortie du préamplificateur 112 est connectée à la mémoire 114 qui, dans le présent mode de réalisation, est une mémoire à couplage de charge qui peut être par exemple un registre à décalage analogique du type CCD 321 fabriqué par Fairchild Camera and Instrument Corporation, Mountain View, Californie. Le générateur de synchronisation 106 est

utilisé pour commander le retard des signaux dans la mémoi-

re 114 et pour commander l'émetteur 110 afin d'assurer l'o-

rientation et la focalisation du canal 100, en accord avec

le moniteur pilote 28 et le circuit 30 de commande d'orien-

tation et de focalisation. Le générateur de synchronisation 106 fournit des signaux temporisés de façon appropriée sur la ligne 116 pour commander l'émetteur 110, et il fournit

un train d'impulsions d'horloge à la mémoire 114 par la li-

gne 118. L'horloge pilote 134, le moniteur pilote 28 et le circuit 30 de commande d'orientation et de focalisation fournissent des signaux identiques d'horloge- et de commande à tous les canaux, y compris le canal 100. Par exemple, un

dispositif de formation d'image aux ultrasons à réseau d'élé-

ments en phase peut comporter 16 ou 32 canaux comme cela a

été expliqué en regard de la figure 1.

A la commande du moniteur pilote 28, un mot d'orientation

et de focalisation est produit par le circuit 30 de comman-

de d'orientation et de focalisation vers la mémoire perma-

nente 120, par la ligne 48. Le moniteur local 122 est initia-

lisé par le moniteur pilote 28 et la ligne 124. Comme pre-

mière phase d'une série d'opérations, le moniteur local 122

initialise les compteurs 126, 128, 130 et le circuit bista-

ble 132 (connexions non représentées). Dans cette phase ini-

tiale, la sortie Q du circuit bistable 132 est au niveau haut et la sortie Q est au niveau bas. Les signaux provenant de l'horloge pilote 134 sont appliqués à l'entrée d'horloge du compteur 126. Ce compteur divise la fréquence d'entrée

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1 1 dthorloge par une valeur M ou Mt en fonction de l'état du circuit bistable 132. Des sorties Q et Q du circuit bistable 132 sont connectées sur les lignes d'entrée appropriées 136

du compteur 126. D'autres lignes d'entrée de prépositionne-

ment peuvent être connectées à une tension positive ou à la

masse, en fonction des diviseurs voulus M et MI. Dans un exem-

ple, l'horloge pilote 134 peut produire une fréquence de ffz et le compteur 126 peut 4tre positionné initialement par le circuit bistable 132 et les lignes d'entrée 136 pour permettre au compteur 126 de diviser par M=3, produisant

ainsi une fréquence de sortie de 20 MHz sur la ligne 138.

Cette fréquence de sortie est appliquée aux entrées d'horlo-

* ge des compteurs 128 et 130 et elle peut également être ap-

pliquée à l'entrée d'horloge de la mémoire à couplage de char-

ge 114 par la porte ET 140.

Le compteur 130 commence à compter à partir d'une valeur déterminée par la valeur d'entrée fournie par la mémoire

permanente 120, sur la ligne 142. Quand le compteur 130 at-

teint sa valeur maximale, un signal CO apparait surla ligne de retenue 144, plaçant à "1" le circuit bistable 132 dont la sortie Q passe au niveau haut, en produisant ainsi une tension positive sur la ligne de sortie Q 146. Le changement

de niveau logique Q et Q produit par les entrées 136 du comp-

tour 126 change le diviseur du compteur 126 en une nouvelle valeur M', qui peut être par exemple M'=4, faisant ainsi

passer la fréquence de sortie sur la ligne 138 à 15 MHz. Cet-

te nouvelle fréquence sur la ligne 138 est appliquée aux

compteurs 126, 128 et 130. D'autres signaux de sortie pro-

venant du compteur 130 par la ligne 144 n'ont aucun effet

car le circuit bistable 132 est déjà à l'état "1".

Quand le compteur 128 atteint son comptage maximal, un

signal de retenue apparalt sur la ligne 148 qui, simultané-

ment, ramène à "O" le circuit bistable 132 dont la sortie Q passe à nouveau au niveau haut, et le signal sur la ligne

35148 charge également le compteur 130 avec une nouvelle va-

leur de prépositionnement provenant de la mémoire permanente 120. La première fois que le signal apparalt sur la ligne

148 après l'initialisation par le moniteur local 122, le si-

gnal est appliqué à l'émetteur 102 par la porte ET 150e

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Cette porte est commandée par un signal sur la ligne 152

provenant du moniteur local 122. Dans tous les cycles sui-

vants, le signal n'est pas présent sur la ligne 152 mais un signal est présent sur la ligne 154. Le signal sur la ligne

154 permet à la porte ET 140 d'appliquer la fréquence de sor-

tie sur la ligne 138 vers la mémoire à couplage de charge 114.

La commande temporisée de l'émetteur 102 est ainsi déter-

minée par les deux fréquences d'horloge qui apparaissent sur la ligne 138 à la sortie du compteur 126, et la valeur de l'entrée de prépositionnement du-compteur 130 (ainsi que par le comptage maximal des compteurs 128 et 130). Si les deux fréquences d'horloge sur la ligne 138 sont f et f', n est le nombre des impulsions nécessaires pour remplir le

compteur 130 à partir de la valeur de prépositionnement in-

troduit par la mémoire permanente 120 et N est le nombre des impulsions qui remplissent le compteur 128, le retard total

entre l'initialisation par le moniteur local 122 et l'im.-

pulsion de sortie sur la ligne 148 est donné par n i N-n f: fit En fonctionnement, le compteur 128 est réalisé de manière que son comptage total N soit égal au nombre. d'étages de retard dans la mémoire à couplage de charge 114, c'est à dire que N impulsions d'horloge doivent etre appliquées à la ligne d'entrée d'horloge 118 pour faire passer un signal

de la borne d'entrée 156 à la borne de sortie 158 de la mé-

moire 114. Comme cela a été indiqué ci-dessus, étant donné que n est déterminé par la valeur à la sortie de la mémoire

permanente 120, il est possible de modifier l'instant rela-

tif de déclenchement des émetteurs et lés retards totaux des signaux qui passent par les canaux à couplage de charge d'accroissements de 1/f 1/f'. Comme cela a été indiqué ci-dessus, des valeurs normales de f et f' sont 15 et 20>1Hz,

permettant des accroissements de retard de 16-2/3 nanosecon-

des dans l'exemple présent. La mémoire 114 à couplage de charge peut être par exemple un registre à décalage analogi-

que de Fairchild type 321. Cette mémoire à couplage de char-

ge a une fréquence d'horloge maximale de 20MHz et consiste

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en deux registres à décalage analogiques de 455 bits. Ainsi, le retard élémentaire maximil qui peut être obtenu dans cet

exemple est égal à 455x16-2/3 nanosecondes, soit 7,583 mi-

crosecondes. Si de plus grands retards sont souhaités, deux ou plusieurs sections peuvent être connectées ensemble afin

d'obtenir ces plus grands retards.

Bien que la mémoire à couplage de charge soit commandée séquentiellement à deux fréquences différentes pendant qu'un bit d'un signal analogique l'a franchie, pour une valeur fixe de n, chaque bit correspond au même nombre dtimpulsions

à chaque fréquence et présente donc le même retard total.

La figure 4 est un schéma simplifié d'un autre mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, les signaux du récepteur mémorisés dans la mémoire sont délivrés

en forme numérique par un convertisseur analogique-numéri-

que, puis fournis à une mémoire au premier entré, premier sorti. La figure 4 représente à nouveau un canal de signaux 160, associé avec un transducteur 162 comme décrit en regard des figures 1,2 et 3. Dans le cas présent, seule la branche de réception 164 du canal est représentée en détails. Il faut noter en outre -que plusieurs canaux tels que le canal 160 sont réellement présents, chaque canal étant associé avec

un transducteur. Mais afin de simplifier la description qui

va suivre, seules les opérations se déroulant dans le canal seront décrites car, dans chaque cas, les différents

canaux fonctionnent d'une manière identique.

Si l'on suppose donc que l'émetteur 166 a été initiale-

ment commandé par un signal 168 pour exciter le transduc-

teur 162 et produire ainsi une impulsion ultrasonore, le transducteur détecte l'énergie sonore en retour provenant du corps examiné, et le signal électrique analogique qui en résulte se propage par-la branche de réception 164, par

le préamplificateur 169.

A ce moment, le signal provenant du préamplificateur 169 est converti en forme numérique par le convertisseur , dont la fréquence d'échantillonnage est commandée par

un moniteur analogique-numérique 172 au premier entré9 pre-

mier sorti.

Le signal de sortie du convertisseur 170 est alors in-

troduit dans un circuit à retard numérique qui, dans le pré-

sent mode de réalisation, consiste en une mémoire numérique 174 au premier entré, premier sorti. L'entrée et la sortie

dans la mémoire 174 sont commandées par le moniteur 172.

- Le signal convenablement retardé, lu dans la mémoire 174

est ensuite appliqué à un circuit de sommation 176 dans le-

quel il est combiné avec les signaux provenant des branches de réception des différents autres canaux (qui sont de la même manière commandés par le moniteur 172) et le signal de

sortie d'image combiné résultant est utilisé pour la visua-

lisation de la manière décrite en regard des figures 1 et 2.

La figure 5 est un schéma montrant e n détails la ma-

nière dont le signal dans la branche de réception 164 du ca-

nal 160 est introduit et sorti de la mémoire 174.

Avant l'excitation du transducteur 162, le moniteur 178 délivre une impulsion de mise au repos sur la ligne 180, ramenant au repos les compteurs 182 et 184 ainsi que la

mémoire j74 et les deux circuits bistables 186 et 188. En-

suite, le moniteur 178 délivre une impulsion de démarrage par la ligne 190 qui passe par la ligne 192 et'autorise les

compteurs 182 et 184. Cette impulsion de démarrage peut aus-

si être utilisée pour déclencher l'émetteur 162 ou produire l'impulsion de déclenchement de l'émetteur qui peut être

commandé par l'impulsion de démarrage.

Auparavant, l'impulsion de mise au repos de la ligne 180 a également été délivrée par la ligne 194 au compteur 184

qui, par conséquent, a été chargé avec les données appro-

priées d'orientation et de focalisation provenant de la mé-

moire permanente 196. Ces données sont fournies aux entrées de prépositionnement du compteur 184 qui est un compteur à prépositionnement. Des impulsions d'horloge sont fournies

par une horloge 195 à chacun des compteurs 182 et 184.

Quand le comptage du compteur 184 atteint sa valeur maximale,

une impulsion CO apparaît à sa sortie 198 et elle est appli-

quée au circuit bistable 188. La sortie Q du circuit bista-

ble 188 passe au niveau haut par l'impulsion provenant du compteur 184 et ouvre la porte ET 199. Cette dernière qui

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reçoit également les impulsions de l'horloge 195 par la li-

gne 201, au moment de l'excitation, transmet ces impul-

sions par la ligne 200 vers l'entrée de démarrage de la mémoire 174. Ces impulsions permettent l'entrée des données numériques provenant du convertisseur 170 dans la mémoire

174 au premier entré, premier sorti.

Lorsque l'autre compteur 182 atteint son comptage maxi-

mal, il délivre une impulsion CO à la sortie 202, produisant un signal de sortie sur la ligne 204 du circuit basculeur 186. Cela ouvre la porte ET 206 qui reçoit les impulsions de

l'horloge 195 par la ligne 208. La sortie d'horloge résul-

tante de la porte ET 206 autorise la mémoire 174 à démarrer l'émission dtimpulsions. La sortie numérique qui en résulte

est donc retardée de façon appropriée, en fonction de la dif-

férence de temps entre les signaux de démarrage d'entrée et

de démarrage de sortie de la mémoire.

L'invention a été décrite particulièrement en regard de plusieurs modes de réalisation, mais il est bien entendu que différentes modifications peuvent y être apportées sans

sortir de son cadre ni de son esprit.

Ainsi par exemple, les mémoires qui ont été décrites ne sont que des exemples d'un certain nombre de mémoires qui peuvent convenir. Par exemple, au lieu d'utiliser la mémoire analogique en série ou la mémoire au premier entré, premier sorti de la manière décrite ci-dessus, la propagation des données dans le canal de réception peut être retardée par mémorisation dans une mémoire à accès direct. Dans ce cas, les adresses d'entrée et de sortie des données mémorisées sont commandées par des compteurs d'adresse d'entrée et de sortie de maniîre que le temps qui s'écoule entre l'entrée et la sortie des données corresponde au retard voulu. Le compteur d'adresse d'entrée peut donc, comme dans les autres modes de réalisation, être présent avec des données d'orient

tation et de focalisation provenant d'une mémoire permanen-

te, de manière que l'instant d'entrée soit en corrélation avec ces données, les adresses de sortie de tous les canaux étant commandées simultanément. Le temps qui s'écoule entre le moment o une adresse spécifique est chargée et le moment o la même adresse est lue correspond au retard

voulu des données des signaux.

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Claims (7)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de formation dîimage par ultrasons en temps réel, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de

transducteurs (16) destiné à propager de l'énergie ultrasono-

re dans un corps à examiner aux ultrasons, et à recevoir

de l'énergie acoustique réfléchie par des points à l'inté-

rieur dudit corps, plusieurs canaux de signaux (12,14) com-

prenant respectivement des branches d'émission (18) et des branches de réception (20), lesdites branches d'émission excitant lesdits transducteurs pour propager ladite énergie acoustique et lesdites branches de réception recevant des signaux électriques desdits transducteurs correspondant à ladite énergie réfléchie, une mémoire (34) associée avec chacune desdites branches de réception, afin de recevoir et de mémoriser des données indiquant le niveau du signal de

ladite énergie réfléchie reçue par ladite branche de r6cep-

tion, un dispositif de visualisation (42) qui reçoit les données de la mémoire de chacun desdits canaux et qui combine et traite lesdites données pour visualiser la partie du corps examinée, un générateur de synchronisation (26) dans chaque

canal de signaux connecté à la branche d'émission et à la-

dite mémoire associée avec ledit canal, pour exciter les-

dits transducteurs à des instants prédéterminés avec une

phase qui permet l'orientation et la focalisation dudit ré-

seau et pour aiguiller lesdites données de ladite mémoire à des instants qui sont retardés par rapport à l'excitation

des transducteurs par des intervalles prédéterminés de ma-

nière à déterminer ainsi les points du corps dont ladite énergie acoustique réfléchie est reçue en fonction dudit retard, et permettant ainsi l'orientation et la focalisation

dudit réseau de transducteur, et un circuit logique de com-

mande (30) connecté auxdits générateurs de synchronisation pour autoriser le passage desdits signaux vers ladite mémoire et lesdites branches d'émission dans chacun desdits canaux afin que la visualisation de ladite partie du corps

puisse être examinée en temps réel.

2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce que ladite mémoire (34) consiste en une mémoire ana-

logique en série (82) connectée pour recevoir le signal

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analogique dans ladite branche de réception, ledit générateur de synchronisation (26) comprenant un dispositif qui produit des impulsions de démarrage d'entrée et de démarrage de sortie pour ladite mémoire analogique en série, avec un retard prédéterminé entre elles, afin de permettre l'entrée

et la sortie du signal du récepteur avec ledit retard pré-

déterminé. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit générateur de synchronisation (26) comporte

une mémoire permanente (46) et un compteur à prépositionne-

ment (50), un dispositif pour charger ledit compteur avec

des données provenant de ladite mémoire permanente en fonc-

tion de l'instant d'excitation voulu dudit émetteur, et du-

dit retard prédéterminé entre lesdites impulsions de démar-

rage d'entrée et de démarrage de sortie, ainsi qu'un dis-

positif qui active l'un au-moins desdits signaux de démarra-

ge d'entrée ou de démarrage de sortie quand le comptage du-

dit compteur atteint sa valeur prédéterminée.

4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce que ladite branche de réception comporte un convertis-

seur analogique-numérique (172) qui convertit en forme numé-

rique le signal analogique dans ladite branche, ladite mémoire (34) consistant en une mémoire numérique (174) au

premier entré, premier sorti, pour recevoir les données nu-

mériques provenant dudit convertisseur, ledit générateur de

synchronisation (26) comportant-un dispositif (172) -qui pro-

duit des signaux de commande de démarrage d'entrée et de démarrage de sortie pour ladite mémoire afin d'introduire ledit retard prédéterminé entre l'entrée et la sortie dudit

signal reçu converti en forme numérique.

- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit générateur de synchronisation (26) comporte

une mémoire permanente (120) et un compteur à prépositionne-

ment (130), un dispositif qui charge ledit compteur avec

des données provenant de ladite mémoire permanente en fonc-

tion de l'instant d'excitation voulu dudit émetteur et dudit retard prédéterminé entre lesdites impulsions de démarrage

d'entrée et de démarrage de sortie, et un dispositif d'ac-

tivation de l'un au moins desdits signaux de démarrage d'en-

trée ou de démarrage de sortie quand le comptage dudit comp-

teur atteint sa valeur prédéterminée.

6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mémoire (34) consiste en une mémoire à accès di-

rect.-

7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mémoire consiste en une mémoire à couplage de

charge (114).

8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit générateur de synchronisation (26) dans chaque canal produit des signaux d'horloge commandés pour ladite mémoire à couplage de charge(114) de manière que des signaux analogiques soient mémorisés dans ladite mémoire pendant une

période prédéterminée et sélectionnée.

9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits canaux est connecté à un transducteur (16) respectif dudit réseau, la branche d'émission et la

branche de réception dudit canal se partageant ledit trans-

ducteur.

- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réseau comporte plusieurs transducteurs

d'émission (16A) et un même nombre de transducteurs de ré-

ception (16B), chacune desdites branches d'émission étant connectée à l'un respectif des transducteurs d'émission et chacune des branches de réception étant connectée à l'un

respectif desdits transducteurs de réception.