FR3142262A1 - Procédé et systeme d’acquisition et de traitement ultrasonore - Google Patents

Abstract

Titre : PROCÉDÉ ET SYSTEME D’ACQUISITION ET DE TRAITEMENT ULTRASONORE Procédé d’acquisition et de traitement d’ondes ultrasonores dans lequel le traitement séquentiel comprend, pour au moins un des blocs de données élémentaires (Bi) d’ordre i, un traitement de bloc (TBi) d’ordre i, mis en œuvre par ordinateur, comprenant, pour au moins un sous-bloc de données (SBij) d’ordre j, un traitement élémentaire comprenant la combinaison de données du sous-bloc de données (SBij) d’ordre j de sorte à générer une image élémentaire, le traitement de bloc (TBi) d’ordre i étant mis en œuvre pendant l’acquisition d’ordre i+k avec k supérieur à 0, i+k étant inférieur ou égal à N. Figure pour l’abrégé : Fig. 4

Description

PROCÉDÉ ET SYSTEME D’ACQUISITION ET DE TRAITEMENT ULTRASONORE Domaine de l’invention

L’invention concerne l’imagerie ultrasonore.

Elle concerne plus particulièrement un procédé d’acquisition et de traitement des ondes ultrasonores pour l’imagerie ultrasonore.

Le procédé est, par exemple, un procédé d’acquisition et de traitement super-résolution des ondes ultrasonores.

La résolution des systèmes d’acquisition des ondes ultrasonores conventionnels est limitée par les phénomènes de diffraction. Typiquement, la résolution est de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde ultrasonore utilisée par le système d’acquisition.

Par super-résolution on entend une résolution supérieure à la résolution maximale atteignable par un système d’acquisition des ondes ultrasonores conventionnel. Cette résolution maximale est égale à la limite de diffraction des ondes ultrasonores acquises.

Par suite, par images ultrasonores super-résolution, on entend des images présentant une résolution plus fine que la limite de diffraction des utilisées lors de l’acquisition des ondes ultrasonores utilisées pour générer les images. Typiquement, les images générées présentent une résolution améliorée d’un facteur entre 2 et 20 par rapport à cette limite de diffraction.

L’imagerie ultrasonore super-résolution est classiquement basée sur l’injection, dans le sang, d’agents de contraste ultrasonores sous forme de millions de microbulles de gaz qui sont détectées, localisées et suivies sur des images successives de façon à générer une image reconstruire des vaisseaux imagés.

Dans la littérature, les terminologies anglo-saxonnes Ultrasound Localization Microscopy ou ULM ainsi que toutes ses variations, par exemple ultrafast ULM ou uULM ; transcranial ULM ou tULM ; sensing ULM ou sULM ; deep ULM ou dULM ; Super Resolution UltraSound SR-US ; Super Resolution Microvascular Imaging ou SR-MI ; sont des procédés de super résolution ultrasonore ayant en commun l’utilisation d’agents de contrastes ultrasonores, une étape de détection des signaux provenant de ces agents de contrastes, et une étape de reconstruction d’une image ultrasonore super-résolue.

État de la technique

La génération des images ultrasonores super-résolution comprend la répétition d’une séquence d’acquisition par un dispositif d’acquisition au moyen d’une sonde ultrasonore pour générer des blocs de données successifs. Chaque bloc de données est généré lors d’une séquence d’acquisition.

Chaque séquence d’acquisition comprend la répétition, un grand nombre de fois, d’une séquence d’acquisition élémentaire. Chaque séquence d’acquisition élémentaire permet de générer un sous-bloc de données. Chaque bloc de données est donc composé de plusieurs sous-blocs de données.

Chaque bloc de données est stocké sur une mémoire tampon d’un dispositif d’acquisition puis transmis à une mémoire interne d’un dispositif de traitement avant l’acquisition du prochain bloc de données. La vitesse de transfert et d’écriture sur la mémoire interne de l’ordinateur étant limitée, cette opération peut prendre plusieurs centaines de millisecondes à plusieurs secondes dans le cadre de données 3D qui sont très volumineuses.

Une fois l’acquisition de tous les blocs de données terminée, les blocs de données sont traités bloc par bloc par un dispositif de traitement. Ce traitement commence par le chargement des données depuis la mémoire interne vers la mémoire vive de l’ordinateur, pour connue sous le nom de mémoire RAM, acronyme de l’expression anglo-saxonne «Random Access Memory ».Ensuite, les données sont envoyées de la mémoire RAM vers la mémoire vive d’une unité de traitement graphique ou GPU, acronyme de l’expression anglo-saxonne «Graphics Processing Unit »pour y réaliser les étapes de formation de voies et d’élimination des échos provenant des tissus. Les données sont ensuite rapatriées vers la mémoire RAM de l’ordinateur où sont effectuées des étapes de détection, localisation et suivi temporel des microbulles.

Le procédé comprend ensuite une étape de reconstruction d’une image super-résolution. Cette étape consiste à accumuler les résultats des suivis obtenus pour chaque bloc et pour les différents blocs.

Le traitement d’un bloc de données peut durer plusieurs secondes à plusieurs minutes dans le cadre de données 3D qui sont très volumineuses.

Ce procédé présente un certain nombre d’inconvénients. En effet, l’acquisition d’un nouveau bloc de données doit être stoppée le temps de réaliser l’écriture des données sur la mémoire interne du dispositif de traitement, ce qui ajoute des temps morts dans l’acquisition. Par ailleurs, les résultats du traitement des données ne sont disponibles qu’après l’acquisition de tous les blocs de données, une fois que le traitement des données a débuté. Enfin, des quantités importantes de données brutes (10 Gb – 1000 Gb) doivent être conservées par le dispositif de traitement pendant toute la durée de l’acquisition et pendant une partie du traitement, ce qui peut entraîner une saturation de la RAM. Enfin, des temps de transfert supplémentaires sont introduits lors du traitement le rendant particulièrement long (>1h).

Un but de l’invention est de limiter au moins un des inconvénients précités.

A cet effet, l’invention a pour objet un procédé d’acquisition et de traitement d’ondes ultrasonores comprenant l’acquisition séquentielle de N blocs de données élémentaires d’ordre i, avec i = 1 à N, et le traitement séquentiel, mis en œuvre par ordinateur, des blocs de données élémentaires, l’ordre i de chaque bloc de données élémentaires brutes étant le numéro d’ordre d’acquisition du bloc de données parmi les N blocs de données, l’acquisition séquentielle comprenant, pour chaque bloc de données élémentaires, l’acquisition du bloc de données d’ordre i comprenant J acquisition(s) de sous-bloc(s) de données d’ordre j, pour j = 1 à J avec J un entier supérieur ou égal à 1, comprenant, pour chaque configuration d’émission/réception d’un ensemble d’au moins une configuration d’émission/réception définie par une sous-ouverture d’émission et une sous-ouverture de réception d’un réseau de transducteurs, un ensemble d’au moins une séquence d’acquisition individuelle comprenant :

• émission d’un faisceau ultrasonore, par la sous-ouverture d’émission, dans une zone d’intérêt d’un patient,
• réception d’échos par la sous-ouverture de réception, d’échos générés par la zone d’intérêt sous l’effet du faisceau ultrasonore, de sorte à générer des signaux électriques,
• prétraitement comprenant la numérisation de signaux issus des signaux électriques de façon à générer un jeu de données élémentaires,

le traitement séquentiel comprenant, pour au moins un des blocs de données élémentaires d’ordre i, un traitement de bloc d’ordre i, mis en œuvre par ordinateur, comprenant, pour au moins un sous-bloc de données d’ordre j, un traitement élémentaire comprenant la combinaison de données du sous-bloc de données d’ordre j de sorte à générer une image élémentaire,

le traitement de blocd’ordre i étant mis en œuvre pendant l’acquisition d’ordre i+k avec k supérieur à 0, i+k étant inférieur ou égal à N.

Selon un mode de réalisation, le traitement de bloc d’ordre i est mis en œuvre pendant l’acquisition du bloc de données d’ordre i+1.

Selon un mode de réalisation, le traitement de bloc d’ordre i est mis en œuvre uniquement pendant l’acquisition du bloc de données d’ordre i+k.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, pendant l’acquisition du bloc de données d’ordre i+k, la fourniture à un utilisateur, via une interface utilisateur, d’informations issues de données générées lors du traitement de bloc d’ordre i.

Selon un mode de réalisation, le traitement élémentaire comprend l’amélioration de signaux provenant d’agents de contraste sur l’image élémentaire par rapport à d’autres signaux de sorte à obtenir une image élémentaire améliorée.

Selon un mode de réalisation, le traitement élémentaire comprend la détection de signaux d’agents de contraste sur l’image élémentaire ou sur une image issue de l’image élémentaire de sorte à obtenir un ensemble de positions d’agents de contraste.

Selon un mode de réalisation, le traitement de bloc d’ordre i comprend le suivi d’agents de contraste sur plusieurs images élémentaires ou images issues d’images élémentaires.

Selon un mode de réalisation, le traitement de bloc d’ordre i comprend des traitements élémentaires mis en œuvre pour des sous-blocs de données respectifs, en parallèle.

Selon un mode de réalisation, la séquence d’acquisition individuelle comprend le stockage du jeu de données élémentaires dans une première mémoire, le procédé comprenant, le transfert du bloc de données élémentaires d’ordre i vers une deuxième mémoire, mis en œuvre, au moins en partie, préalablement au traitement de bloc.

Selon un mode de réalisation, la première mémoire et la deuxième mémoire sont des mémoires vives, le bloc de données élémentaires étant transmis de la première mémoire à la deuxième mémoire sans passer par une autre mémoire.

L’invention se rapporte également à un système d’acquisition et de traitement d’ondes ultrasonores, configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.

Avantageusement, le système d’acquisition comprend les moyens matériels et logiciels configurés pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.

Avantageusement, le système d’acquisition et traitement comprenant :

• un système d’acquisition comprenant le réseau de transducteurs et configuré pour mettre en œuvre l’étape d’acquisition,
• un système de traitement configuré pour mettre en œuvre l’étape de traitement séquentiel.

Selon un mode de réalisation, le système d’acquisition comprend la première mémoire et le système de traitement est destiné à être relié en communication avec le système d’acquisition, le système de traitement comprenant la deuxième mémoire.

L’invention se rapporte également à un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le système selon l’invention à exécuter les étapes du procédé selon l’invention.

L’invention se rapporte également à un support lisible par ordinateur sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :

: une séquence d’acquisition individuelle,

: une étape d’acquisition du procédé selon l’invention,

: une étape d’acquisition d’un sous-bloc de données,

: un exemple agencement temporel des étapes d’acquisition et de traitement de bloc d’un bloc de données du procédé selon l’invention,

: un exemple d’étape de traitement du procédé selon l’invention,

: sous forme de bloc, les éléments matériels d’un exemple de système configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.

Description de l’invention

L’invention se rapporte à un procédé d’acquisition et de traitement des ondes ultrasonores. Ce procédé est, par exemple, destiné à l’imagerie super-résolution. Ce procédé est avantageusement, mais non nécessairement un procédé d’imagerie super-résolution. L’invention se rapporte également au système d’acquisition et de traitement configuré pour mettre en œuvre le procédé.

Avantageusement, le système d’acquisition et de traitement comprend les moyens matériels et logiciels configurés pour mettre en œuvre le procédé.

Ce procédé est avantageusement, mais non nécessairement, mis en œuvre après une étape d’injection en intraveineuse à un individu d’un produit de contraste comprenant des agents de contrastes individuels, par exemple, sous forme de microbulles de gaz. Ces agents de contraste injectés dans le corps sont de type exogène.

En variante, le procédé est mis en œuvre sans qu’une étape d’injection de ce type ait été mise en œuvre au préalable, en utilisant des agents de contraste endogènes, par exemple des globules rouges.

Le procédé comprend l’acquisition et le traitement séquentiel d’ondes ultrasonores de N blocs de données brutes ultrasonores B_iavec i = 1 à N où N est le nombre de blocs de données brutes ultrasonores B_iacquis et traités.

Acquisition

Le procédé comprend une étape d’acquisition séquentielle A des blocs de données brutes ultrasonores B_i.

Cette étape est mise en œuvre par un système d’acquisition SA comprenant une sonde S comprenant un réseau R de transducteurs TR référencé en . Il est possible de définir des sous-ouvertures du réseau R, chaque sous-ouverture composée chacune d’un ou plusieurs de transducteurs TR du réseau R.

Comme visible en , on définit une sous-ouverture d’émission SOo et une sous-ouverture de réception SOo’ qui définissent une configuration d’émission/réception C_hest caractérisée par un couple (SOo, SOo’). La sous-ouverture de réception SOo’ peut être différente ou identique à la sous-ouverture d’émission SOo. Les couples de sous-ouvertures de différentes configurations C_hsont différents.

Dans l’exemple non limitatif de la , la sous-ouverture d’émission SOo est la sous-ouverture de réception SOo’.

L’acquisition d’un bloc de données ultrasonores B_icomprend la répétition, de préférence un grand nombre de fois, d’une séquence d’acquisition individuelle si_hkcomprenant les étapes suivantes représentées sur la :

• Emission E_hkd’un faisceau ultrasonore W_kpar la sous-ouverture d’émission SOo du réseau R de transducteurs TR (référencés sur la ),
• Réception R_hkd’échos émis par le milieu environnant sous l’effet du faisceau ultrasonore W_kpar la sous-ouverture de réception SOo’ du réseau R de transducteurs TR de sorte à générer des signaux électriques,
• Prétraitement PT_kh, mis en œuvre par ordinateur, par le système d’acquisition, comprenant la numérisation des signaux électriques de façon à générer un jeu de données élémentaires RF_{ij hk}, et possiblement (mais non obligatoirement) une ou plusieurs autres opérations réalisées sur les échos reçus, telles qu’une étape de filtrage et/ou une étape de démodulation (suppression porteuse) et/ou une étape de compensation de gain de temps plus connu sous le nom de TGC en référence à l’expression anglo-saxonne « Time Gain Compensation » et/ou de ré-échantillonage des signaux numérisés.

Les échos reçus sont représentés, sur la , sous forme d’une pluralité de signaux temporels correspondant à l’évolution, dans le temps, du signal reçu par chacun des transducteurs de la sous-ouverture de réception SOo’.

Le jeu de données élémentaires RF_ijhkest représenté, sur la , sous forme d’un tableau sur la . Il comprend un échantillonnage temporel du signal reçu par chacun des transducteurs de la sous-ouverture de réception. Chaque case correspond à un échantillon temporel d’un des transducteurs de la sous-ouverture de réception. La case comprenant le rond noir correspond à l’échantillon temporel marqué par un rond noir.

Avantageusement, la séquence d’acquisition individuelle si_hkcomprend une étape de stockage MEM_hkdu jeu de données élémentaires RF_ijhkdans une première mémoire.

Chaque séquence individuelle si_hkest avantageusement réalisée de sorte que le faisceau ultrasonore émis lors de l’étape de réception insonifie la zone d’intérêt de l’individu contenant les agents de contraste, par exemple, sous forme de microbulles et de sorte à recevoir, lors de l’étape de réception, des échos provenant de la zone d’intérêt. Ainsi, les données brutes ultrasonores proviennent d’une région d’intérêt d’un patient comprenant des agents de contraste lors de l’étape d’acquisition.

En variante, les agents de contraste sont endogènes. Dans le cas de l’échographie vasculaire, on peut par exemple utiliser les globules rouges.

Avantageusement, la zone d’intérêt est une zone du patient comprenant des vaisseaux sanguins dans laquelle sont présents des agents de contraste endogènes ou exogènes au moment de la phase d’acquisition.

Avantageusement, les agents de contraste circulent se déplacent par rapport à la zone d’intérêt.

Dans le cas où la zone d’intérêt comprend des vaisseaux sanguins, les agents de contrastent se déplacent avantageusement dans les vaisseaux sanguins sous l’effet de la circulation du sang dans les vaisseaux.

Dans la suite du texte, on se place dans le cas d’un exemple non limitatif dans lequel l’acquisition concerne une zone comprenant des agents de contraste sous forme de microbulles. Les étapes décrites ci-après qui sont relatives à ces microbulles sont valables pour d’autres types d’agents de contraste.

Comme représenté en , l’étape d’acquisition A comprend une séquence d’acquisition élémentaire se_h, lors de laquelle on met en œuvre K séquences d’acquisition individuelles si_hk, où K est un entier supérieur ou égal à 1, en utilisant la même configuration d’émission/réception C_hde sorte à acquérir K jeux de données élémentaires RF_ijhk.

Les séquences d’acquisition individuelles si_hkdiffèrent les unes des autres en ce que les faisceaux ultrasonores W_kprésentent des caractéristiques spatiales et/ou temporelles (fréquentielles) distinctes. Par exemple, dans un mode de réalisation, les K faisceaux ultrasonores peuvent être une famille d’ondes planes émises avec des angles différents par rapport au réseau R. Un autre mode de réalisation consiste à envoyer K faisceaux correspondant à des ondes présentant des amplitudes respectives différant les unes des autres par des facteurs scalaires prédéterminés.

Le procédé comprend une étape d’acquisition sb_jd’un sous-bloc de données SB_ijqui comprend la mise en œuvre de H étapes d’acquisition élémentaires se_havec h= 1 à H, où H est un entier supérieur ou égal à 1, réalisées avec des configurations d’émission/réception C_hrespectives distinctes.

L’étape d’acquisition élémentaire A_id’un bloc de données B_icomprend la mise en œuvre de l’étape d’acquisition sb_jd’un sous-bloc de données SB_ij. Cette étape est mise en œuvre J fois de sorte à acquérir J sous-blocs de données SB_ij.

J est un entier supérieur ou égal à 1. Typiquement, J est compris entre 1 et 2000. Avantageusement, J peut être le même pour chaque bloc de données B_imais des blocs de données B_ipeuvent, en variante, présenter des J distincts.

Les sous-blocs de données SB_ijsont acquis successivement dans l’ordre temporel défini par l’indice j représentant la j^ememise en œuvre de l’étape d’acquisition d’un sous-bloc notée sb_j.

Lorsque l’étape sb_jd’acquisition d’un sous-bloc de données SB_ija été mise en œuvre, c’est-à-dire lorsque les séquences d’acquisition élémentaires se_hont été mise en œuvre pour les différentes configurations d’émission/réception C_h(avec h = 1 à H), on obtient un sous-bloc de données élémentaires SB_ijcomposé de H*K jeux de données élémentaires RF_ijhk, comme représenté en .

L’étape d’acquisition séquentielle A des N blocs de données brutes B_icomprend la mise en œuvre de l’étape d’acquisition élémentaire A_ipour acquérir un bloc de données ultrasonores B_id’ordre i. L’étape d’acquisition élémentaire A_iest mise en œuvre N fois successives de sorte à acquérir les N blocs de données B_i. Les blocs de données B_isont acquis successivement dans l’ordre temporel défini par l’indice i représentant la i^ememise en œuvre de l’étape d’acquisition élémentaire A_i.

N est un entier supérieur à 1. N est avantageusement déterminé de manière que N*J*H*K soit compris entre 1000 et 10 000 000. Dans un mode de réalisation typique, N = 300, J = 1000, H = 4 et K = 5, soit N*J*H*K= 6 000 000.

Afin de générer un nombre égal à N blocs de données B_i, on répète N-1 fois l’étape d’acquisition A_id’un bloc de données brutes B_i. On obtient ainsi un ensemble noté B, tel que B = {B₁, …, B_i, …, B_N} de blocs de données brutes B_i. L’étape A_id’indice i correspond à la mise en œuvre, pour la i^{em e}fois, de l’étape d’acquisition A_id’un bloc de données brutes et permet d’acquérir le bloc de données B_id’ordre i.

Sur la , on a représenté deux configurations d’émission/réception C₁et C₄de la sonde ultrasonore S. La configuration C₁est caractérisée par une sous-ouverture d’émission SO₁qui est également la sous-ouverture de réception de cette même configuration C₁. La configuration C₄est caractérisée par une sous-ouverture d’émission SO₄qui est également la sous-ouverture de réception de cette même configuration C₄.

On a également représenté les étapes d’émission E_hkdes séquences d’acquisition individuelles si_1ket si_4k(avec k = 1 à 5) mises en œuvre lors de séquences d’acquisition élémentaires se₁et se₄utilisant les configurations d’émission/réception C₁et C₄respectives ainsi que les jeux de données élémentaires RF_ijhkgénérés lors de ces séquences d’acquisition élémentaires.

Sur la , on a représenté, dans l’ordre temporel représenté par l’axe temporel t, les différentes étapes mises en œuvre lors de l’acquisition et le traitement de deux blocs de données B_iet B_i+1acquis consécutivement.

Chaque bloc de données brutes B_icomprend un nombre J de sous-blocs de données SB_ijavec j = 1 à J, où J est un entier supérieur ou égal à 1, acquis lors des J mises en œuvre respectives de l’étape sb_jd’acquisition d’un sous bloc de données SB_ij.

Comme visible en , les données du bloc de données brutes B_isont mémorisées, lors d’une étape m_ide mise en mémoire m_i. Cette étape est avantageusement mise en œuvre pendant l’étape d’acquisition A_idu bloc de données B_id’ordre i, pour la génération du bloc de données B_id’ordre i.

Dans une réalisation particulière de l’invention, cette étape de mise en mémoire m_icomprend les étapes de stockage MEM_hkmises en œuvre lors de l’étape Ai d’acquisition du bloc de données B_i.

Traitement séquentiel

Le procédé selon l’invention comprend une étape de traitement séquentiel des blocs de données B_imise en œuvre par ordinateur, par un système de traitement, par exemple, un dispositif de traitement DT, comme nous le verrons dans la suite du texte.

L’étape de traitement séquentiel comprend, pour au moins un bloc de données B_iet, de préférence, pour chaque bloc de données B_i, la mise en œuvre, par ordinateur, d’une étape de traitement de blocTB_id’ordre i du bloc de données B_i, appelé traitement de bloc TB_idu bloc de données d’ordre i ou traitement de bloc TB_id’ordre i ou traitement de bloc dans la suite du texte.

Selon l’invention, comme représenté en , le traitement de bloc TB_id’un bloc de données B_id’ordre i inférieur à N est mis en œuvre pendant l’étape d’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k avec k entier supérieur ou égal à 1, i+k étant inférieur ou égal à N.

Autrement dit, l’étape de traitement de bloc TB_id’un bloc de données B_id’ordre i inférieur à N est mis en œuvre au moins en partie pendant l’étape d’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k avec k entier supérieur ou égal à 1, i+k étant inférieur ou égal à N.

Dans l’exemple non limitatif de la , k est égal à 1 de sorte que le traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i est mis en œuvre pendant l’étape d’acquisition A_i+1du bloc de données B_i+1. Autrement dit, l’étape de traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i est mis en œuvre pendant l’acquisition A_i+1du bloc de données B_i+1d’ordre i+1 acquis consécutivement au bloc de données B_id’ordre i.

L’invention consiste donc à traiter un bloc de données B_id’ordre i pendant une acquisition postérieure d’un autre bloc de données B_i+k, par exemple, pendant l’acquisition du bloc suivant, c’est-à-dire d’ordre i+1. Un avantage est de limiter, voire d’éliminer les temps morts lors de l’acquisition.

Par ailleurs, une fois le traitement de bloc d’un bloc de données effectué, les données issues de ce traitement de bloc peuvent être transférées vers un périphérique d’affichage pour procurer un retour visuel en temps réel à l’utilisateur. Le procédé permet donc de limiter les temps morts avant l’affichage de données générées à partir des données brutes acquises.

Ainsi, selon un mode particulier de réalisation, l’étape de traitement de bloc TB_icomprend, pendant l’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k, l’affichage AFF_i, sur un afficheur d’une interface de sortie INTS d’une interface homme-machine INT, référencées sur la , d’une représentation d’une information issue de données générées lors du traitement de bloc TB_id’ordre i.

Enfin, le procédé selon l’invention permet, si besoin d’effacer, c’est-à-dire de supprimer, les données brutes des blocs de données brutes B_iau fil de l’eau après la mise en œuvre des traitements de blocs TB_irespectifs. Cela permet de réduire davantage les coûts en termes de durée et de mémoire.

Lorsque le traitement de bloc TB_icomprend une étape de localisation ou de suivi de positions des microbulles sur des images générées à partir des sous-blocs de données du bloc B_i, les données obtenues sont très peu volumineuses puisqu’elles consistent en des positions successives des différentes microbulles. Ces données peuvent être transférées vers une mémoire interne, c’est-à-dire une mémoire morte, du système de traitement, par exemple du dispositif de traitement, tel qu’un micro-ordinateur, sans impacter ou ralentir le reste du procédé.

La mise en œuvre du traitement de bloc TB_id’un bloc de données B_id’ordre i inférieur à N pendant l’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k avec k entier supérieur ou égal à 1, i+k étant inférieur ou égal à N, peut être réalisée pour un ou plusieurs blocs de données d’ordres i différents, par exemple pour tout i inférieur ou égal à N-k. Cela s’applique à tous les modes de réalisation précédemment décrits et décrits ci-après.

Ainsi, dans le cas d’une mise en œuvre pour tout i inférieur ou égal à N-k, cela signifie que le traitement de chaque bloc de données de données B_id’ordre i inférieur N-k est mis en œuvre pendant l’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k avec k entier supérieur ou égal à 1, i+k étant inférieur ou égal à N. Cela permet d’améliorer les avantages de l’invention.

Avantageusement, pour au moins un i, le traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i débute pendant l’acquisition A_{i+ k}du bloc de données B_{i+ k}d’ordre i+k et se termine pendant l’acquisition du bloc de données B_i+ld’ordre i+l avec l inférieur ou égal à N-i. Ainsi le traitement du bloc d’ordre i est terminé avant l’acquisition du bloc de données d’ordre i+l. Cela permet de rendre disponibles plus rapidement les données générées pendant le traitement de bloc et de limiter l’espace mémoire à la conservation des données de l’acquisition du bloc i.

Dans la réalisation particulière de la , k = 1. Cela permet de limiter au maximum le délai entre l’acquisition des données et le début du traitement des données.

Dans la réalisation particulière de la , le traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i débute pendant l’acquisition A_i+1du bloc de données B_i+1d’ordre i+1 et est moins long que l’acquisition A_i+1du bloc de données B_i+1d’ordre i+1. En d’autres termes, le traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i est mis en œuvre uniquement pendant l’acquisition A_i+1du bloc de données B_i+1. Cela permet de limiter au maximum le délai de génération des résultats finaux du traitement de bloc TB_iet donc leur délai d’affichage, ou plus généralement leur mise à disposition d’un utilisateur. Cela donne également la possibilité de limiter au maximum le temps de latence entre la fin de l’acquisition B_i+1d’un bloc de données d’ordre i+1 et le traitement du bloc de données B_i+1d’ordre i+1, car le traitement du bloc de données d’ordre i est terminé. L’affichage permet de fournir à l’utilisateur un moyen de rétroaction sur l’acquisition, en particulier pour l’aider à maintenir un positionnement stable.

Avantageusement, pour tout i inférieur ou égal à N-k, le traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i débute pendant l’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k et se termine pendant l’acquisition du bloc de données B_i+kd’ordre i+k. Ainsi, le traitement du bloc de données B_id’ordre i est terminé avant l’acquisition du bloc de données d’ordre i+k. Un avantage est de permettre de fournir à l’utilisateur des données obtenues pendant l’acquisition des différents blocs de données. Cela permet, par exemple, de reconstruire au fil de l’eau l’image finale et donc de suivre son évolution lors de l’acquisition des données.

En variante, pour au moins un i ou pour tout i tel que i+k inférieur ou égal à N, le traitement du bloc de données B_id’ordre i qui débute pendant l’acquisition du bloc B_{i +k}d’ordre i+k, se termine après l’acquisition du bloc de données B_i+kd’ordre i+k.

Les étapes de traitement de bloc sont mises en œuvre dans l’ordre définir par l’ordre d’acquisition des blocs de données d’ordre i ou non.

Traitement de bloc

En , on a représenté un ordinogramme des étapes d’un exemple de traitement T comprenant la mise en œuvre, pour chaque bloc B_i, de données d’ordre i, d’une étape de traitement de bloc TB_icorrespondant à une étape de traitement super-résolution.

L’étape de traitement de bloc TB_icomprend_,pour chaque sous-bloc de données SB_ij, un raitement élémentaire TB_ij, comprenant les étapes listées ci-après, mises en œuvre par ordinateur :

• Combiner COMB des données du sous-bloc de données SB_ij, pour générer une image élémentaire IE_ij,
• Améliorer AM les signaux provenant des microbulles, de sorte à générer une image élémentaire améliorée IA_ijà partir de l’image élémentaire IE_ij,
• Détecter DE des microbulles sur l’image élémentaire améliorée IA_{i i}de sorte à obtenir un ensemble de positions P_ijmde microbulles MI_{ij m}détectées sur l’image élémentaire améliorée IA_ii,
• Localiser LO les microbulles détectées de sorte à générer un ensemble de positions sub-pixels ou sub-voxels de microbulles PSi_jmavec m= 1 à M avec M entier supérieur ou égal à 0.

Les étapes de traitement élémentaire TB_ijpour un i donné sont mises en œuvre dans l’ordre temporel défini par les ordres j d’acquisition des sous-blocs de données élémentaires SB_ijou dans un autre ordre temporel.

L‘étape de combinaison COMB permet de passer de l’espace des temps à l’espace des distances. L’image élémentaire est, par exemple, bidimensionnelle ou tridimensionnelle.

Par image élémentaire IE_ij, on entend un maillage de pixels ou de voxels dont les intensités respectives sont représentatives de propriétés acoustiques du milieu environnant de la sonde en des coordonnées respectives. Les coordonnées d’un pixel ou d’un voxel représentent une position par rapport à la sonde d’un point du milieu environnant.

Le traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i comprend ensuite une étape de suivi temporel SU des microbulles MI_ijmsur les différentes images élémentaires améliorées IA_ij(avec j = 1 = J) générées pour le bloc de données B_iou sur au moins une partie de ces images élémentaires améliorées de sorte à obtenir des ensembles de positions des agents de contraste, par exemple des microbulles.

Par exemple, en supposant que l’on suit les microbulles sur toutes les images élémentaires améliorées IA_ij(avec j = 1 = J) et qu’aucune microbulle ne disparaît, on obtient J positions PS_ijmpour chacune des M microbulles Mi_mdétectées.

Il est à noter que l’étape de localisation LO est optionnelle. L’étape de suivi peut, consister à suivre les positions P_ijmdes microbulles obtenues lors de l’étape de détection DE au lieu de suivre les positions plus précises PS_ijmobtenues lors de l’étape de localisation LO.

L’étape de traitement de bloc TB_ipeut ensuite comprendre une étape de reconstruction RE d’une image à partir de données générées lors de traitement de bloc TB_idu bloc de données B_id’ordre i.

Par exemple, l’étape de reconstruction RE comprend une étape de reconstruction d’une image IR_ireprésentant les trajets suivis par différentes microbulles sur les différentes images élémentaires améliorées AM_ijgénérées à partir des sous-blocs de données respectifs SB_ijdes blocs de données d’ordre i B_i, c’est-à-dire représentant les positions P_ijmou PS_ijmdes microbulles suivies sur les sous-blocs de données respectifs SB_ij.

L’étape de traitement T peut ensuite comprendre une étape de reconstruction globale RET d’une image globale IG à partir de données générées lors de traitement de bloc TB_id’ordre i du bloc de données B_id’ordre i, par exemple, à partir d’images IR_ireconstruites lors d’étapes de reconstruction RE, par exemple à partir des images IR_iavec i = 1 à N.

Les étapes listées ci-dessus sont réalisées par des méthodes classiques connues de l’homme du métier qui ne seront pas décrites à nouveau ici. Des exemples non limitatifs des méthodes utilisés sont donnés ci-après.

L’étape de combinaison COMB comprend, par exemple une étape de formation de voies, appelée « beamforming » en terminologie anglo-saxonne.

Dans un mode de réalisation, l’’étape de formation de voies est réalisée par la méthode appelée Retard et Somme plus connue sous le nom anglo-saxon de « Delay & Sum ».

Par exemple, dans le cas d’une imagerie 2D par ondes planes où il n’y a qu’une seule sous ouverture définie par des transducteurs alignés selon un axe de la sonde. Les différents faisceaux W_ksont des ondes planes émises avec un angle a_kpar rapport à une direction normale. Les images élémentaires EI_ijsont obtenues en combinant une somme des signaux acquis par les transducteurs retardés par des retards :

Où

Où x est une coordonnée d’un point selon l’axe de la sonde dans un repère lié à la sonde ; z est une coordonnée d’un point selon la normale à l’axe de la sonde dans le repère lié à la sonde et x’ est une coordonnée du transducteur selon l’axe de la sonde dans le repère lié à la sonde.

L’étape de combinaison COMB peut être réalisée par d’autres méthodes connues de l’homme du métier basées sur des modèles mathématiques, par exemple, par formation de voie dans l’espace de Fourier, en utilisant des méthodes adaptatives, ou multivariantes. Elle peut en variante être réalisée par une méthode d’apprentissage utilisant, par exemple, un réseau de neurones entraîné à reconstruire les images élémentaires à partir des données du sous-bloc.

Dans une réalisation particulière, l’étape d’acquisition élémentaire se_hcomprend la mise en œuvre de plusieurs séquences d’acquisition individuelles si_hkavec k = 1 à K et K est un entier supérieur 1. Ces séquences d’acquisition individuelles si_hkdiffèrent en ce que des caractéristiques spatiales et/ou temporelles des faisceaux émis lors de leurs étapes d’émission E_hkrespectives diffèrent comme expliqué précédemment.

L’étape de combinaison COMB mise en œuvre lors du traitement élémentaire TB_{i j}comprend, par exemple, plusieurs étapes de formations de voies, les étapes de formations de voies respectives utilisent des données acquises sous l’effet de l’émission de faisceaux respectifs, lors de l’acquisition du sous-bloc de données SB_{i j}, de sorte à former plusieurs images intermédiaires et une étape de combinaison, par exemple de moyennage de ces images intermédiaires de sorte à former l’image élémentaire. Ce procédé est connu sous le nom anglo-saxon de » compounding » ou de «coherent compounding ». Il permet d’augmenter le contraste et la résolution des images. La combinaison d’une pluralité d’images permet de limiter le bruit et donc d’augmenter le contraste. La combinaison d’images acquises au moyen de faisceaux distincts permet d’augmenter la résolution.

En variante, k est égal à 1.

En variante et/ou en sus, l’étape sb_jd’acquisition d’un sous-bloc SB_ijcomprend la mise en œuvre de plusieurs séquences d’acquisition élémentaires se_havec h = 1 à H et H est un entier supérieur 1. Ces séquences d’acquisition élémentaires se_hdiffèrent par les configurations d’émission/réception C_hutilisées. Ce type de procédé permet d’adresser des sondes avec un nombre de transducteurs plus important que le nombre de voies de traitement électronique disponibles.

Dans ce cas, l’étape de combinaison COMB comprend avantageusement une étape connue de concaténation des données acquises avec les différentes configurations d’émission/réception de façon à recomposer la totalité du champ de vue. Cette étape est mise en œuvre préalablement à la ou aux étapes de formation de voies.

L’étape de combinaison comprend, par exemple, une étape de concaténation des données acquises au moyen des différentes séquences élémentaires.

En variante, h= 1.

L’étape d’amélioration AM mise en œuvre pour améliorer les signaux de l’image élémentaire IE_ij, qui sont issus des microbulles par rapport à d’autres signaux de l’image élémentaire IE_ij, peut utiliser uniquement l’image élémentaire IE_ijou cette image et au moins une des autres images élémentaires IE_{ij ’}avec j’ différent de j. Autrement dit, cette étape permet d’améliorer le contraste entre ces deux types de signaux.

Cette étape d’amélioration AM consiste, par exemple, à améliorer les signaux issus des microbulles par rapport à ceux des tissus environnants, par exemple, des parois des vaisseaux sanguins dans lesquels circulent les microbulles.

L’étape d’amélioration AM comprend, par exemple, une étape de filtrage pour supprimer des signaux provenant des tissus de l’image élémentaire et ne conserver que les signaux provenant des microbulles. Cette étape est, par exemple, connue sous le nom de « clutter filter » ou filtrage du fouillis. Elle comprend par exemple l’application de filtres spatio-temporels de type Décomposition en Valeurs Singulières ou SVD, acronyme de l’expression « Singular Value Decomposition » en terminologie anglo-saxonne pour séparer les échos provenant des microbulles des échos provenant des tissus.

En variante, l’étape d’amélioration AM utilise une stratégie non linéaire. Il s’agit, par exemple, d’une méthode de traitement particulière basée sur l’émission de faisceaux particuliers lors de l’étape d’acquisition. Le faisceau est, par exemple défini de façon à réaliser une inversion de phase connue sous le nom de « Pulse Inversion » en terminologie anglo-saxonne, une modulation d’amplitude, par exemple une modulation d’amplitude sur les longs ensembles (AMLE), une émission de CHIRP acronyme de l’expression anglo-saxonne « Compressed High Intensity Radar Pulse », une émission utilisant un code de Golay, ou d’autres stratégies équivalentes.

L’étape de détection DE des microbulles, est par exemple, mise en œuvre, par une recherche des maximas locaux de l’intensité des pixels ou voxels de l’image améliorée. Cette étape typiquement permet de positionner les microbulles au pixel ou voxel près.

L’étape de localisation LO des microbulles consiste à améliorer la précision des positions des microbulles obtenues lors de l’étape de détection DE. Il s’agit avantageusement une méthode de localisation avec une précision sub-pixel ou sub-voxels.

L’étape de localisation LO est, par exemple, réalisée par moyenne pondérée de l’intensité des pixels/voxels voisins, par interpolation, par exemple à l’aide d’un kernel Gaussien, Cubique, Spline, ou Lanczos, par ajustement d’une fonction gaussienne plus connu sous le nom de « gaussian fit », par un algorithme utilisant la symétrie radiale du signal d’une microbulle isolée, ou plus généralement d’un agent de contraste isolé, et qui permet de calculer explicitement la position comme le point minimisant la distance aux lignes de courant du gradient spatial par ou toute autre méthode équivalente. Les méthodes d’interpolation et d’ajustement gaussien sont précises. Les méthodes utilisant une moyenne pondérée sont précises.

L’étape de suivi des microbulles SU, plus connue sous le nom de « tracking » en terminologie anglo-saxonne, est par exemple mise en œuvre en utilisant la méthode du plus proche voisin, ou « nearest neighbor » en terminologie anglo-saxonne, qui consiste à attribuer à chaque microbulle du sous bloc SB_ij, la microbulle du sous-bloc SB_ij+1 dont la distance est la plus proche ; ou encore en utilisant l’algorithme de Kuhn Munkres aussi appelée méthode Hongroise et qui consiste à minimiser la somme des distances entre toutes les microbulles du sous bloc (i,j) et toutes les microbulles du sous bloc (i,j+1). Il est également possible de combiner ces approches avec des filtres de Kalman pour intégrer des a priori à ces méthodes de suivi.

Le traitement de bloc TB_ipeut bien évidemment comprendre d’autres étapes.

Il peut, par exemple comprendre une étape de correction des positions des microbulles pouvant être réalisée en parallèle d’autres étapes de l’étape de traitement de bloc TB_iet comprenant une étape d’estimation des déplacements (par exemple dus à la respiration du patient) et une étape de correction utilisant ces déplacements pour corriger des images élémentaires ou des images améliorées ou directement des positions des microbulles calculées lors de l’étape de location.

Le traitement de bloc peut comprendre une étape de correction d’aberrations diverses dues à la propagation des ultrasons à travers des tissus biologiques, par exemple le crâne ou une couche de gras. Ces corrections peuvent par exemple utiliser les microbulles pour déterminer une loi d’aberration générale et l’utiliser pour corriger les délais lors de la combinaison COMB.

Le procédé peut comprendre une étape de traitement des trajectoires des microbulles pour corriger des artefacts d’échantillonnage spatiaux et temporels.

Les étapes de reconstruction RE et REG sont, par exemple, réalisées par accumulation.

On définit, par exemple, un maillage de l’espace en voxels de taille prédéfinie, et on incrémente la valeur de chaque voxel à chaque fois qu’un agent de contraste, par exemple une microbulle, est détecté dans ce voxel lors des étapes de suivi du traitement de bloc TB_iou lors des étapes de suivi des premiers traitements TB_iavec i = 1 à N. créant ainsi une représentation du volume sanguin dans le champ d’observation. Il est également possible pour chaque voxel de représenter la vitesse moyenne des microbulles l’ayant traversé.

En variante, le traitement élémentaire TB_ijcomprend une partie des étapes représentées en . Il comprend, par exemple, l’étape de combinaison COMB et éventuellement l’étape d’amélioration et/ou l’étape de détection et/ou l’étape de localisation LO et/ou l’étape de suivi SU et/ou l’étape de reconstruction RE.

Avantageusement, le traitement de bloc TB_id’ordre i comprend, par exemple, au lieu des étapes de détection, de localisation et de suivi, suite à la mise en œuvre de l’étape d’amélioration AM pour chacun des sous-blocs de sorte à obtenue des images améliorées IA_ijpour j= 1 à J, une étape de reconstruction d’une image, à partir des images améliorées IA_ijgénérées pour le bloc d’ordre i (c’est-à-dire pour j = 1 à J), par une méthode d’imagerie par fluctuation optique stochastique plus connue sous le nom de SOFI, acronyme de l’expression anglo-saxonne « Stocastic Optical Fluctuation Imaging ». On obtient une résolution améliorée de racine de 2 par rapport à la résolution des images améliorées.

On connaît, en variante, une méthode d’imagerie doppler ultrasensible dans laquelle l’étape de reconstruction RE consiste faire la moyenne quadratique temporelle des images améliorées IA_ijobtenues pour les différents sous-blocs de données SB_ij(avec j = 1 à J) générés pour un i donné.

En variante, le procédé comprend, suite à la mise en œuvre de l’étape d’amélioration AM pour chacun des sous-blocs de sorte à obtenue des images améliorées IA_ij, une étape de suivi de texture, plus connue sous le nom de Speckle Tracking en terminologie anglo-saxonne, de sorte à obtenir une suite d’images.

En variante, l’étape de traitement de bloc TB_icomprend l’étape de combinaison COMB de sorte à obtenir les images IE_ij. L’étape de reconstruction RE est mise en œuvre en moyennant tout ou partie des images IE_ijobtenues pour les différents sous-blocs SB_{i j}de sorte à obtenir une image plus connue sous le nom d’image B-mode.

Système d’acquisition et traitement

En , on a représenté un bloc-diagramme du système SYS selon un exemple de réalisation de l’invention configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.

Le système SYS comprend, par exemple, un système d’acquisition SA et un système de traitement qui est un dispositif de traitement DT dans l’exemple non limitatif de la .

En variante, le système de traitement comprend différents éléments aptes à communiquer par des moyens de communication filaires ou sans-fil.

Le système d’acquisition SA comprend une sonde S et un dispositif d’acquisition DA.

La sonde S comprend le réseau R de transducteurs TR.

Le réseau de transducteurs TR peut être à une dimension. Les transducteurs TR sont alors agencés en ligne. La ligne est, par exemple une ligne droite, le réseau est alors linéaire, ou courbe. En variante, comme dans l’exemple de la , les transducteurs TR sont agencés en lignes et en colonnes sur une surface plane ou courbe. Les transducteurs TR sont avantageusement régulièrement répartis dans l’espace. Une variante consiste à répartir les transducteurs TR aléatoirement dans l’espace pour former une sonde parcimonieuse. Une autre variante consiste à utiliser des sondes appelées RCA pour Raw-Column Arrays, où les éléments d’une même ligne et d’une même colonne sont connectés entre eux.

Le dispositif d’acquisition DA comprend un émetteur EM, un contrôleur CTR, un éventuel multiplexeur MUX, un module de prétraitement MPR comprenant un convertisseur analogique numérique CAN, une première mémoire MT et un système de communication de la sonde CO1.

Le système d’acquisition DA est configuré pour mettre en œuvre l’étape d’acquisition A du procédé selon l’invention.

Le multiplexeur MUX permet d’adresser sélectivement les sous-ouvertures d’émission et de réception.

Lorsqu'il est excité par l’émetteur EM, via le multiplexeur MUX, chaque transducteur TR émet une impulsion ultrasonore.

Le contrôleur CTR est apte à commander les autres éléments du dispositif d’acquisition DA.

Le contrôleur CTR est configuré pour commander, à chaque étape d’émission E_hk :

• l’émetteur EM de sorte qu’il génère, à destination des transducteurs TR, une excitation définie pour que la sous-ouverture d’émission SOo, recevant l’excitation, émette un faisceau ultrasonore W_kdéfini par ses propriétés temporelles et spatiales,
• le multiplexeur MUX de sorte que l’excitation soit transmise aux transducteurs de la sous-ouverture d’émission SOo.

Par exemple, l’émetteur EM génère un signal d’excitation définissant une forme d’onde et une fréquence prédéterminée de l’onde et applique à ce signal différents délais de sorte à générer des signaux élémentaires d’excitation respectifs destinés à exciter les transducteurs TR respectifs de la sous-ouverture d’émission SOo de sorte à définir une direction du faisceau W_kdestiné à être émis par la sous-ouverture SOo.

Le contrôleur CTR commande la configuration de commutateurs du multiplexeur MUX de sorte que le multiplexeur transmette les signaux élémentaires d’excitation respectifs aux transducteurs TR respectifs de la sous-ouverture d’émission SOo de sorte que le réseau de transducteurs TRémette le faisceau d’émission W_k.

Le contrôleur CTR est configuré pour commander, à chaque étape de réception R_hk, le multiplexeur MUX de sorte que seuls les transducteurs TR de la sous-ouverture de réception SOo’ transmettent les signaux électriques générés du fait de l’émission du faisceau ultrasonore W_kau dispositif de prétraitement MPR.

Le dispositif de pré-traitement MPR peut en outre comprendre, à titre d’exemple, au moins un filtre et/ou un démodulateur et/ou un compensateur de gain de temps et/ou un échantillonneur.

Le contrôleur CTR est programmé pour commander des éléments du dispositif d’acquisition DA de sorte que ce dernier mette en œuvre l’étape d’acquisition A.

Dans un exemple de réalisation, le contrôleur CTR comprend, par exemple, un ensemble d’au moins un processeur couplé opérationnellement à une mémoire dans laquelle est stocké un programme exécuté par le contrôleur CTR pour que le système d’acquisition DA mette en œuvre l’étape d’acquisition A.

Le multiplexeur MUX transmet les signaux reçus par les transducteurs TR de la sous-ouverture de réception SOo’ au dispositif de prétraitement MPR comprenant le convertisseur analogique numérique CAN pour générer les jeux de données brutes numériques RF_ijhkà partir des signaux d’échos. Ces jeux de données sont enregistrés dans la mémoire MT du dispositif d’acquisition ACQ lors de l’étape de stockage MEM_hk.

Avantageusement, la première mémoire MT est une mémoire vive ou RAM.C’est, par exemple, une mémoire tampon du dispositif d’acquisition DA.

Le dispositif d’acquisition DA comprend un ensemble d’au moins un système de communication CO1 permettant au dispositif d’acquisition DA de communiquer avec la sonde S et avec un ensemble d’au moins un système de communication CO2 du dispositif de traitement DT de sorte à permettre la transmission de données de la mémoire MT du dispositif d’acquisition ACQ au dispositif de traitement DT, par exemple à une deuxième mémoire MDT du dispositif de traitement DT.

Le contrôleur CTR est apte à contrôler le système du communication C1 du dispositif d’acquisition DA pour qu’il transmette les données au système de communication CO2 du dispositif de traitement DT.

Le système de traitement, par exemple le dispositif de traitement DT, comprend la deuxième mémoire MDT, une unité de traitement UT et une interface homme-machine INT comprenant une interface d’entrée INTE et une interface de sortie INTS.

Avantageusement, le procédé comprend, comme visible en , préalablement à l’étape de traitement de bloc TB_i, une étape de transfert TRA_idu bloc de données B_ivers la deuxième mémoire MDT. Un avantage est de vider la première mémoire MT et de permettre la poursuite du procédé d’acquisition sans saturer la première mémoire MT. Un autre avantage est de permettre de limiter la taille de la première mémoire MT.

Dans l’exemple particulier de la , le traitement de bloc TB_i, d’ordre i débute lorsque l’étape de transfert TRA_idu bloc de données B_id’ordre i est terminée. En variante, l’étape de traitement de bloc TB_id’ordre i débute pendant l’étape de transfert TRA_id’ordre i. Autrement dit, l’étape de transfert est réalisée au moins en partie préalablement à l’étape de traitement de bloc TB_i. Le traitement de bloc TB_ipeut en effet commencer dès lors qu’un sous-bloc a été transféré de la première mémoire MT à la deuxième mémoire MDT.

L’étape de transfert TRA_iest, par exemple, effectuée par le système de communication CO1 sous l’effet de la commande du contrôleur CTR.

L’étape de transfert TRA_iest, par exemple, mise en œuvre pendant l’acquisition A_i+kdu bloc de données B_i+kd’ordre i+k pendant laquelle est mise en œuvre ou débute l’étape de traitement de bloc TB_idu bloc B_ide données d’ordre i.

Dans l’exemple particulier de la , k = 1. Plus k est petit plus la taille de la première mémoire MT peut être réduite.

Cela est valable pour au moins un i, par exemple pour tout i inférieur ou égal à N-k.

Avantageusement, lors de l’étape de transfert TRA_i, le bloc de données B_iest effacé de la première mémoire MT. Le transfert TRA_ides données de la première mémoire MT vers la deuxième mémoire MDT permet d’enregistrer, dans la première mémoire MT, des données acquises lors de l’acquisition du bloc de données B_i+k.

Avantageusement, la deuxième mémoire MDT est une mémoire vive du dispositif de traitement DT. Un avantage est la rapidité de la mémorisation.

Avantageusement, le bloc de données B_iest transmis directement de la première mémoire à la deuxième mémoire MDT sans passer par une autre mémoire.

Dans une réalisation particulière, le deuxième mémoire MDT est une mémoire d’un GPU.

L’unité de traitement UT est configurée pour mettre en œuvre l’étape de traitement T ou au moins l’étape de traitement de bloc TB_idu procédé selon l’invention.

Dans un exemple de réalisation, l’unité de traitement UT comprend, par exemple, un ensemble d’au moins un processeur couplé opérationnellement à une mémoire dans laquelle est stocké un programme exécuté par l’unité de traitement UT pour que l’unité de traitement UT mette en œuvre l’étape de traitement T.

L’unité de traitement UT et/ou le contrôleur CTR sont configurés pour synchroniser les opérations réalisées par le système d’acquisition SA et le système de traitement de sorte à mettre en œuvre le procédé selon l’invention.

Les données générées lors du traitement de bloc TB_isont avantageusement stockées dans la deuxième mémoire MDT.

Ces données peuvent ensuite être transférées dans une mémoire interne du système de traitement DT, par exemple le dispositif de traitement DT.

Le transfert de ces données est avantageusement réalisé après l’étape d’acquisition A.

En variante, les données sont directement stockées dans une mémoire interne du dispositif de traitement.

Avantageusement, le dispositif de traitement DT ou système de traitement est configuré pour mettre en œuvre l’étape d’affichage AFF_iet l’unité de traitement UT est configurée pour générer les données à afficher lors de cette étape.

Cette étape consiste à afficher une représentation d’informations issues de données générées lors de l’étape du traitement de bloc TBi. Elle peut être mise en œuvre en fin de l’étape de traitement de bloc TB_icomme dans l’exemple de la ou à tout autre moment pendant l’étape de traitement de bloc, dès lors que des données ont été générées.

Il s’agit, par exemple, d’afficher une des images IE_ij, IA_ij,d’une image IR_iconstruite à partir de positions P_ijmgénérées à partir d’un sous-bloc de données ou de plusieurs sous-blocs de données ou bien d’un tableau de valeurs de ces positions, d’un indicateur ou d’un score.

Si les données affichées ne sont pas des données obtenues lors des étapes COMB, AM, DE, LO, SU, l’étape de traitement de bloc TB_icomprend avantageusement une étape de calcul de données à afficher à partir de données calculées lors d’une de ces étapes pour afficher les données à afficher lors de l’étape d’affichage.

Lorsque le traitement élémentaire TB_{i j}comprend uniquement une partie des étapes COMB, AM, DE, LO, SU visibles en , l’unité de traitement UT est avantageusement configurée pour commander la transmission, via le système CO2, à une deuxième unité de traitement du système de traitement, par exemple, un autre dispositif de traitement ou un serveur, de données générées lors du traitement de bloc TB_i. La deuxième unité de traitement est avantageusement configurée pour mettre en œuvre les étapes restantes prises parmi COMB, AM, DE, LO, SU ou au moins une de ces étapes.

L’étape de reconstruction RE peut être mise en œuvre par l’unité de traitement UT ou une deuxième unité de traitement. Dans le dernier cas, l’unité de traitement UT est alors avantageusement configurée pour commander la transmission, via le système CO2, à la deuxième unité de traitement du système de traitement.

Avantageusement, les étapes de traitement élémentaire TB_ijmises en œuvre, pour j = 1 à J, lors d’une étape de traitement de bloc T_i, sont mises en œuvre en parallèle, c’est-à-dire simultanément. Cela permet de traiter rapidement le sous-bloc de données SB_ij.

Le système, notamment les mémoires et la ou les unités de traitement et les systèmes de communication sont configurés, notamment dimensionnés, pour permettre de mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Cette configuration est, par exemple, réalisée expérimentalement.

Matériel

D’un point de vue matériel, le système de traitement et le contrôleur CTR peuvent être vus comme des calculateurs interagissant avec des programmes d’ordinateur.

Le système de traitement DT et le dispositif d’acquisition DA comprennent au moins un ordinateur, par exemple, un micro-ordinateur, un réseau d’ordinateurs, un composant électronique, une tablette, un Smartphone ou un assistant numérique personnel (PDA).

L’unité de traitement de données UT, l’éventuelle deuxième unité de traitement, et le contrôleur CTR comprennent par exemple, chacun un calculateur, comprenant un ensemble d’au moins un processeur, et éventuellement une mémoire couplée opérationnellement au calculateur.

La mémoire comprend par exemple un support lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est un dispositif tangible lisible par un lecteur de l’unité de traitement, apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé au système de communication CO1, CO2.

Autrement dit, le support lisible par ordinateur est un support tangible. Autrement dit, ce n'est pas un signal transitoire en soi, tels que des ondes radio ou d'autres ondes électromagnétiques à propagation libre, telles que des impulsions lumineuses ou des signaux électroniques. Un tel support de stockage lisible par ordinateur est, par exemple, un dispositif de stockage électronique, un dispositif de stockage magnétique, un dispositif de stockage optique, un dispositif de stockage électromagnétique, un dispositif de stockage à semi- conducteur ou toute combinaison de ceux-ci.

A titre d'exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire morte (ROM, de l'anglais Read-Only Memory), une mémoire morte effaçable et programmable (EPROM, de l'anglais Erasable Programmable Read-Only Memory), une mémoire morte programmable et effaçable électriquement (ÉEPROM, de l'anglais Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), une mémoire vive (RAM, de l'anglais Random Access Memory), une carte magnétique ou une carte optique.

Chacune des première mémoire MT et deuxième mémoire MDT peut être d’un des types précités.

Le support lisible peut comporter un système d’exploitation et charger les programmes selon l’invention. Il comporte des registres adaptés à enregistrer des variables de paramètres créés et modifiés eu cours de l’exécution des programmes précités. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d'ordinateur comportant des instructions logicielles.

En variante, les instructions des programmes sont issues d’une source externe et téléchargées via un réseau. C’est notamment le cas pour les applications.

L’unité de traitement de données UT, l’éventuelle deuxième unité de traitement et le contrôleur CTR comprennent chacun un calculateur, c’est-à-dire au moins circuit électronique de traitement de données conçu pour manipuler et/ou pour transformer des données représentées par des quantités électroniques ou physiques dans des registres du système d'évaluation et/ou des mémoires en d'autres données similaires correspondant à des données physiques dans les mémoires de registres ou d'autres types de dispositifs d'affichage, de dispositifs de transmission ou de dispositifs de mémorisation.

L’unité de traitement de données UT et/ou l’éventuelle deuxième unité de traitement et/ou le contrôleur CTR comprennent, par exemple, des mémoires, pour stocker des données, couplées opérationnellement au circuit traitement de données et un lecteur adapté à lire un support lisible par ordinateur.

Les étapes du procédé selon l’invention sont, par exemple, est exécutées en amenant les circuits de traitement de l’unité de traitement de données UT, de l’éventuelle deuxième unité de traitement, et du contrôleur CTR à lire des programmes prédéterminés enregistrés sur des matériels tels que des mémoires de telle sorte que leurs circuits de traitement de données exécutent des calculs, commandent des communications et à lisent et/ou écrivent des données dans des mémoires.

L’étape de traitement est, par exemple, exécutée sur un dispositif de traitement, par exemple ordinateur unique, ou sur un système distribué entre plusieurs ordinateurs (notamment via l’utilisation de l’informatique en nuage).

L’unité de traitement de données UT, l’éventuelle deuxième unité de traitement, et le contrôleur CTR comprennent chacun au moins un calculateur comprenant au moins des éléments listés ci-après : un ensemble d’un ou plusieurs processeurs (par exemple au moins une unité de traitement centrale (CPU) et/ou au moins une unité de traitement graphique (GPU) et/ou au un microcontrôleur et/ou au un processeur de signal numérique (DSP)) aptes à interpréter des instructions sous forme de programme informatique et/ou un élément matériel, tel qu’une carte électronique, dans lequel des étapes du procédé selon l’invention sont implémentées dans des éléments matériels.

Dans une réalisation particulière de l’invention, l’unité de traitement UT comprend un processeur graphique GPU. En variante, l’unité de traitement comprend une unité de traitement centrale (CPU).

L’invention se rapporte à un produit programme d’ordinateur comprenant le support lisible par ordinateur contenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le circuit de traitement, amènent le système S à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention, c’est-à-dire à exécuter les briques fonctionnelles du système selon l’invention.

Le produit-programme peut comprendre le support d’enregistrement lisible par ordinateur.

En variante, les instructions du programme sont issues d’une source externe et téléchargées via un réseau. C’est notamment le cas pour les applications. Dans ce cas, le produit programme d'ordinateur comprend un support de données lisible par ordinateur sur lequel sont stockées les instructions de programme ou un signal de support de données sur lequel sont codées les instructions de programme.

La forme des instructions de programme est, par exemple, une forme de code source, une forme exécutable par ordinateur ou toute forme intermédiaire entre un code source et une forme exécutable par ordinateur, telle que la forme résultant de la conversion du code source via un interpréteur, un assembleur, un compilateur, un éditeur de liens ou un localisateur. En variante, les instructions de programme sont un microcode, des instructions firmware, des données de définition d’état, des données de configuration pour circuit intégré (par exemple du VHDL) ou un code objet. Les instructions de programme sont écrites dans n’importe quelle combinaison d’un ou de plusieurs langages de programmation, par exemple un langage de programmation orienté objet (C++, JAVA, Python), un langage de programmation procédural (langage C par exemple).

Les systèmes de communication CO1, CO2 permettent une communication entre les éléments du système et éventuellement entre au moins un élément du système et un dispositif extérieur au système. Les systèmes de communication peuvent établir un lien physique entre des éléments du système et/ou entre un élément du système et un dispositif extérieur au système et/ou un lien en communication à distance (sans fil) entre des éléments du système et/ou entre un élément du système et un dispositif extérieur au système.

Les systèmes de communication peuvent comprendre n'importe quel matériel, microprogramme et/ou logiciel approprié pour communiquer des informations entre des éléments du dispositif auquel appartient le système de communication, par exemple via un bus de données, ou à un élément extérieur au dispositif. Afin de permettre la communication de données entre différents dispositifs auxquels appartiennent les systèmes de communication, ces systèmes comprennent du matériel micrologiciel et/ou logiciel permettant d’établir, entre eux, une liaison de communication câblée, ou sans-fil, par exemple Wi-Fi, Bluetooth, cellulaire ou Ethernet.

L'interface utilisateur INT permet à un utilisateur de saisir des données ou des commandes de façon à pouvoir interagir avec les programmes selon l’invention.

L’interface utilisateur INT comprend, par exemple, une interface et sortie INTS et une interface d’entrée INTE.

L’interface d’entrée comprend, par exemple, un clavier ou un une interface de pointage, tel qu’une souris, un crayon optique, un pavé tactile, une télécommande, un dispositif de reconnaissance vocale, un dispositif haptique.

L’interface de sortie INTS est conçue pour restituer des informations à un utilisateur, de façon sensorielle ou électrique, comme, par exemple de façon visuelle ou sonore. L’interface de sortie comprend, par exemple, un afficheur. L’étape d’affichage AFF_ipeut alors être une étape de restitution d’informations issues de données générées lors du traitement de bloc d’ordre i par l’interface de sortie INTS, par un autre moyen qu’un afficheur.

L’interface de sortie INTS peut être le dispositif d’entrée INTE, par exemple, dans le cas d’une tablette tactile.

L’invention se rapporte également à un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le système selon l’invention à exécuter les étapes du procédé selon l’invention ainsi qu’à un support lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur.

Réalisation matérielle particulière

Dans une réalisation particulière de l’invention, le dispositif d’acquisition DA comprend un boîtier renfermant et/ou supportant les éléments du dispositif d’acquisition DA représentés sur la . Le dispositif d’acquisition DA forme un objet destiné à être relié de façon filaire à la sonde S.

Dans la réalisation particulière de la , le système de traitement est un dispositif de traitement DT, par exemple un micro-ordinateur, destiné à être relié en communication de façon filaire ou sans fil, par exemple via un réseau Wifi, au dispositif d’acquisition DA.

En variante, le dispositif d’acquisition DA est intégré au dispositif de traitement DT.

Dans une réalisation particulière, le dispositif de traitement DT est un micro-ordinateur, par exemple, ordinateur portable ou transportable par un humain.

Il est, par exemple, apte à être monté sur roulettes de sorte qu’un humain puisse le déplacer aisément.

En variante, le système de traitement comprend un premier dispositif de traitement comprenant la deuxième mémoire MDT et l’unité de traitement. Le système de traitement comprend un dispositif de sortie comprenant l’interface INT ou l’interface de sortie INTS reliée en communication, par exemple sans fil ou filaire, avec le dispositif de traitement, par le système de communication CO2. Le dispositif de sortie est, par exemple un téléphone ou une tablette. En variante, l’unité de traitement UT est distribuée entre le premier dispositif de traitement et le dispositif de sortie de sorte que le dispositif de sortie réalise une partie du traitement de bloc.

Claims (14)

1. Procédé d’acquisition et de traitement d’ondes ultrasonores comprenant l’acquisition séquentielle de N blocs de données élémentaires (B_i) d’ordre i, avec i = 1 à N, et le traitement séquentiel (T), mis en œuvre par ordinateur, des blocs de données élémentaires (B_i), l’ordre i de chaque bloc de données élémentaires brutes (B_i) étant le numéro d’ordre d’acquisition du bloc de données (B_i) parmi les N blocs de données, l’acquisition (A) séquentielle comprenant, pour chaque bloc de données élémentaires, l’acquisition (A_i) du bloc de données (B_i) d’ordre i comprenant J acquisition(s) de sous-bloc(s) de données d’ordre j (SB_ij), pour j = 1 à J avec J supérieur ou égal à 1, comprenant, pour chaque configuration d’émission/réception (C_h) d’un ensemble d’au moins une configuration d’émission/réception (C_h) définie par une sous-ouverture d’émission (SOo) et une sous-ouverture de réception (SOo’) d’un réseau (R) de transducteurs (TR), un ensemble d’au moins une séquence d’acquisition individuelle (si_ijhk) comprenant :

   • Emission (E_hk) d’un faisceau ultrasonore (W_k), par la sous-ouverture d’émission (SOo), dans une zone d’intérêt d’un patient,
   • Réception (R_hk), par la sous-ouverture de réception (SOo’), d’échos générés par la zone d’intérêt sous l’effet du faisceau ultrasonore, de sorte à générer des signaux électriques,
   • Prétraitement (PT_hk) comprenant la numérisation de signaux issus des signaux électriques de façon à générer un jeu de données élémentaires (RF_hkji),

   le traitement séquentiel (T) comprenant, pour au moins un des blocs de données élémentaires (B_i) d’ordre i, un traitement de bloc (TB_i) d’ordre i, mis en œuvre par ordinateur, comprenant, pour au moins un sous-bloc de données (SB_ij) d’ordre j, un traitement élémentaire (TB_ij) comprenant la combinaison (COMB) de données du sous-bloc de données (SB_ij) d’ordre j de sorte à générer une image élémentaire (IA_ij),
   le traitement de bloc (TB_i) d’ordre i étant mis en œuvre pendant l’acquisition (A_i+k) d’ordre i+k avec k supérieur à 0, i+k étant inférieur ou égal à N.
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le traitement de bloc (TB_i) d’ordre i est mis en œuvre pendant l’acquisition (A_i+1) du bloc de données (B_i+1) d’ordre i+1.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement de bloc (TB_i) d’ordre i est mis en œuvre uniquement pendant l’acquisition (A_i+k) du bloc de données (B_i+k) d’ordre i+k.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant, pendant l’acquisition (A_i+k) du bloc de données d’ordre i+k, la fourniture à un utilisateur, via une interface utilisateur (INT), d’informations issues de données générées lors du traitement de bloc (TB_i) d’ordre i.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement élémentaire (TB_ij) comprend l’amélioration (AM) de signaux provenant d’agents de contraste (MB) sur l’image élémentaire (IE_ij) par rapport à d’autres signaux de sorte à obtenir une image élémentaire améliorée (IA_ij).
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement élémentaire (TB_ij) comprend la détection de signaux provenant d’agents de contraste sur l’image élémentaire ou sur une image issue de l’image élémentaire (IE_ij) de sorte à obtenir un ensemble de positions d’agents de contraste (PS_ijm).
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement de bloc (TB_i) d’ordre i comprend le suivi (SU) d’agents de contraste sur plusieurs images élémentaires ou images issues d’images élémentaires.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement de bloc (TB_i) d’ordre i comprend des traitements élémentaires (TB_ij) mis en œuvre pour des sous-blocs de données respectifs, en parallèle.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la séquence d’acquisition individuelle (si_ijhk) comprend le stockage du jeu de données élémentaires dans une première mémoire (MT), le procédé comprenant, le transfert du bloc de données élémentaires d’ordre i vers une deuxième mémoire (MDT), mis en œuvre, au moins en partie, préalablement au traitement de bloc (TB_i).
10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la première mémoire (MT) et la deuxième mémoire (MDT) sont des mémoires vives, le bloc de données élémentaires étant transmis de la première mémoire (MT) à la deuxième mémoire (MDT) sans passer par une autre mémoire.
11. Système d’acquisition et de traitement d’ondes ultrasonores configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système d’acquisition et traitement comprenant :

    • Un système d’acquisition (SA) comprenant le réseau (R) de transducteurs (TR) et configuré pour mettre en œuvre l’étape d’acquisition (A),
    • Un système de traitement (DT) configuré pour mettre en œuvre l’étape de traitement séquentiel (T).
12. Système selon la revendication 11 configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 10, dans lequel le système d’acquisition (SA) comprend la première mémoire (MT) et le système de traitement (DT) est destiné à être relié en communication avec le système d’acquisition (SA), le système de traitement (SA) comprenant la deuxième mémoire (MDT).
13. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le système selon la revendication 11 à exécuter les étapes du procédé selon la revendication 1.
14. Support lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon la revendication 13.