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Etre
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Appa
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Est-a
(2)
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Fre
(2)
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Tre
(1)
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Mul
(1)
[12][_]
Polymer
(1/ 5)
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RAYON
(5)
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Generic
(1/ 3)
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cation
(3)
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Physical
(3/ 3)
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20 Hz
(1)
[18][_]
de 20 Hz
(1)
[19][_]
30 Hz
(1)
[20][_]
Disease
(1/ 3)
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Bruit
(3)
[22][_]
Molecule
(2/ 2)
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cipe
(1)
[24][_]
nexion
(1)
[25][_]
Organism
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[26][_]
precis
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2516375A1
Family ID 2113540
Probable Assignee Vingmed As
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET APPAREIL DE MESURE PAR ULTRASONS DE LA VITESSE
D'ECOULEMENT DU SANG
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL D'ECHOGRAPHIE ET DE
MESURE SIMULTANEE PAR ULTRASONS, DE LA VITESSE D'ECOULEMENT DU SANG.
CET APPAREIL COMPORTE UNE UNITE CENTRALE4 DE COMMANDE, UNE UNITE2
D'ECHOGRAPHIE DESTINEE A FORMER UNE IMAGE BIDIMENSIONNELLE EN TEMPS
REEL, UNE UNITE1 DE MESURE PAR EFFET DOPPLER, ET UNE UNITE5 ASSOCIEE A
CETTE UNITE1 ET DESTINEE A PRODUIRE UNE ESTIMATION D'UN SIGNAL
MANQUANT. UN ECRAN3 DE TUBE A RAYON CATHODIQUE PERMET UNE
VISUALISATION CONVENABLE DE L'IMAGE ET DU SPECTRE DOPPLER.
DOMAINE D'APPLICATION: EXPLORATION DE STRUCTURES BIOLOGIQUES VIVANTES.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne d'une maniere generale l'association d'une mesure
par
ultrasons, utilisant l'effet Doppler,
de l'ecoulement du sang et d'une formation d'image d'am-
plitude d'echos d'ultrasons, permettant d'obtenir, dans un but
pratique et simultanement, une image d'une structure biologique (par
exemple un vaisseau sanguin, un ventricule cardiaque, etc) et une
mesure de la vitesse d'ecoulement du sang dans cette structure
L'association est obtenue sans reduction de la vitesse maximale du
sang qui peut etre mesuree au moyen de techniques Doppler a impulsions
et on peut egalement utiliser une technique Doppler continue.
Dans ce dernier cas, la vitesse maximale pouvant etre
mesuree n'est pas limitee.
Des techniques de mesure par ultrasons de la vitesse d'ecoulement du
sang, basees sur le principe
Doppler (designee ci-apres "mesure Doppler"), et de forma-
tion d'image d'amplitude d'echo, utilisant des impulsions
ultrasonores (designee ci-apres "echographie") sont consi-
derees comme connues, et l'invention concerne une association ou
combinaison de ces deux techniques pour effectuer des mesures
simultanees Le procede peut etre mis en oeuvre au prix de legeres
modifications apportees aux appareils commerciaux de formation d'image
et de mesure de vitesse du sang et par une interconnexion de ces
appareils avec
une unite centrale de oommande.
L'image de la structure biologique est representee sur un ecran
convenable de visualisation, et la region dans laquelle la vitesse
d'ecoulement du sang est mesuree est representee sur le meme ecran Une
analyse spectrale
utile du signal Doppler recu peut egalement etre represen-
tee sur un ecran et editee, le cas echeant, sur une
imprimante convenable.
L'invention a pour objet de simplifier l'orien-
tation ou le pointage de la tete ou du transducteur (ou des
transducteurs) a ultrasons pendant la mesure Doppler de la vitesse du
sang en utilisant l'image d'amplitude d'echo pour determiner la region
dans laquelle la vitesse du sang est mesuree En combinant la mesure de
la vitesse du sang et une mesure dimensionnelle des vaisseaux
sanguins, il est possible d'estimer ou de calculer le debit volumique
reel dans le vaisseau.
Une consideration tres importante, lorsqu'on utilise un equipement du
type decrit, est que le signal Doppler est presente sous une forme
audible, par exemple dans un haut-parleur Le medecin effectuant une
recherche utilisera, en particulier au debut, a un degre eleve,
l'information contenue dans le signal Doppler audible, entre autres
pour rechercher des points ou des zones, dans le circuit sanguin, o
une mesure ou une formation d'image plus detaillee peut etre
interessante Il est donc tres important que le signal Doppler presente
de facon audible
ne soit pas perturbe ou deforme de facon sensible.
Il existe dans le commerce un equipement destine a la formation d'une
image dans deux dimensions de
structures biologiques, en temps reel, sur la base de l'am-
plitude d'echos d'une courte impulsion ultrasonore Cet equipement
connu existe en deux versions: a) un equipement base sur un balayage
sectoriel,, qui peut
etre obtenu soit avec un agencement (reseau) de trans-
ducteur commande en phase, soit avec un transducteur mobile
mecaniquement; b) un equipement base sur un balayage lineaire, qui est
obtenu soit avec une selection electronique d'elements dans un reseau
lineaire de transducteurs, soit avec
un mouvement mecanique lineaire d'un transducteur unique.
Un equipement de mesure Doppler par ultrasons
de la vitesse d'ecoulement du sang est egalement disponi-
ble dans le commerce et peut mettre en oeuvre deux procedes
fondamentaux; a) un procede a impulsions ultrasonores Ceci rend
possible
une resolution de profondeur le long du faisceau ultra-
sonore, Ce sorte qu'on peut mesurer la vitesse dans une petite region
Il est egalement possible d'utiliser un echantillonnage a profondeurs
multiples de facon
a permettre une mesure de la vitesse a plusieurs pro-
fondeurs Ce procede a pour inconvenient de presenter une limitation de
la vitesse maximale pouvant etre
mesuree, donnee par le rythme ou la frequence d'impul-
sions qui est utilise.
b) Mesure ultrasonore continue Avec ce procede, on ne peut obtenir
aucune resolution de profondeurs le long du faisceau ultrasonore Par
contre, il n'existe aucune limitation quant a la vitesse maximale
pouvant etre
mesuree Il existe des instruments commerciaux disponi-
bles, qui associent les procedes a) et b) tels que
decrits ci-dessus.
Il existe egalement un equipement disponible
dans le commerce qui associe la formation d'une image d'am-
plitude d'echo et une mesure de vitesse du sang par effet Doppler
Trois principes ont ete utilises: a) Le mode a interruption L'image
est figee pendant la commande manuelle sur un ecran convenable et la
tete a ultrasons est utilisee pour la mesure de la vitesse
i du sang par effet Doppler.
b) Toutes les secondes, une impulsion ultrasonore emise est utilisee
pour la mesure de la vitesse par effet Doppler et les impulsions
intermediaires sont utilisees pour la formation d'image par amplitude
d'echo En d'autres termes, les impulsions servent alternativement
a la mesure Doppler et a l'echographie.
c) Enfin, il semble que l'on ait propose une forme de realisation dans
laquelle plusieurs impulsions Doppler sont emises sous forme d'un
train contigu, ayant des interruptions periodiques pour une seule
impulsion
de formation d'image d'amplitude d'echo.
Les procedes decrits ci-dessus, associant l'echo-
graphie et la mesure Doppler, presentent des defauts et des
inconvenients tels que ceux donnes ci-dessous 1) Dans le mode a
interruption, des mouvements de
la'tete de mesure ou de l'objet soumis a la mesure, lors-
que l'image est figee, donnent des indications erronees
de la region dans laquelle la vitesse est mesuree.
2) Avec l'emission alternee d'impulsions Doppler et de formation d'
image, la frequence d'emission des impulsions Doppler est reduite de
sorte que la vitesse maximale pouvant etre mesuree est egalement
reduite (mesure par impulsions Doppler). 3) Dans le troisieme procede
indique, la mise a jour de l'image ne s'effectue que lentement, ce qui
a pour resultat une orientation limitee lorsque l'objet et/ou la tete
de mesure est deplace Un autre grave inconvenient de ce procede est
que l'ecoute du signal est soumise a des perturbations, car les
signaux de formation d'image
sont audibles.
Dans les procedes b) et c), il est possible de ne pas utiliser un
signal de mesure Doppler continu, ce qui signifie que les vitesses
maximales pouvant etre mesurees sont determinees par la frequence de
base dans le mode a
impulsions Doppler.
Ces inconvenients sont evites, conformement a la presente invention,
en rendant possible l'utilisation d'une frequence d'image elevee (par
exemple 20 Hz) De plus,
des signaux de mesure Doppler, aussi bien du type a impul-
sions que du type continu, peuvent etre utilises et la frequence des
impulsions, dans le mode a impulsions, ne necessite pas une reduction
par rapport a la valeur qu'elle
possede lors d'une mesure purement Doppler.
Ainsi, a partir de techniques connues, l'inven-
tion est basee sur un procede de mesure par ultrasons
de la vitesse d'ecoulement du sang, reposant sur le prin-
cipe Doppler (mesure Doppler), cette mesure etant associee a une
formation simultanee d'image d'amplitude d'echo utilisant des
impulsions ultrasonores (echographie), pour l'investigation de
structures biologiques vivantes, en particulier des structures en
mouvement, par exemple une fonction cardiaque, la mesure Doppler et
l'echographie etant effectuees sequentiellement a des intervalles si
possible variables et si courts que l'echographie est mise a jour a
une frequence assez elevee pour l'obtention d'une qualite d'image
acceptable et que la mesure Doppler occupe une partie du temps
suffisante pour determiner la vitesse avec une precision souhaitee,
afin qu'une information
16375
d'image provenant de l'echographie et une indication de la region ou
du point de mesure Doppler soient presentees en temps reel sur un
ecran de tube a rayon cathodique ou autre, procede dans lequel
egalement une unite de commande est destinee a synchroniser la mesure
Doppler et l'echographie, un ou plusieurs transducteurs etant actionne
a tout instant donne pour effectuer soit la mesure Doppler, soit
l'echographie La particularite du procede selon l'invention consiste
principalement en ce que la mesure
Doppler est interrompue au cours d'intervalles qui consti-
tuent une partie non essentielle du temps, pour effectuer un balayage
complet ou partiel du faisceau ultrasonore sur le champ image, et en
ce que le signal Doppler mesure directement est utilise pour produire
une estimation qui
remplace le signal Doppler mesure directement, soit cons-
tamment, soit pendant certaines parties du temps.
L'invention sera decrite plus en detail en regard des dessins annexes
a titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:
la figure 1 est un schema simplifie d'un appa-
reil destine a la mise en oeuvre du procede selon l'inven-
tion; la figure 2 montre schematiquement une forme d'image representee
par l'appareil selon l'invention; la figure 3 montre schematiquement
une seconde forme d'image representee par l'appareil selon
l'invention;
la figure 4 montre schematiquement une modifi-
cation de l'agencement de la figure 2, avec un transducteur Doppler
separe; la figure 5 montre schematiquement une autre
forme de presentation basee sur l'utilisation d'un agence-
ment (reseau)lineaire de transducteurs pour l'echographie et un
transducteur Doppler separe; la figure 6 est un schema de la partie de
l'appareil dans laquelle le signal Doppler mesure directe-
ment est remplace par un signal estime; la figure 7 est un schema
simplifie d'une forme de realisation destinee a produire une
estimation du signal Doppler; la figure 8 est un schema simplifie
d'une autre forme de realisation pour la formation de l'estimation;
lai-figure 9 est un diagramme des temps montrant schematiquement un
exemple de la repartition temporelle de l'echographie et de la mesure
Doppler et, en outre, un certain traitement-de signaux (fonction de
fenetre)
la figure 10 est un diagramme des temps, ana-
logue a celui de la figure 9, mais associe a une forme particuliere de
realisation basee sur l'utilisation d'un filtre passe-haut;
la figure 11 est un schema simplifie d'un exem-
ple de reseau de prefiltrage destine a etre monte en avant du filtre
passe-haut, a l'interieur de l'appareil; et la figure 12 est un schema
d'un exemple d'un
ensemble (reseau) de transducteurs pour l'appareil de l'invention.
La figure 1 est un schema simplifie d'un appareil
destine a appliquer en pratique le procede de l'invention.
L'appareil comprend une unite centrale 4 de commande, une unite 2 de
formation d'une image d'amplitude d'echo; destinee a former une image
bidimensionnelle en temps reel, une unite Doppler 1 a laquelle est
associee une unite 5 d'estimation de signal manquant, ainsi qu'un
instrument,
par exemple un ecran 3 de tube a rayon cathodique, permet-
tant un affichage et une presentation convenables de l'image et du
spectre Doppler Le procede peut etre utilise de facon correspondante
pour la formation d'image d'amplitude d'echo dans une dimension et
dans trois dimensions ' L'unite Doppler l et l'unite 2 de formation
d'image peuvent etre mises en marche et arretees electroniquement Les
deux
unites sont commandees par l'unite 4 de commande qui fonction-
ne selon des principes connus et classiques pour une telle commande
Pendant le fonctionnement, l'unite 4 de commande etablit des
interruptions de la mesure Doppler durant de courts intervalles de
temps (par exemple 15 millisecondes) afin de faire executer un
balayage complet ou partiel du faisceau ultrasonore de formation
d'image sur le champ image ou la region de l'image Le signal Doppler
mesure directement est utilise pour produire une estimation qui
remplace le signal Doppler soit constamment, soit pendant certaines
parties du temps, par exemple uniquement lorsque la mesure Doppler ne
peut etre utilisee, ce qui peut etre du aux intervalles
d'interruption, a des transitoires passant dans des filtres
passe-haut, etc L'estimation
est etablie par l'unite 5.
L'image d'amplitude d'echo, qui est produite lors de chaque balayage,
est stockee dans une memoire electronique convenable d'image qui est
exploree de facon continue pour que l'image soit presentee sur un
ecran convenable De tels procedes de memorisation sont utilises dans
plusieurs instruments du commerce L'unite 4 de commande assure
l'organisation dans le temps de la mesure Doppler et de la formation
d'image (echographie), ainsi que l'organisation
des signaux pour une visualisation et une edition conve-
nables Ceci peut varier sur des details en fonction des unites Doppler
et de formation d'image utilisees et ces operations peuvent etre
realisees sur la base des memes techniques que celles utilisees dans
des unites de commande
pour d'autres instruments a sequences temporelles.
La figure 1 represente egalement sous une forme schematique un
transducteur Doppler 10 a et un reseau 10 de transducteur pour
l'echographie, qui peut correspondre, par exemple, a celui illustre de
facon relativement plus detaillee sur la figure 4 ou sur la figure 5
decrite plus
en detail ci-apres.
Le fonctionnement de l'appareil de la figure 1 sera explique plus en
detail ci-dessous, en particulier
en regard des figures 6 a 9.
Les figures 2 et 3 montrent deux exemples d'une representation d'image
et d'une indication des regions 21 (figure 2) et 31 (figure 3) dans
lesquelles la vitesse du sang est mesuree a l'aide d'un reseau de
transducteurs
commandes en phase.
Ces figures representent un coeur, respectivement
en 25 et en 35, une aorte en 26 et en 36, ainsi que l'ex-
tension du champ image par des lignes 27, 28, 29 et 37, 38, 39,
respectivement La peau du patient est indiquee respective-
ment en 23 et en 32.
La meme tete ultrasonore 20 et 30, respectivement, est utilisee pour
la mesure Doppler et l'echographie -Sur la figure 2, le faisceau
ultrasonore 22 pour la mesure Doppler est dirige droit en avant Dans
ce cas, il est possible, au moyen de selecteurs convenables (soit des
relais, soit des commutateurs electroniques), d'intercon-
necter plusieurs elements du reseau de transducteurs en
un seul transducteur Doppler.
Sur la figure 3, la direction 33 de la mesure Doppler est deviee par
rapport a-un axe central Pour obtenir cette deviation, le signal doit
etre commande en phase dans tous les elements transducteurs 30, par
exemple au moyen du meme circuit electronique que celui utilise pour
la commande de phase pendant la formation d'image Le procede de la
figure 2 presente une meilleure sensibilite dans le cas d'un circuit
electronique de commande de phase peu
precis et sujet aux parasites.
On peut egalement utiliser un transducteur separe a pour les mesures
Doppler, comme montre sur la figure 4,
sur laquelle un reseau 40 de transducteurs sert a l'echo-
graphie par balayage sectoriel entre des limites 47, 48.
La figure 5 montre un balayage d'image lineaire effectue au moyen d'un
reseau lineaire 50 de transducteurs et avec un transducteur Doppler
separe 50 a Les transducteurs'50 et 5 aa sont representes en contact
avec la peau 52 du patient au-dessous de laquelle une veine est
representee en 56, cette veine etant situee en partie dans le champ
image ou la region de l'image qui est limitee par les lignes 57, 58 et
59 La region 51 de la mesure Doppler est
montree comme etant a l'interieur de la veine 56.
Cet agencement, avec un transducteur Doppler separe, presente, entre
autres, l'avantage de permettre l'utilisation d'lun transducteur
Doppler 50 a qui peut etre optimise pour avoir la meilleure
sensibilite au cours des mesures Doppler Avec un balayage mecanique de
formation d'image, on peut utiliser un transducteur Doppler fixe
separe 50 a, car il est difficile d'arreter le transducteur mobile de
formation d'image assez rapidement pour permettre
des mesures Doppler.
On se referera a present a la figure 9 qui montre tout d'abord un
exemple de partage de temps entre l'echo- graphie et la mesure Doppler
de la vitesse Avec un temps d'image de 15 millisecondes et un temps de
mesure Doppler de 35 millisecondes, on obtient une frequence d'image
de 20 Hz En reduisant le temps Doppler a 18 millisecondes, par Eemple,
la frequence d'image est elevee a 30 Hz La partie restante de la
figure 9 sera decrite plus en detail ci-apres. Comme mentionne
precedemment, le signal Doppler mesure directement est utilise pour
produire une estimation qui remplace le signal Doppler, soit
constammentl soit en l'absence du signal Doppler La figure 6 montre
comment l'estimation peut remplacer le signal Doppler mesure
directement, soit uniquement pendant les intervalles d'in-
terruption precites, soit egalement pendant de plus grandes parties du
temps, par exemple constamment Comme represente, l'unite 65
d'estimation du signal manquant peut etre montee
dans le circuit 60 du signal, en parallele avec une con-
nexion transmettant le signal Doppler mesure directement du fil 61 a
un commutateur 62 qui, dans sa position haute (fleche en traits
pleins), transmet le signal Doppler mesure directement et qui, dans sa
position basse (fleche en traits pointilles) transmet le signal estime
de l'unite aux parties suivantes de l'appareil, par exemple l'unite 4
de commande, afin qu'une representation de ce signal apparaisse sur un
ecran de visualisation ou autre, par
exemple l'ecran 3 de la figure 1 Si l'appareil selon l'in-
vention est concu pour utiliser constamment le signal estime, le
commutateur 62 reste constamment dans sa position basse ou bien seul
le circuit du signal passant par l'unite 65 d'estimation du signal
manquant peut suffire Lorsque le
commutateur 62 est present, il est possible, en le comman-
dant convenablement, de choisir les parties du temps pen-
dant lesquelles le signal estime remplace le signal Doppler 1 O
mesure directement.
Le signal estime est genere dans l'unite 65 d'estimation du signal
manquant, qui correspond a l'unite de la figure 1, d'apres les
caracteristiques du signal Doppler mesure, par exemple en association
avec l'inter- valle d'interruption concerne, c'est-a-dire avant et/ou
apres cet intervalle Une estimation du signal Doppler manquant peut
etre effectuee, par-exemple, des manieres suivantes: a) sur la base
des caracteristiques du signal Doppler, par exemple a la fin de
l'intervalle Doppler, on peut generer un signal estime par
l'application, par exemple, d'un
parasite a bande large a un reseau de filtrage commande.
-Ceci est montre sur la figure 7 La figure 7 represente un generateur
73 de bruit a bande large, un filtre commande 72 et un dispositif 71
destine a produire des signaux de parametre du filtre qui determinent
la caracteristique instantanee du filtre 72 Ce dernier peut etre
concu, par exemple, sous la forme d'un filtre transversal dans lequel
les ponderations intermediaires sont reglees suivant les parametres du
filtre afin que l'on obtienne le spectre souhaite Sur la figure 7, le
signal Doppler mesure directement arrive en 70 au dispositif
71 et le signal estime sort en 74 du filtre 72.
b) Dans la forme de realisation de la figure 8, le signal Doppler
mesure directement et arrivant en 80 peut etre memorise de facon
continue, par exemple dans une memoire numerique 82, par la
cooperation d'un compteur d'adresse
et d'une commande de saut d'adresse appliquee en 84.
Lors d'une interruption pour le balayage de l'image, la derniere
partie memorisee du signal Doppler peut etre extraite et utilisee
comme signal estime pendant la periode de formation d'image Ce signal
estime
apparait en 86.
Dans la forme de realisation de la figure 8, les
elements 82, 83 et 84 peuvent etre consideres comme cons-
tituant une unite 5 d'estimation de signal manquant, telle que montree
sur la figure 1 De la meme maniere, les elements 71, 72, 73 et 74 de
la forme de realisation decrite ci-dessus en regard de la figure 7
peuvent etre consideres
comme constituant une unite d'estimation de signal manquant.
Le signal Doppler "mesure directement", indique en 61 sur la figure 6,
est passe a travers un filtre passe- haut, par exemple un filtre 81
tel que montre sur la figure 8 Dans le cas d'une-mesure d'impulsion
Doppler, le filtre passe-haut doit etre precede ou suivi d'un filtre
d'interpolation. Pour obtenir une transition en douceur entre le
signal Doppler estime et le signal Doppler mesure directe-
ment, on peut proceder a une multiplication du signal a l'aide d'une
fonction de fenetre telle qu'indiquee en 63 sur la figure 6 Avec ce
procede, le niveau du signal est ramene progressivement a zero avant
la commutation, et il est ensuite de nouveau eleve progressivement
jusqu'a l'amplitude maximale apres la commutation Ceci est illustre
sur la figure 9 qui montre comment les niveaux du signal peuvent
varier au moment o l'on passe de la mesure Doppler a l'echographie, et
vice versa On peut egalement prevoir
un chevauchement entre le signal Doppler mesure directement-
et le signal estime, en commencant a accroitre le niveau du signal
estime au moment du passage du signal direct au signal estime, tout en
diminuant le niveau du signal direct A la transition du signal estime
au signal direct, un accroissement du niveau du signal direct est
ainsi declenche alors que le niveau du signal estime est en cours de
diminution Cet adoucissement ou reglage des transitions des signaux
est particulierement interessant a la fin
de chaque intervalle d'interruption, c'est-a-dire aux chan-
gements entre le signal Doppler estime et le signal Doppler
mesure directement.
Pour supprimer les fortes reflexions se produisant aux interfaces
tissulaires dans la structure biologique, l'instrument Doppler est
equipe d'un filtre passe-haut 81
(figure 8) ayant des selectivites de coupure elevees Lors-
que l'on commence la mesure Doppler apres la periode de formation
d'image (intervalle d'interruption), des signaux transitoires
apparaissent dans le filtre passe-haut Le signal Doppler mesure
directement ne peut etre applique pendant la periode transitoire du
filtre passe-haut et, par consequent, un signal estime doit etre
utilise egalement pendant cette periode La periode d'estimation est
donc
plus longue que la periode de balayage d'image, comme illus-
tre sur la figure 10.
Le temps de transition du filtre passe-haut peut etre reduit par une
multiplication du signal en amont du filtre, a l'aide d'une fonction
de fenetre ou de decoupage telle qu'indiquee en 83 sur la figure 8 Le
niveau du signal en avant du filtre 81 est ensuite lentement eleve
de zero jusqu'a son amplitude fixe.
Une diminution du temps de transition dans le
filtre passe-haut peut egalement etre obtenue par une mo-
dification de la reponse en frequence du filtre au cours
du temps de transition Un exemple d'un reseau de pre-
filtrage effectuant cette operation est indique en 100 sur la figure
11, ce reseau comprenant une resistance 102 commandee par tension a
l'aide d'un signal d'entree 103 de commande Lorsque la mesure Doppler
commence-, la valeur de la resistance commandee 102 est tres basse ou
a peu
pres egale a zero, ce qui a pour resultat une faible ampli-
fication et une frequence de coupure elevee du filtre 100.
La valeur de la resistance commandee 102 est ensuite portee jusqu'a
son maximum pendant 2 millisecondes apres la mise en circuit de
l'instrument Doppler, a la fin du balayage
de l'image.
En outre, la figure 11 represente, en plus du reseau de prefiltrage
reel comprenant un condensateur 101 et la resistance commandee 102, un
amplificateur a tampon indispensable 104 monte entre le reseau de
prefiltrage
et le filtre passe-haut reel 105 dont le temps de transi-
tion doit etre reduit Le reseau de prefiltrage peut etre
incorpore dans le filtre passe-haut.
Il est evident que dans le reseau 100 de pre-
filtrage montre sur la figure 11, le condensateur 101 peut etre un
condensateur variable et qu'il peut etre commande par une tension, a
la place de la resistance 102, ou bien que ces deux elements peuvent
etre du type commande par
tension Il est essentiel dans ce cas d'obtenir les change-
ments de caracteristiques decrits.
La figure 12 represente un agencement (reseau)
prefere de transducteurs pouvant etre utilise dans l'appa-
reil selon l'invention, cet agencement etant particulierement
interessant dans son utilisation avec la forme de realis*a-
tion de la figure 2 Comme represente a titre d'exemple sur la figure
12, un certain nombre d'elements transducteurs sont places suivant une
ligne Les seize elements centraux ou, le cas echeant, tous les
elements, sont utilises pour effectuer une mesure Doppler continue, a
savoir une moitie de ces elements etant des elements d'emission tandis
que l'autre moitie sont des elements de reception Il est prevu une
commutation electronique ou, le cas echeant, une commutation par
relais d'une maniere connue en soi Dans le mode a impulsions de la
mesure Doppler, les deux moities constituees chacune de huit elements
transducteurs, sont interconnectees afin que les seize elements
centraux fonctionnent en parallele Pendant l'echographie, tous les
elements transducteurs sont mis en oeuvre par un type de commande
connu en soi Il est evident que l'agencement peut comporter tout
nombre de transducteurs autre que les trente-deux transducteurs
montres sur la figure 12 De plus, avec une mesure Doppler continue, la
subdivision du nombre de transducteurs utilises peut etre differente
du cas dans lequel une moitie des elements sont utilises pour
l'emission et l'autre moitie pour la reception.
Enfin, il convient de noter que le rapport des
intervalles de temps pour la mesure Doppler et pour l'echo-
graphie, respectivement, peut etre different de celui decrit en regard
de la figure 9 Ainsi, suivant la precision souhaitee pour determiner
la vitesse, la mesure Doppler peut occuper une fraction du temps plus
faible que celle
utilisee pour la formation d'image &#x003C;l'intervalle d'inter-
ruption).
16375
Sur les figures 9 et 10, le signal estime est indique en SDE et le
signal Doppler mesure est indique
en SDM.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportees a
l'appareil decrit et represente
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Procede de mesure par ultrasons de la vitesse d'ecoulement du sang,
sur la base du principe Doppler (mesure Doppler), cette mesure etant
associee a la formation simultanee d'une image d'amplitude d'echo, par
l'utilisa-
tion d'impulsions ultrasonores (echographie), pour l'inves-
tigation de structures biologiques vivantes, en particulier
des structures en mouvement, par exemple une fonction car-
diaque, la mesure Doppler et l'echographie etant effectuees
sequentiellement a des intervalles pouvant etre variables
et si courts que l'echographie est mise a jour a une fre-
quence assez elevee pour que la qualite de l'image soit acceptable, la
mesure Doppler occupant une partie suffisante
du temps pour determiner la vitesse avec la precision sou-
haitee, l'information d'image provenant de l'echographie et une
indication de la region ou du point de mesure Doppler etant presentees
en temps reel sur un ecran ( 3) de tube a rayon cathodique ou autre,
une unite ( 4) de commande
etant destinee a synchroniser la mesure Doppler et l'echo-
graphie, un ou plusieurs transducteurs ( 30, 40 ou 50) etant actionnes
a tout instant donne pour effectuer soit une mesure Doppler, soit une
echographie, le procede etant caracterise en ce que la mesure Doppler
est interrompue au cours d'intervalles qui constituent une partie
importante du temps, pour l'execution d'un balayage complet ou partiel
du faisceau ultrasonore sur le champ d'image, et en ce que le signal
Doppler mesure directement est utilise pour former un signal estime
qui remplace ledit signal Doppler mesure directement, constamment ou
pendant certaines parties
du temps.
2 Procede selon la revendication 1, caracterise
en ce que le signal estime est forme durant chaque inter-
valle d'interruption, d'apres la courbe du signal Doppler
pendant un certain temps associe a l'intervalle d'inter-
ruption concerne, ledit signal estime remplacant le signal
Doppler mesure directement pendant l'intervalle d'inter-
ruption. 3 Procede selon la revendication 2, caracterise en ce que le
signal estime est forme par memorisation continue du signal Doppler
dans une memoire ( 82) et en ce que la partie du signal Doppler
memorisee en dernier est extraite de la memoire et utilisee comme
signal estime durant
chaque intervalle d'interruption.
4 Procede selon l'une des revendications 1 et 2,
caracterise en ce que la caracteristique de filtrage instantane d'un
filtre commande ( 72) est raglee sur la base de la caracteristique du
signal Doppler, par exemple son spectre de puissance, et en ce que le
filtre commande recoit un bruit a bande large afin que ledit filtre
delivre
une estimation du signal Doppler.
Procede selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 a 4, caracterise en ce que, durant chaque inter-
valle d'interruption, un certain nombre d'impulsions de
formation d'image, sensiblement superieur a 1, est transmis.
6 Procede selon la revendication 5, caracterise en ce que la selection
entre le mode continu et le mode a impulsions de la mesure Doppler a
lieu independamment de l'echographie et en ce que la frequence
d'impulsions, dans le cas d'une mesure Doppler a mode a impulsions,
est
independante de la frequence des impulsions pour l'echo-
graphie.
7 Procede selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 a 6, dans lequel un filtre passe-haut ( 81) est
utilise pendant la mesure Doppler pour attenuer les compo-
santes indesirees du signal Doppler qui sont dues, par exemple, aux
structures tissulaires biologiques ayant un coefficient de reflexion
des ultrasons relativement fort et un mouvement lent, caracterise en
ce que ledit signal estime est introduit dans le circuit du signal en
aval
du filtre passe-haut.
8 Procede selon la revendication 7, caracterise en ce que, apres la
fin de chaque intervalle d'interruption, la caracteristique du filtre
passe- haut est modifiee pendant un intervalle du meme ordre de
grandeur que le temps de transition du filtre passe-haut,d'une
frequence
de coipure elevee a une frequence de coupure normale.
9 Procede selon la revendication 8, caracterise en ce que le
changement de la caracteristique du filtre passe-haut est effectue
dans un reseau ( 100) de prefiltrage comprenant un condensateur ( 101)
monte en serie et une resistance ( 102) montee en parallele, le
condensateur et/ou la resistance pouvant etre comandes en tension et
pouvant recevoir une tension de commande afin que ledit changement
de la caracteristique du filtre soit realise.
10 Procede selon la revendication 7, caracterise en ce qu'une fonction
de fenetre est introduite en avant du filtre passe-haut, cette
fonction de fenetre reduisant
le temps de transition du filtre passe-haut.
11 Procede selon l'une quelconque des revendica-
tions precedentes, caracterise en ce qu'il est prevu un reglage ou un
lissage du signal Doppler mesure directement et/ou du signal estime
aux transitions entre le signal Doppler direct et le signal estime, en
particulier a la
fin du temps d'estimation.
12 Procede selon la revendication 11, caracterise en ce que le lissage
du signal ou des signaux est effectue par multiplication avec une
fonction de fenetre convenable,
par exemple une fonction cosinus.
13 Appareil pour la mise en oeuvre du procede
selon l'une quelconque des revendications 1 a 12, comprenant
une unite de mesure Doppler ( 1) destinee a effectuer une mesure du
type a impulsions et/ou du type continu, une unite ( 2) d'echographie
associee a un ecran ( 3) de tube a rayon cathodique ou autre pour
presenter des images en temps reel, un ou plusieurs transducteurs
ultrasonores ( 30, 40 ou 50) pour la mesure Doppler et l'echographie,
respectivement, et une unite ( 4) de commande destinee a synchroniser
la mesure Doppler et l'echographie, l'appareil etant caracterise en ce
que l'unite ( 4) de commande comporte des moyens destines a
interrompre la mesure Doppler pendant des intervalles qui constituent
une partie importante du temps, pour l'execution d'un balayage complet
ou partiel du faisceau ultrasonore sur le champ image, et en ce qu'il
comporte egalement un dispositif ( 5) qui produit une estimation du
signal Doppler mesure directement, cette
estimation remplacant ledit signal Doppler mesure directe-
ment, constamment ou pendant certaines parties du temps.
14 Appareil selon la revendication 13, caracterise en ce que le
dispositif ( 5) destine a produire l'estimation est concu pour
produire, a chaque intervalle d'interruption,
une estimation sur la base de la courbe du signal Doppler.
durant un certain temps, en association avec l'intervalle
d'interruption concerne, cette estimation remplacant le signal Doppler
mesure directement pendant l'intervalle d'interruption. Appareil selon
la revendication 14, caracterise en ce qu'il comporte une memoire (
82) destinee a memoriser en continu le signal Doppler et de laquelle
la derniere partie memorisee du signal Doppler est extraite pour
former
le signal estime durant chaque intervalle d'interruption.
16 Appareil selon l'une des revendication 13
et 14, caracterise par un dispositif ( 71) destine a deter-
miner une caracteristique du signal Doppler, et par un filtre commande
( 72) dont la caracteristique instantanee de filtrage est reglee en
fonction de la caracteristique du signal Doppler, par exemple le
spectre de puissance de ce signal, une source ( 73) de bruit a bande
large etant connectee au filtre ( 72) afin que la sortie ( 74) de ce
dernier delivre une estimation du signal Doppler.
17 Appareil selon l'une quelconque des revendi-
cations 13 a 16, comprenant un filtre passe-haut ( 81) concu pour
attenuer les composantes indesirees du signal Doppler, caracterise en
ce que ladite estimation est introduite dans le circuit ( 61) du
signal en aval du filtre
passe-haut ( 81).
18 Appareil selon la revendication 17, caracterise en ce que la
caracteristique du filtre passe-haut est
destinee a etre modifiee pour passer d'une fre-
quence augmentee a une frequence normale de coupure durant un
intervalle du meme ordre de grandeur que le temps de
transition du filtre passe-haut.
19 Appareil selon la revendication 18, caracterise en ce qu'un reseau
( 100) de prefiltrage est incorpore dans le filtre passe-haut et
comprend un condensateur ( 101) monte en serie et une resistance (
102) montee en parallele, le condensateur et/ou la resistance pouvant
etre commandes en tension et etant destines a recevoir une tension (
103) de
commande pour modifier la caracteristique du filtre.
Appareil selon la revendication 17, caracterise par un dispositif (
83) destine a introduire une fonction de fenetre en amont du filtre
passehaut ( 81), cette fonction
de fenetre reduisant le temps de transition du filtre passe-
haut.
21 Appareil selon l'une quelconque des revendi-
cations 13 a 20, caracterise par un dispositif ( 63) destine a regler
ou lisser le signal Doppler mesure directement et/ou le signal estime
aux transitions entre la mesure Doppler et l'echographie, en
particulier a la fin du temps
d'estimation (echographie).
22 Appareil selon la revendication 21, caracterise
en ce que le dispositif de lissage ( 63) est destine a mul-
tiplier le signal ou les signaux par une fonction de
fenetre convenable, par exemple une fonction cosinus.
23 Appareil selon l'une quelconque des revendica-
tions precedentes, caracterise en ce que l'agencement
(reseau) de transducteurs comprend un certain nombre d'ecle-
ments transducteurs disposes suivant une ligne, et une partie des
elements transducteurs travaille en emetteurs pour une mesure Doppler
continue, tandis que la partie restante des elements transducteurs
travaille en recepteurs et en ce que tous les elements transducteurs
de l'agencement
sont concus pour travailler durant l'echographie.
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