EP4370034A1 - Ultrasound probe and method for implementing same - Google Patents

Ultrasound probe and method for implementing same

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Publication number
EP4370034A1
EP4370034A1 EP22733187.3A EP22733187A EP4370034A1 EP 4370034 A1 EP4370034 A1 EP 4370034A1 EP 22733187 A EP22733187 A EP 22733187A EP 4370034 A1 EP4370034 A1 EP 4370034A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
probe
offset
image
return
drive means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22733187.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Benoit Vincent
Clément LE COUEDIC
Jérôme DUBOIS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Echopen Factory
Original Assignee
Echopen Factory
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Echopen Factory filed Critical Echopen Factory
Publication of EP4370034A1 publication Critical patent/EP4370034A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4461—Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4427—Device being portable or laptop-like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device

Definitions

  • an echograph is a system comprising an ultrasonic transmission and reception probe, intended to be placed on the part of the body (in particular the human body) corresponding to the area of interest to be explorer, and a central electronic system comprising a processor with algorithms, a keyboard, means of visualization and display, adjustment, storage, etc. so as to form an image from the echoes received by the probe following the ultrasonic emission.
  • a central electronic system comprising a processor with algorithms, a keyboard, means of visualization and display, adjustment, storage, etc. so as to form an image from the echoes received by the probe following the ultrasonic emission.
  • Such an ultrasound scanner is used for a number of medical applications such as non-limiting cardiology or obstetrics, for the purpose of acquiring information with a view, for example, to studies, research, checks and diagnoses.
  • the central system is conventionally mounted on a mobile cart and connected to the operational probe by cables.
  • an ultrasound probe comprises a casing for handling and protecting its contents with an external shape suitable for use, in the interior space of which, and with regard to an acoustic window of the housing, there is at least one single or multiple piezoelectric transducer element.
  • a transducer has a resonance frequency usually between 1 MHz and 30 MHz. It may be necessary to interpose a coupling fluid between the transducer element(s) and the acoustic window, in particular with mechanical scanning probes.
  • the transducer element transmits an ultrasonic detection signal to an area of interest of the body for which an ultrasound image is desired, which can be described as an ultrasonic beam having a certain median direction.
  • the transducer element receives echoes reflected from impacted body tissues, interfaces, or organs in the area of interest.
  • the operator moves the probe relative to the body according to different locations and inclinations to investigate the desired organ(s).
  • Such an echographic probe can also include means for supplying, processing, adjusting, controlling, checking, connecting, communicating, etc.
  • the probe has a unidirectional or multidirectional ultrasonic beam, then subject to sector scanning of the zone of interest to be explored. If, for the most part, this scanning is electronic, it can also be mechanical (e.g. FR 2516246, EP 0045265, EP 0079284).
  • this scanning can also be mechanical (e.g. FR 2516246, EP 0045265, EP 0079284).
  • several transducer elements are provided, fixed spaced apart to a bearing member pivotally mounted (e.g. disc, wheel, drum), driven with mechanically oscillating pivoting, by means of a motor and possibly a transmission member intermediate movement (e.g. belt, sprockets, connecting rod).
  • the active transducer performs a sector scan in front of the exploration zone.
  • the transducer During the alternating sector scan, the transducer, at each successive position, emits an ultrasonic pulse in the direction of the zone to be explored and picks up in return a line of echoes returned by the medium. Thus for a complete swept sector of the order of 40° to 90° the transducer picks up a set of approximately one hundred echo lines.
  • the visual reconstruction of the area of interest is carried out from the juxtaposition of echo lines through the implementation of an image formation algorithm. Successive scanning back and forth several times per second results in an animated representation of the area of interest.
  • US 2010/324416 describes a real-time ultrasound medical imaging system and, more specifically, teaches such a system in a specific configuration comprising a group (a bar) of transducers, connected to a translation element itself even driven by an ultrasonic motor, which is chosen to have the advantage of having a very precise movement, of being able to be positioned precisely, of having an excellent response, and of being able to be moved and stopped very quickly, and this as opposed to electromagnetic motors.
  • the drive motor of a transducer element can be a stepper motor (eg US 7635335, EP 0476495), with the inherent advantages: simplicity, robustness, moderate cost, reliability , delivery of a high torque at low speed, suitability for the environment of an ultrasound probe (EP 1744178).
  • a stepper motor there arises the problem of the inevitable existence of an angular difference between the actual position of the transducer element and its theoretical position (EP 0079284 ), resulting from the angular inaccuracy of the engine and the inaccuracy generated, in particular in use, by the transmission component of movement.
  • a closed-loop optical servo device is provided to detect the position of the array of transducer elements.
  • the drum carrying the plurality of mounted transducer elements and the drive wheel at the output of a motor, itself equipped with a position encoder device is specially designed to prevent the slippage of the the belt connecting them.
  • the implementation of one or more encoders is trivial (e.g. FR 2516246, EP 1838753, US 6645151 with two encoders).
  • FR 2409742 provides additional optical means for generating signals indicating the position of the rotating transducer element in order to supply signals to a servo drive.
  • EP 0201137 provides an optical encoder. According to FR 2479531, shifts occur from one scan to the next and a digital processing and storage device is provided.
  • CN109951129 describes a method for controlling a stepper motor, without a position sensor, which comprises the following steps: obtaining information on the position of the motor rotor estimated by the observer at the target instant as a function of the two-phase current and two-phase voltage of the motor; comparing the theoretical motor rotor position information with the estimated position information at the target time to determine the motor rotor position error compensation value; compensate the position of the motor rotor according to the position error compensation value.
  • CN 106571758 discloses a stepper motor offset compensation method used for an ultrasonic probe further having a transducer.
  • the method comprises the following steps: acquiring the actual position information of the transducer by calculating the number of steps of the motor for the transducer to reach its actual position; comparing the actual position information with the target position information to obtain stepper motor offset data; comparing the desynchronization data with a predefined threshold to determine the range of thresholds to which the desynchronization data belongs; determining the compensation mode corresponding to the desynchronization data according to the threshold range; execution of the netting transaction.
  • action is taken on the motor to compensate for its previously calculated offset.
  • WO2019122665 describes a method for determining the positioning in the deployed position of an implantable medical device comprising, from a three-dimensional image of a region of interest comprising the vascular structure in which a positioning point has been defined, the steps for determining a central line of the artery, for positioning the device according to a initial position, around the central line, for simulating the final position of the device as a function of stresses exerted by the walls of the vascular structure, in which the determination of the central line consists of placing points at different longitudinal positions along of the vascular structure, so as to minimize a fluid travel time along said points between a point of entry into the vascular structure and an exit point of the vascular structure, the travel time being minimized using an algorithm of gradient descent, said points forming the central line.
  • US2009/0030326 relates to a portable ultrasound diagnostic device specifically dedicated to calculating the quantity of urine in the bladder, and an ultrasound diagnostic method using the device.
  • This device overcomes the limitations of known devices in which ultrasound images of the bladder are taken only in two perpendicular planes, with the difficulty for the operator to find the area indicating the largest size and select it in order to avoid calculating a imprecise amount of urine.
  • This device comprises a 1st stepper motor to rotate a transducer in a 1st direction and a 2nd stepper motor to rotate the transducer in a 2nd direction, with two operating modes: in a 1st mode of operation, ultrasound information elements of n scan lines are received for a single plane at a given location of the transducer, and in a 2 nd mode of operation, ultrasound information of n scan lines are received for each of m planes.
  • the apparatus therefore comprises two stepper motors having a transducer and two axes of rotation for both the motors and the transducer.
  • the apparatus takes into account ultrasound information on a plurality of planes evenly spaced over 360°, which leads to very precise calculated values.
  • the device can be controlled to operate in a preliminary scan mode, and the operator moves the probe or adjusts its angle of inclination, so that the bladder can be located in the central part of the ultrasound image. After that, the device can be controlled to operate in scanning mode at a location close to the center of the urinary bladder and this repeatedly for m planes. But, as explained by US2009/0030326, it is possible that the scanning is then carried out in a state in which the center of a first axis of rotation is displaced, which leads to an error in the calculation of the volume of urine .
  • the device is designed to be able to perform a digital correction tending to reduce such an error and to accurately measure the quantity of urine in the bladder.
  • a method for implementing an ultrasound scanner comprising an ultrasound probe for exploring an area of interest of the human body, in which: a mechanical drive means forming a kinematic chain, including a stepper motor, a movement transmission member, and a member carrying a transducer element mounted in rotation by means of the stepper motor, and by means of the transducer element a plurality of echo lines are picked up upon receipt of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the area of interest, controlled by a shot and movement scheduler pilot, a image formation algorithm so as to ensure the two-dimensional visual reconstruction of the zone of interest from the juxtaposition of the image points of the echo lines and a two-dimensional animated representation of the zone of interest as a result of the goings and goings r successive turns of the scan.
  • a mechanical drive means which comprises one and only one stepper motor and whose transducer element is carried in a fixed manner by the carrier member and pivotally driven by the stepper motor , around one and only one pivot axis, according to an alternating sector scan from a reference position, having observed faults in the mechanical drive means, or an angular shift between the outward echo lines and the return echo lines, or a tremor of the two-dimensional image, associated with faults in the kinematic chain of the mechanical means d drive, the effects on the image produced of the defects of the mechanical drive means are used directly, and the control of the stepping motor and/or the image is corrected to reduce, in particular minimize, and in particular eliminate, or almost eliminate the tremor of the image due to the shift between the successive images, associated with the operation and the setting in motion of the mechanical drive means and for this purpose: o an analysis of the image points is carried out along an arc at a given depth - of the area of interest - of two series of successive outward and return
  • a stepper motor without an encoder is implemented.
  • the method is such that one takes advantage and directly uses the effects on the produced image, of the defects of the mechanical means of the probe, to correct the image, so that the effects of the defects of the means mechanical (shake of the image) are reduced, in particular minimized, and in particular eliminated or virtually eliminated, without resorting to means of additional measurement of the errors.
  • the series of echo lines of the outward image is acquired and the curve of an outward arc is reconstituted consisting of all the image points of the lines of echo located at the same depth
  • the series of echo lines of the return image is acquired and the curve of a return arc is reconstituted consisting of all the image points of the echo lines located at the same depth
  • the distance between the points of the outward arc curve and the return arc curve is minimized by gradually shifting one relative to the other other, until retaining the offset giving the minimum distance as being the angular offset between the outward echo lines and the return echo lines.
  • a gradient descent algorithm is applied to a first forward arc and to a first return arc to obtain a first offset dl
  • a gradient descent algorithm is applied to the first return arc and a second forward arc which follows it, to obtain a second offset d2
  • the offset associated with the mechanical play (dl-d2) is taken as 12.
  • a calculation of the value of the angular shift is carried out repeatedly, then, when a value of the shift thus calculated is considered reliable, the return images are corrected in the image formation algorithm by applying to them an inverse rotation of the offset value thus calculated and considered reliable.
  • a calculation of the value of the angular offset is carried out repeatedly, then, when a value of the offset thus calculated is considered reliable, it is stored in a persistent manner. and the firing and movement scheduler pilot is controlled so as to shift the firings in time of the firings relating to the return movement, and this according to the value of the shift thus calculated and considered reliable.
  • the method is such that, on the one hand, the movement of the probe is detected, and on the other hand: when initially one seeks to identify a zone of interest in exploring, the probe is moved widely for the purpose of location research, the probe then being in fast nominal frame rate mode and the image obtained being of nominal resolution, and when in a second time the zone of interest in exploring has been identified, we seek to obtain a higher resolution image, we keep the probe static or quasi-static, the probe can then be in slowed frame rate mode and the image obtained being of higher resolution .
  • n frequencies are chosen so as to allow n depths of examination, the frequency corresponding to the depth of examination is selected desired, and and the stepper motor is controlled so as to move the carrier member and bring the transducer element corresponding to the selected frequency to its operating position.
  • n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz respectively.
  • a portable digital device capable of executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having means of communication such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or even the Internet protocol, a screen, control means, a memory, there is a probe for exploring a zone of interest of the human body, comprising a mechanical drive means forming a kinematic chain, including a stepper motor, a motion transmission member, and a member carrying a transducer element mounted in rotation by means of the stepper motor, the mechanical means of drive being chosen to comprise one and only one stepping motor and a transducer element carried in a fixed manner by the carrier member and pivotally driven by the stepping motor, around one and only one pivoting axis, according to a reciprocating sector scan from a reference position, means for analyzing image points along an arc at a given depth such that, with faults in the mechanical drive means, there is an angular shift between the lines of echoe
  • the angular offset of the lines associated with the operation of the drive means is calculated either from the portable digital device or from the probe; and/or the angular offset thus calculated is compensated either from the portable digital device or from the probe.
  • an echograph capable of being implemented by the method as it has been described, which comprises: a probe for exploring a zone of interest of the human body , comprising a mechanical drive means forming a kinematic chain, including a stepping motor, a movement transmission member, and a member carrying a transducer element mounted in rotation by means of the stepping motor, this mechanical means drive being chosen to comprise one and only one stepper motor and a transducer element carried in a fixed manner by the carrier member and pivotally driven by the stepper motor, about one and only one pivot axis, according to an alternating sector scan starting from a reference position, the transducer element capable of picking up a plurality of lines of echoes in reception of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the zone of interest , controlled by a scheduling pilot d e shots and movements, an angular offset between the outgoing echo lines and the return echo lines existing with the defects of the mechanical drive
  • the stepper motor has no encoder.
  • the carrier member supports n transducer elements each having its own frequency so as to allow n depths of examination, and a control means is able to control the stepper motor so as to move the carrier member and to bring the transducer element corresponding to the selected frequency to its operating position.
  • n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz respectively.
  • the ultrasound scanner is such that: it further comprises a portable digital device, capable of executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having communication means such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or even the Internet protocol, a screen, control means, a memory, the probe comprises communication means capable of communicating with the communication means of the portable digital device, the device portable digital device is arranged so as to be able to configure and control the probe, display the images obtained by and received from the probe on the screen of the portable digital device, transmit the images obtained by and received from the probe to a storage platform external.
  • a portable digital device capable of executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having communication means such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or even the Internet protocol, a screen, control means, a memory
  • the probe comprises communication means capable of communicating with the communication means of the portable digital device
  • the device portable digital device is arranged so as to be able to configure
  • the echograph is such that the probe comprises: a wet compartment containing a coupling liquid and provided with an acoustic window, in which are housed the member carrying the transducer element such as a rotating drum, a dry compartment in which the electronic means, the means of communication, a power supply are housed, and which also includes one or more ports for a battery charger and a computer.
  • either the wet compartment serves as a housing for the sole transducer element carrier member (rotating drum) and the rest of the drive means, in particular the stepper motor, is housed in the dry compartment, with the presence of a dynamic seal (for example on the shaft) of the leaktight separation between the two compartments, i.e. the entire drive means, member carrying the transducer element (rotating drum) and the rest of the drive means (including the stepping motor) is housed in the wet compartment, a dynamic seal of the sealed separation between the two compartments being no longer necessary, the electrical connections with the stepping motor being provided waterproof.
  • a dynamic seal for example on the shaft
  • the echograph is such that the drive means include a motion transmission member between the stepper motor and the member carrying the transducer element, such as a toothed belt cooperating with notches of a rotary drive member at the output of the stepper motor and the notches of a rotary driven member at the input of the member carrying the transducer element.
  • a motion transmission member between the stepper motor and the member carrying the transducer element such as a toothed belt cooperating with notches of a rotary drive member at the output of the stepper motor and the notches of a rotary driven member at the input of the member carrying the transducer element.
  • the portable digital device and the probe are arranged so that: means belonging to the portable digital device ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular offset thus calculated; and/or means belonging to the probe ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular shift thus calculated.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating an echograph according to the invention, comprising an echographic probe for exploring a zone of interest of the human body, comprising a drive means including a single stepper motor, a transmission member movement, and a carrier member of a transducer element - carried in a fixed manner by the carrier member -, rotatably mounted by means of the stepper motor, operating means, means of communication with a portable digital device and the digital device in question
  • Fig. 2 [0037]
  • FIG. 2] is a schematic view of the drive means including a single stepper motor, a motion transmission member between the stepper motor and a member carrying a transducer element - fixedly carried by the member carrier -, mounted in rotation by means of the stepper motor.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of the loop for correcting the angular offset between the outgoing echo lines and the return echo lines, associated with the operation of the drive means of the echographic probe.
  • an ultrasound scanner 1 and especially an ultrasound scanner 1 of the field of application characterized by nomadic use (more specifically its ultrasound probe 2), allowing, on its own, a versatile use (in particular for any area of interest ZI of the human body and at several depths for observations of different zones of interest ZI), in particular of first necessity, able to allow a diagnostic orientation, in particular in an emergency situation, and allowing an effective image reconstruction.
  • a method for implementing such an ultrasound scanner 1, with its ultrasound probe 2, comprising means 3a of communication with a separate computer.
  • the ultrasound scanner 1 and its probe 2 are specially adapted to the implementation method and, conversely, the implementation method involves the ultrasound scanner 1 and its probe 2.
  • the computer is a portable digital device 4, arranged so as to include means for executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having means 3b of communication.
  • the means 3a, 3b of communication once implemented, so that they can communicate with each other, can operate in particular by the WI-FI or Bluetooth protocol or even the Internet protocol. This particular constructive arrangement allows nomadic use of the probe 2.
  • Such a probe 2 comprises a casing 5, rigid, exterior, the shape of which is ergonomic so that it can be easily handled by the operator. For example, this shape is bulged towards both ends and narrowed in the middle part in a manual input area.
  • the case 5 comprises a removable cover allowing access to an interior space 6 of the case, comprising a dry compartment 6a where the cover is located, and a wet compartment 6b located at the opposite end and forming a zone 7 of contact with a contact zone of the human body C making it possible to explore the zone of interest ZI.
  • the two compartments 6a, 6b are separated from each other by a sealed separation 6c.
  • a sealed separation 6c In the particular embodiment shown in the schematic view of FIG.
  • the dry compartment 6a allows the housing of a part 8a of the drive means 8 of at least one transducer element 9, of the electronic means 10 of the probe 2, including the communication means 3a, of an electrical power supply 11. It also includes 12 port(s), such as ports for a battery charger, computer, or other device.
  • the wet compartment 6b has an acoustic window transparent to ultrasound, intended to come into contact with the contact zone of the human body C, and contains a coupling transmission fluid of the ultrasound beam.
  • the wet compartment 6b also contains at least one transducer element 9, arranged in a movable manner, thanks to a part 8b of the drive means.
  • the part 8a of the drive means 8 of a transducer 9 housed in the dry compartment 6a comprises a single stepping motor which, according to one characteristic, does not have an encoder as is conventionally known in many embodiments. of the state of the art.
  • the stepping motor 8a is associated with a driver 13.
  • the part 8b of the drive means housed in the wet compartment 6b comprises a fixedly carrying member of the transducer element 9, such as a drum 8b, rotatably mounted by means of the stepper motor 8a, via a motion transmission member 8c, such as a toothed belt cooperating with notches of a rotary drive member at the output of the stepper motor 8a and notches of a rotary driven member at the input of the drum 8b.
  • the transducer element 9 has one - and only one - axis of rotation, namely the axis of the drum 8b, thus being arranged in rotation in one - and only one - plane.
  • the implementation of such toothed means is intended to minimize - without being completely permanently eliminated - the angular offset, ultimately the angular offset of the transducer, resulting from the lasting operation of the kinematic chain of the mechanical drive means 8, with its defects at use, this kinematic chain comprising the stepper motor 8a, the movement transmission member 8c and the drum 8b.
  • the particular embodiment shown in the schematic view of FIG. 1 is not exclusive of another embodiment, not shown, in which both the drum 8b and the stepping motor 8a, devoid of an encoder, are housed in the wet compartment 6b, in which case the dynamic seal previously provided is no longer necessary, the electrical connections with the stepper motor being provided sealed.
  • the stepping motor 8a is controlled so that the drum 8b is driven mechanically according to an alternating sector scan from a reference position, according to a scan angle which can be between 40° and 90° and which, if necessary, is adjustable.
  • the transducer element 9 is capable, on the one hand, of emitting ultrasonic pulses in the direction of the zone of interest ZI corresponding to a plurality of successive shots, controlled by a shot and movement scheduler pilot 14 that comprises the probe 2.
  • the transducer element 9 is able, on the other hand, to pick up a plurality of echo lines LEA, LER, in reception of the shots.
  • the constructive arrangement is such that the transducer element 9 is brought by the stepper motor 8a to the reference position opposite the acoustic window, then is brought by the stepper motor 8a to be driven in rotation over a certain travel in one direction and then in the other, so as to ensure scanning of both the shots and the echoes, the axis of the transducer element 9 remaining facing the acoustic window.
  • the forward scan of the echoes is symbolized in FIG. 3 by the arrow FA, while the return scan is symbolized in this figure by the arrow FR.
  • the transducer element 9 is controlled by a movement and firing scheduler pilot 14, the firing lines spaced at a constant angular pitch generating echo lines in return.
  • the method of implementing the probe 2 is therefore such that a drive means 8 is controlled, including the stepper motor 8a, the drum 8b and the transmission member 8c, so that the element transducer 9 is driven mechanically according to an alternating sector scan from a reference position.
  • the method is such that, by means of the transducer element 9, a plurality of lines of echoes LEA, LER are picked up in reception of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the zone of interest ZI, controlled by the firing and movement scheduler pilot 14.
  • the method of implementing the probe 2 is therefore such that an AFI image formation algorithm is implemented so as to ensure the visual reconstruction of the zone zone of interest ZI in a plane, from the juxtaposition of the image points of the echo lines LEA, LER and a two-dimensional animated representation of the zone of interest ZI following the successive back and forth scans.
  • the drum 8b supports a plurality of n transducer elements 9, each having its own frequency, a single transducer operating at a time, so as to allow n examination depths P of the zone of interest ZI, with the possibility of a change of frequency on the fly, from one series of images to another.
  • the driver 13 of the stepping motor 8a controlled for this purpose, from the smartphone 4 is capable of controlling the stepping motor 8a so as to move the drum 8b with a view to bringing the transducer element 9 corresponding to the frequency selected at the reference position.
  • n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz respectively.
  • the echograph 1 thus comprises three transducer elements 9a, 9b, 9c, these are arranged on the drum 8b with an angular space specific to minimizing the total angular excursion of the drum 8b between the most distant transducer elements (eg 9a and 9b according to Fig. 1 and 3).
  • the invention is not exclusive of this embodiment and may include a different number of transducer elements.
  • the method of implementing the probe 2 is such that: a drum 8b carrying n transducer elements each having its own frequency is available, the n frequencies are chosen so as to allow n examination depths P, the frequency corresponding to the desired examination depth P is selected, and the stepper motor is controlled so as to move the drum 8b and bring the transducer element 9 corresponding to the selected frequency to its reference position.
  • the electronic means 10 of the probe 2 which comprise: the pilot 13 of the stepping motor 8a, associated with the stepping motor 8a, by the functional link 13a, a switch 15 of transducer element(s), associated with the transducer element(s) 9, associated with the switch 15, a output line of transducer element(s) 9, including an analog amplifier 16 and an analog-digital converter 17, associated with switch 15, an input line of transducer element(s) 9, including a high voltage pulse generator 18, a digital core 19 with a control link 20 to the driver 13 of the stepper motor 8a, a control link 21 to the high voltage pulse generator 18, and a powered link 22 by the data from the analog-digital converter 17; the digital core 19 including the movement and firing scheduler driver 14, a state machine 23 and a detection module 24 of the envelope of the digitized high-frequency raw signal, a module 25 for managing the electrical power supply
  • the smartphone 4, or the like comprises means for executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, namely software or an application which may comprise the AFI image formation algorithm so as to ensure the visual reconstruction of the zone of interest ZI from the juxtaposition of the image points of the LEA and LER echo lines and a two-dimensional animated representation of the zone of interest ZI following the successive round trips of the scanning of the transducer element 9.
  • the smartphone 4, or the like also comprises, in particular, a screen 27, control means 28, a memory MEM, one or more ports.
  • the smartphone 4, or the like is arranged so as to be able to parameterize and control the probe 2.
  • the smartphone 4, or the like is arranged so as to be able to implement the AFI image formation algorithm.
  • the smartphone 4, or the like is arranged so as to be able, in particular, to display the two-dimensional images obtained by and received from the probe 2 on the screen 27, to transmit the images obtained by and received from the probe 2 to a platform external storage.
  • the functional connection between the probe 2 and the smartphone 4, or the like, in the direction from the latter to the latter is represented symbolically at 3c, while the functional connection between the probe 2 and the smartphone 4, or analogous, in the sense going from this one to that one is represented symbolically in 3d.
  • the echograph 1 comprises means for analyzing the image points along an arc at a given depth P - of the zone of interest ZI - of two series of outgoing echo lines Successive LEA and return LER, so as to determine information on the angular offset of the image points of the two successive arcs AA and AR (fig. 3) - this angular offset being associated with the long-term operation of the kinematic chain, with its defects at the use - and calculate an angular offset value of the outward echo lines LEA and of the return echo lines LER, this angular offset being associated with the long-lasting operation of the drive means 8.
  • This analysis is based on a comparison of the location image points corresponding to the same depth P of the zone of interest ZI of two series of successive lines of echoes LEA and LER.
  • the corresponding image points of two series of lines LEA and LER would be superimposed.
  • defects in the drive means 8 can be observed, or an angular shift between the outward echo lines LEA and the return echo lines LER, or a tremor of the two-dimensional image, associated with and resulting from the operation durable of the kinematic chain of the mechanical drive means 8, with its defects in use, this kinematic chain comprising the stepper motor 8a, the movement transmission member 8c and the drum 8b.
  • the effects on the two-dimensional image produced of the defects of the mechanical drive means 8 are used directly, and the control of the stepping motor and/or the two-dimensional image is corrected directly to reduce, in particular minimizing, and in particular eliminating, or almost eliminating its tremor.
  • an offset correction is carried out by bringing closer, in particular by bringing as close as possible and in particular by superimposing or almost superimposing the forward images and the successive return images by taking into account the thus calculated value of the offset associated with the operation of the drive means 8.
  • FIG. 3 symbolizes, in the left part, the stepper motor 8a, the drum 8b, the transmission member 8c, the transducer element 9 which is chosen to be implemented and which is in the reference position, the successive forward echo lines LEA (in solid line) and the successive return echo lines LER (in dotted lines) obtained by the shots which are at their origin (not represented), the forward arc AA and the arc return AR, at the given depth P - of the zone of interest ZI.
  • the diagram of FIG. 3 comprises, in the lower right part, a graph Gl, with on the abscissa axis the time t which is proportional to the angle of the shots due to the constant angular speed of the drive in this portion of the scan and on the ordinate axis the amplitude a of the echo.
  • This graph shows the two curves CA - forward curve - (solid line) and CR - return curve
  • the diagram of FIG. 3 comprises, in the upper right part, two graphs G2 and G3 (arranged above G2), with on the common abscissa axis the time t and on the ordinate axis, and, for the G2 graph arranged below , the steps p of the stepper motor 8a (reflecting the corresponding control of the stepper motor 8a by the scheduler 14 amplified by the driver 13) and, for the graph arranged G3 arranged above, the shots s made by the transducer element 9.
  • the curve CM is a curve comprising a succession of positive slots çh corresponding to the steps of the stepping motor 8a for the forward scan and then (relative to time t), negative slots çb for back scan.
  • the greater the offset value the greater the number of offset compensation slots cd and conversely, the smaller the offset value.
  • the curve CS is a curve comprising a succession of peaks at constant time intervals, in relation to the operation of the stepping motor 8a, illustrating the shots.
  • the CS curve has no peaks, which reflects that during the corresponding time period, there are then no shots.
  • the arrow F1, F2, F3 and F4 illustrate, in the case of this embodiment, the servo loop of the shots as a function of the shift associated with the operation of the drive means 8 of the probe 2.
  • the arrow F1 directed towards the graph Gl symbolizes the offset of the lines of echoes LEA, LER, as a result of the shots, and resulting from the mechanical problems of the drive means 8.
  • the arrow F2 between the graph Gl and the graphs G2 and G3, symbolizes the taking taking into account the lag for the 8a stepper motor and the shots.
  • the arrow F3 between the graph G2 and the stepper motor 8a symbolizes the control of the stepper motor 8a with a view to correcting the offset.
  • the arrow F4 between the graph G3 and the transducer element 9 symbolizes the piloting of the shots with a view to correcting the offset.
  • FIG. 3 illustrates that one takes advantage and directly uses the effects on the image produced, of the defects of the mechanical means of the probe 2, to correct the control of the stepper motor and/or directly the image, so that the effects of the defects of the mechanical means (trembling of the image) are reduced, in particular minimized, and in particular eliminated or virtually eliminated, without resorting to means of additional measurement of the errors.
  • the measurement of the offset we will now describe, according to one possibility, the measurement of the offset.
  • the gradient descent algorithm can be applied successively on a forward arc and on a return arc to obtain a first offset dl then on this same return arc and the forward arc which follows it to obtain a second offset d2.
  • dj is the systematic offset associated with the mechanical play and dm the offset linked to the movement of probe 2
  • the depth P of the measurement arc can be varied randomly so as to increase the chances of analyzing a zone of interest ZI with higher contrast.
  • a correction of the shift a calculation of the value of the angular shift is carried out repeatedly, then, when a value of the shift thus calculated is considered reliable, the return images are corrected in the algorithm of AFI image formation by applying to them an inverse rotation of the offset value thus calculated and considered reliable.
  • value of the calculated offset considered reliable it should be understood that the repetitive calculations of the value of the offset lead to values whose variation is small, the degree of variation retained being adjustable at the discretion of the manufacturer of the probe 2 according to the degree desired performance.
  • a calculation of the value of the angular offset is carried out repeatedly, until a value of the offset calculated and considered reliable, in particular when starting up a new probe for the first time after assembly. But, then, after having persistently memorized this shift, the firing and movement scheduler pilot 14 is controlled so as to shift the firings in time of the firings relating to the return movement, and this according to the value of the shift as well calculated and considered reliable.
  • This second embodiment corresponds to that which is the subject of the diagram of fig. 3. This realization has the effect of simulating a weak defect mechanism, so that the forward images and the return images are superimposed.
  • the method and the echograph 1 according to the invention make it possible to envisage another mode of operation when the practitioner moves the probe 2, then stabilizes it in relation to a zone of interest ZI, it being understood that the relative movement of the probe 2 on the zone of interest ZI can be determined by the algorithm implemented or by any other means, such as for example a sensor of movement associated with the probe 2.
  • the practitioner when the probe 2 is in motion, the practitioner generally wishes a fluid image with rapid refreshment (eg 10 images per second) and normal spatial resolution.
  • the practitioner when the probe 2 is stabilized on a zone of interest ZI, the practitioner most often prefers a high resolution image to the detriment of the refresh rate.
  • the return lines of fire are voluntarily and temporarily shifted by 1/2 step so that they intertwine exactly between the outward lines.
  • This has the effect of artificially doubling the number of lines constituting an image but with a refresh rate halved (eg 5 images per second).
  • the image reconstruction algorithm adapts to this new layout of the outward and return echo lines.
  • the angular offset measurement algorithm also adapts to this new arrangement in order to continue to detect the movements of the probe. As soon as the algorithm again detects a movement of the probe, we go back to the fast refresh/normal resolution modes.
  • the method is such that, on the one hand, the movement of the probe 2 is detected, and on the other hand: when initially it is sought to identify a zone of interest in exploring, the probe is moved widely for the purpose of location research, the probe then being in fast nominal frame rate mode and the image obtained being of nominal resolution, and when in a second time the zone of interest in exploring has been identified, we seek to obtain a higher resolution image, we keep the probe static or quasi-static, the probe can then be in slowed frame rate mode and the image obtained being of higher resolution .
  • the movement of probe 2 is detected either by means of the algorithm or by means of a motion sensor integrated into probe 2.
  • the angular offset can be calculated either from the portable digital device 4 or from the probe 2.
  • the portable digital device 4 and the probe 2 are arranged accordingly, so that: means belonging to the portable digital device ensure the calculation of the angular offset of the lines associated with the operation of the drive means and/ or the compensation of the angular offset thus calculated; and/or means belonging to the probe ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular shift thus calculated.

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Abstract

The invention relates to a method for implementing an ultrasound scanner comprising an ultrasound probe for scanning a relevant area of the human body, wherein a drive means including a stepper motor and a member carrying a transducer element are controlled so that, by means of the transducer element, an echo line is picked up, an imaging algorithm is implemented, and image points along an arc at a given depth of two series of successive forward and return echo lines are analysed so as to determine angular offset information of the image points of the two successive arcs and to calculate an angular offset of the forward echo lines and the return lines resulting from the operation of the drive means, and the offset is corrected.

Description

SONDE ÉCHOGRAPHIQUE ET PROCÉDÉ DE MISE EN OEUVRE ULTRASOUND PROBE AND METHOD OF IMPLEMENTATION
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
[0001] L’invention concerne le domaine général de l’échographie et plus particulièrement celui des sondes échographiques du type comprenant au moins un élément transducteur piézoélectrique monté à pivotement oscillant, à balayage sectoriel mécanique. Plus précisément, des aspects de l’invention sont en relation avec la précision de la position de l’élément transducteur. L’invention vise non seulement les sondes, mais également les échographes qui les comportent et les procédés de mise en œuvre.The invention relates to the general field of echography and more particularly that of echographic probes of the type comprising at least one piezoelectric transducer element mounted with oscillating pivoting, with mechanical sector scanning. More specifically, aspects of the invention relate to the accuracy of the position of the transducer element. The invention relates not only to the probes, but also to the echographs which comprise them and the methods of implementation.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
[0002] L’homme du métier sait qu’un échographe est un système comprenant une sonde ultrasonore d’émission et de réception, destinée à être placée sur la partie du corps (notamment du corps humain) correspondant à la zone d’intérêt à explorer, et un système central électronique comprenant un processeur avec des algorithmes, un clavier, des moyens de visualisation et d’affichage, de réglage, de stockage, etc. de sorte à former une image à partir des échos reçus par la sonde consécutivement à l’émission ultrasonore. Un tel échographe est utilisé pour nombre d’applications médicales telle que non limitativement la cardiologie ou l’obstétrique, à des fins d’acquisition d’informations en vue par exemple d’études, de recherches, de contrôles et de diagnostics. Pour un usage sédentaire, le système central est classiquement monté sur un chariot mobile et relié à la sonde opérationnelle par des câbles. Un tel système central est volumineux et pesant, ce qui limite ses applications. En vue d’un usage semi- nomade, il a été envisagé des échographes portables, à l’instar des ordinateurs portables. Puis, en vue d’un usage nomade, en tout endroit, il a été proposé (e.g. US10349893, WO 2017009735), des échographes encore plus légers dans lesquels la sonde est associée moyennant une communication sans fil à un téléphone mobile intelligent (c’est-à-dire un dispositif numérique portable, pouvant exécuter une application programmée convenant à l'exécution de certaines fonctionnalités, qui peut-être non seulement un téléphone mais aussi une tablette ou autre). [0002] A person skilled in the art knows that an echograph is a system comprising an ultrasonic transmission and reception probe, intended to be placed on the part of the body (in particular the human body) corresponding to the area of interest to be explorer, and a central electronic system comprising a processor with algorithms, a keyboard, means of visualization and display, adjustment, storage, etc. so as to form an image from the echoes received by the probe following the ultrasonic emission. Such an ultrasound scanner is used for a number of medical applications such as non-limiting cardiology or obstetrics, for the purpose of acquiring information with a view, for example, to studies, research, checks and diagnoses. For sedentary use, the central system is conventionally mounted on a mobile cart and connected to the operational probe by cables. Such a central system is bulky and heavy, which limits its applications. For semi-nomadic use, portable ultrasound scanners have been considered, like laptop computers. Then, with a view to nomadic use, in any place, it has been proposed (e.g. US10349893, WO 2017009735), even lighter ultrasound scanners in which the probe is associated by means of wireless communication with a smart mobile phone (this i.e. a portable digital device, capable of executing a programmed application suitable for the execution of certain functionalities, which may be not only a telephone but also a tablet or the like).
[0003] L’homme du métier sait qu’une sonde échographique comprend un boîtier de manipulation et de protection de son contenu de forme extérieure adaptée à l’usage, dans l’espace intérieur duquel, et au regard d’une fenêtre acoustique du boîtier, se trouve au moins un élément transducteur piézoélectrique unique ou multiple. Un tel transducteur a une fréquence de résonance le plus souvent comprise entre 1 MHz et 30 MHz. Il peut être nécessaire d’interposer un fluide de couplage entre le ou les éléments transducteurs et la fenêtre acoustique, notamment avec les sondes à balayage mécanique. L’élément transducteur transmet un signal ultrasonore de détection vers une zone d’intérêt du corps pour lequel une image échographe est souhaitée, que l’on peut qualifier de faisceau ultrasonore ayant une certaine direction médiane. L’élément transducteur reçoit les échos réfléchis par les tissus, les interfaces ou organes du corps impactés de la zone d’intérêt. L’opérateur déplace la sonde par rapport au corps selon différents emplacements et inclinaisons en vue d’investiguer le ou les organes souhaités. Une telle sonde échographique peut aussi comporter des moyens d’alimentation, de traitement, de réglage, de commande, de contrôle, de connexion, de communication, etc. [0003] Those skilled in the art know that an ultrasound probe comprises a casing for handling and protecting its contents with an external shape suitable for use, in the interior space of which, and with regard to an acoustic window of the housing, there is at least one single or multiple piezoelectric transducer element. Such a transducer has a resonance frequency usually between 1 MHz and 30 MHz. It may be necessary to interpose a coupling fluid between the transducer element(s) and the acoustic window, in particular with mechanical scanning probes. The transducer element transmits an ultrasonic detection signal to an area of interest of the body for which an ultrasound image is desired, which can be described as an ultrasonic beam having a certain median direction. The transducer element receives echoes reflected from impacted body tissues, interfaces, or organs in the area of interest. The operator moves the probe relative to the body according to different locations and inclinations to investigate the desired organ(s). Such an echographic probe can also include means for supplying, processing, adjusting, controlling, checking, connecting, communicating, etc.
[0004] L’homme du métier sait que la fréquence doit être adaptée à la profondeur de la zone d’intérêt à explorer, ce qui conduit à prévoir soit un élément transducteur large bande supportant plusieurs fréquences soit plusieurs transducteurs correspondant chacun à une fréquence différente (e.g. US 4276491), soit plusieurs sondes différentes à faible bandes reliées au système. [0004] A person skilled in the art knows that the frequency must be adapted to the depth of the zone of interest to be explored, which leads to providing either a broadband transducer element supporting several frequencies or several transducers each corresponding to a different frequency. (e.g. US 4276491), i.e. several different low band probes connected to the system.
[0005] L’homme du métier sait que selon les besoins et les réalisations, la sonde est à faisceau ultrasonore unidirectionnel ou multidirectionnel, moyennant alors un balayage sectoriel de la zone d’intérêt à explorer. Si, majoritairement, ce balayage est électronique, il peut aussi être mécanique (e.g. FR 2516246, EP 0045265, EP 0079284). Selon un type de réalisation, il est prévu plusieurs éléments transducteurs fixés espacés à un organe porteur monté à pivotement (e.g. disque, roue, tambour), entraîné à pivotement oscillant mécaniquement, au moyen d’un moteur et éventuellement d’un organe de transmission de mouvement intermédiaire (e.g. courroie, pignons, bielle). Le transducteur actif effectue un balayage sectoriel face à la zone d’exploration. [0005] A person skilled in the art knows that, depending on the needs and achievements, the probe has a unidirectional or multidirectional ultrasonic beam, then subject to sector scanning of the zone of interest to be explored. If, for the most part, this scanning is electronic, it can also be mechanical (e.g. FR 2516246, EP 0045265, EP 0079284). According to one type of embodiment, several transducer elements are provided, fixed spaced apart to a bearing member pivotally mounted (e.g. disc, wheel, drum), driven with mechanically oscillating pivoting, by means of a motor and possibly a transmission member intermediate movement (e.g. belt, sprockets, connecting rod). The active transducer performs a sector scan in front of the exploration zone.
[0006] Lors du balayage sectoriel alternatif, le transducteur, à chaque position successive émet une impulsion ultrasonore en direction de la zone à explorer et capte en retour une ligne d’échos retournés par le milieu. Ainsi pour un secteur balayé complet de l’ordre de 40° à 90° le transducteur capte un ensemble d’environ d’une centaine de lignes d’échos. La reconstruction visuelle de la zone d’intérêt est réalisée à partir de la juxtaposition des lignes d’échos moyennant la mise en œuvre d’un algorithme de formation d’image. Les allers et retours successifs du balayage plusieurs fois par seconde permettent d’obtenir une représentation animée de la zone d’intérêt. [0006] During the alternating sector scan, the transducer, at each successive position, emits an ultrasonic pulse in the direction of the zone to be explored and picks up in return a line of echoes returned by the medium. Thus for a complete swept sector of the order of 40° to 90° the transducer picks up a set of approximately one hundred echo lines. The visual reconstruction of the area of interest is carried out from the juxtaposition of echo lines through the implementation of an image formation algorithm. Successive scanning back and forth several times per second results in an animated representation of the area of interest.
[0007] US 2010/324416 décrit un système d'imagerie médicale par ultrasons en temps réel et, plus précisément, enseigne un tel système dans une configuration spécifique comprenant un groupe (une barrette) de transducteurs, relié à un élément de translation lui-même entraîné par un moteur ultrasonore, lequel est choisi pour présenter l’avantage d’avoir un mouvement très précis, de pouvoir être positionné de façon précise, d’avoir une excellente réponse, et de pouvoir être déplacé et arrêté très rapidement, et ceci par opposition aux moteurs électromagnétiques. [0007] US 2010/324416 describes a real-time ultrasound medical imaging system and, more specifically, teaches such a system in a specific configuration comprising a group (a bar) of transducers, connected to a translation element itself even driven by an ultrasonic motor, which is chosen to have the advantage of having a very precise movement, of being able to be positioned precisely, of having an excellent response, and of being able to be moved and stopped very quickly, and this as opposed to electromagnetic motors.
[0008] L’homme du métier sait aussi que le moteur d’entraînement d’un élément transducteur peut être un moteur pas à pas (e.g. US 7635335, EP 0476495), avec les avantages inhérents : simplicité, robustesse, coût modéré, fiabilité, délivrance d'un couple élevé à faible vitesse, adéquation à l’environnement d’une sonde échographique (EP 1744178). Mais, l’homme du métier sait aussi qu’avec un moteur pas-à-pas, se pose le problème de l’existence inévitable d’un écart angulaire entre la position réelle de l’élément transducteur et sa position théorique (EP 0079284), résultant de l’imprécision angulaire du moteur et de l’imprécision que génère, notamment à l’usage, l’organe de transmission de mouvement. Cet écart angulaire, même minime, introduit une distorsion dans la formation de l’image et/ou dans la superposition des images aller et des images retour, qui nuit à la qualité de la restitution. Cela peut conduire à préférer le balayage électronique au balayage mécanique, mais en perdant alors le bénéfice qu’offre celui-ci. [0008] Those skilled in the art also know that the drive motor of a transducer element can be a stepper motor (eg US 7635335, EP 0476495), with the inherent advantages: simplicity, robustness, moderate cost, reliability , delivery of a high torque at low speed, suitability for the environment of an ultrasound probe (EP 1744178). However, those skilled in the art also know that with a stepper motor, there arises the problem of the inevitable existence of an angular difference between the actual position of the transducer element and its theoretical position (EP 0079284 ), resulting from the angular inaccuracy of the engine and the inaccuracy generated, in particular in use, by the transmission component of movement. This angular difference, even minimal, introduces a distortion in the formation of the image and/or in the superposition of the forward images and the return images, which affects the quality of the restitution. This can lead to electronic scanning being preferred to mechanical scanning, but then losing the benefit offered by the latter.
[0009] Selon US 2003/0055338, alors que la sonde comporte un moteur pas à pas, il est prévu un dispositif optique d’asservissement en boucle fermée pour détecter la position du réseau d’éléments transducteurs. Selon US 4773268, il est prévu que le tambour portant la pluralité d’éléments transducteurs montés et la roue d’entraînement en sortie d’un moteur, elle même dotée d’un dispositif encodeur de position, sont spécialement conçus pour éviter le glissement de la courroie les reliant. La mise en œuvre d’un ou plusieurs encodeurs est triviale (e.g. FR 2516246, EP 1838753, US 6645151 avec deux encodeurs). FR 2409742 prévoit des moyens optiques supplémentaires pour générer des signaux indiquant la position de l’élément transducteur rotatif afin de fournir des signaux à une servocommande. EP 0201137 prévoit un encodeur optique. Selon FR 2479531, il se produit des décalages d'un balayage au suivant et il est prévu un dispositif de traitement et de mémorisation numérique. [0009] According to US 2003/0055338, while the probe includes a stepping motor, a closed-loop optical servo device is provided to detect the position of the array of transducer elements. According to US 4773268, provision is made for the drum carrying the plurality of mounted transducer elements and the drive wheel at the output of a motor, itself equipped with a position encoder device, to be specially designed to prevent the slippage of the the belt connecting them. The implementation of one or more encoders is trivial (e.g. FR 2516246, EP 1838753, US 6645151 with two encoders). FR 2409742 provides additional optical means for generating signals indicating the position of the rotating transducer element in order to supply signals to a servo drive. EP 0201137 provides an optical encoder. According to FR 2479531, shifts occur from one scan to the next and a digital processing and storage device is provided.
[0010] CN109951129 décrit un procédé de commande d'un moteur pas à pas, sans capteur de position, qui comprend les étapes suivantes : obtenir les informations de position estimée du rotor du moteur par l'observateur à l'instant cible en fonction du courant biphasé et de la tension biphasée du moteur; comparer les informations de position théorique du rotor de moteur avec les informations de position estimées au moment cible pour déterminer la valeur de compensation d'erreur de position du rotor de moteur; compenser la position du rotor du moteur en fonction de la valeur de compensation d'erreur de position. CN 106571758 décrit un procédé de compensation de décalage de moteur pas à pas utilisé pour une sonde à ultrasons ayant en outre un transducteur. Le procédé comprend les étapes suivantes : acquisition des informations de position réelle du transducteur moyennant le calcul du nombre de pas du moteur pour que le transducteur atteigne sa position réelle; comparaison des informations de position réelle avec les informations de position cible pour obtenir des données de décalage du moteur pas à pas; comparaison des données de désynchronisation avec un seuil prédéfini pour déterminer la plage de seuils à laquelle appartiennent les données de désynchronisation; détermination du mode de compensation correspondant aux données de désynchronisation en fonction de la plage de seuil ; exécution de l'opération de compensation. Dans ces réalisations, on agit sur le moteur pour compenser son décalage préalablement calculé. [0010] CN109951129 describes a method for controlling a stepper motor, without a position sensor, which comprises the following steps: obtaining information on the position of the motor rotor estimated by the observer at the target instant as a function of the two-phase current and two-phase voltage of the motor; comparing the theoretical motor rotor position information with the estimated position information at the target time to determine the motor rotor position error compensation value; compensate the position of the motor rotor according to the position error compensation value. CN 106571758 discloses a stepper motor offset compensation method used for an ultrasonic probe further having a transducer. The method comprises the following steps: acquiring the actual position information of the transducer by calculating the number of steps of the motor for the transducer to reach its actual position; comparing the actual position information with the target position information to obtain stepper motor offset data; comparing the desynchronization data with a predefined threshold to determine the range of thresholds to which the desynchronization data belongs; determining the compensation mode corresponding to the desynchronization data according to the threshold range; execution of the netting transaction. In these embodiments, action is taken on the motor to compensate for its previously calculated offset.
[0011] Par ailleurs, WO2019122665 décrit un procédé de détermination du positionnement en position déployée d’un dispositif médical implantable comprenant, à partir d’une image tridimensionnelle d’une région d’intérêt comprenant la structure vasculaire dans laquelle un point de positionnement a été défini, les étapes de détermination d’une ligne centrale de l’artère, de positionnement du dispositif selon une position initiale, autour de la ligne centrale, de simulation de la position finale du dispositif en fonction de contraintes exercées par les parois de la structure vasculaire, dans lequel la détermination de la ligne centrale consiste à placer des points à des positions longitudinales différentes le long de la structure vasculaire, de sorte à minimiser un temps de trajet de fluide le long desdits points entre un point d’entrée dans la structure vasculaire et un point de sortie de la structure vasculaire, le temps de trajet étant minimisé en utilisant un algorithme de descente de gradient, lesdits points formant la ligne centrale. Furthermore, WO2019122665 describes a method for determining the positioning in the deployed position of an implantable medical device comprising, from a three-dimensional image of a region of interest comprising the vascular structure in which a positioning point has been defined, the steps for determining a central line of the artery, for positioning the device according to a initial position, around the central line, for simulating the final position of the device as a function of stresses exerted by the walls of the vascular structure, in which the determination of the central line consists of placing points at different longitudinal positions along of the vascular structure, so as to minimize a fluid travel time along said points between a point of entry into the vascular structure and an exit point of the vascular structure, the travel time being minimized using an algorithm of gradient descent, said points forming the central line.
[0012] US2009/0030326 vise un appareil portable de diagnostic par ultrasons spécifiquement dédié au calcul de la quantité d’urine dans la vessie, et un procédé de diagnostic par ultrasons utilisant l'appareil. Cet appareil surmonte les limites des appareils connus dans lesquels on réalise des images ultrasonores de la vessie uniquement dans deux plans perpendiculaires, avec la difficulté pour l’opérateur de trouver la zone indiquant la plus grande taille et la sélectionner afin d’éviter de calculer une quantité d’urine imprécise. Cet appareil comporte un 1er moteur pas à pas pour faire tourner un transducteur dans une lere direction et un 2nd moteur pas à pas pour faire tourner le transducteur dans une 2nd direction, moyennant deux modes de fonctionnement : dans un 1er mode de fonctionnement, sont reçus des éléments d'informations ultrasonores de n lignes de balayage pour un seul plan à un emplacement donné du transducteur, et dans un 2nd mode de fonctionnement, sont reçus des informations ultrasonores de n lignes de balayage pour chacun de m plans. L’appareil comprend donc deux moteurs pas à pas ayant un transducteur et deux axes de rotation tant pour les moteurs que le transducteur. Avec l’appareil, au lieu de prendre en compte uniquement des informations ultrasonores sur deux plans, l’appareil prend en compte des informations ultrasonores sur une pluralité de plans uniformément espacés sur 360°, ce qui conduit à des valeurs calculées très précises. L'appareil peut être commandé pour fonctionner en mode de balayage préliminaire, et l’opérateur déplacer la sonde ou ajuster son angle d'inclinaison, de sorte que la vessie puisse être située dans la partie centrale de l'image ultrasonore. Après cela, l’appareil peut être commandé pour fonctionner en mode balayage à un emplacement proche du centre de la vessie urinaire et ceci de manière répétée pour m plans. Mais, comme l’expose US2009/0030326, il se peut que le balayage soit alors effectué dans un état dans lequel le centre d'un premier axe de rotation est déplacé, ce qui conduit à une erreur dans le calcul du volume d’urine. L’appareil est conçu pour pouvoir effectuer une correction numérique tendant à réduire une telle erreur et à mesurer avec précision la quantité d'urine dans la vessie. [0012] US2009/0030326 relates to a portable ultrasound diagnostic device specifically dedicated to calculating the quantity of urine in the bladder, and an ultrasound diagnostic method using the device. This device overcomes the limitations of known devices in which ultrasound images of the bladder are taken only in two perpendicular planes, with the difficulty for the operator to find the area indicating the largest size and select it in order to avoid calculating a imprecise amount of urine. This device comprises a 1st stepper motor to rotate a transducer in a 1st direction and a 2nd stepper motor to rotate the transducer in a 2nd direction, with two operating modes: in a 1st mode of operation, ultrasound information elements of n scan lines are received for a single plane at a given location of the transducer, and in a 2 nd mode of operation, ultrasound information of n scan lines are received for each of m planes. The apparatus therefore comprises two stepper motors having a transducer and two axes of rotation for both the motors and the transducer. With the apparatus, instead of only taking into account ultrasound information on two planes, the apparatus takes into account ultrasound information on a plurality of planes evenly spaced over 360°, which leads to very precise calculated values. The device can be controlled to operate in a preliminary scan mode, and the operator moves the probe or adjusts its angle of inclination, so that the bladder can be located in the central part of the ultrasound image. After that, the device can be controlled to operate in scanning mode at a location close to the center of the urinary bladder and this repeatedly for m planes. But, as explained by US2009/0030326, it is possible that the scanning is then carried out in a state in which the center of a first axis of rotation is displaced, which leads to an error in the calculation of the volume of urine . The device is designed to be able to perform a digital correction tending to reduce such an error and to accurately measure the quantity of urine in the bladder.
RÉSUMÉ ABSTRACT
[0013] Il existe le besoin de disposer, en vue d’un usage nomade, d’un échographe et plus spécialement de sa sonde, permettant, à lui seul, un usage polyvalent (notamment pour toute zone d’intérêt du corps humain et à plusieurs profondeurs pour des observations de zones d’intérêt différentes), notamment de première nécessité et apte à permettre une orientation diagnostique, notamment en situation d’urgence, qui soit de réalisation simple, légère et robuste, qui soit fiable au regard du but visé, qui permette une reconstruction d’image simple, robuste et efficace au regard du but recherché par le praticien, qui soit économique (en termes de fabrication, utilisation et maintenance), qui puisse être mis en œuvre sans le besoin d’une formation poussée, qui ne nécessite qu’une maintenance simple, qui puisse être mis en œuvre en combinaison avec un téléphone mobile intelligent standard dont est pourvu par ailleurs l’opérateur, qui à la fois est apte à piloter la sonde et à recevoir, visualiser, mémoriser, transmettre, les images qu’elle procure, le cas échéant chargé d’une application spécialisée, et qui fournisse une image de qualité à la mesure du but visé, notamment qui contribue à pallier dans une certaine mesure les distorsions dans la formation de l’image résultant de la construction même de la sonde. [0013] There is a need to have, with a view to nomadic use, an ultrasound scanner and more specifically its probe, allowing, on its own, a versatile use (in particular for any area of interest of the human body and at several depths for observations of different areas of interest), in particular of primary necessity and capable of allowing diagnostic orientation, in particular in an emergency situation, which is simple, light and robust, which is reliable with regard to the purpose targeted, which allows a simple, robust and effective image reconstruction with regard to the goal sought by the practitioner, which is economical (in terms of manufacture, use and maintenance), which can be implemented without the need for extensive training, which does not require simple maintenance, which can be implemented in combination with a standard intelligent mobile phone with which the operator is also equipped, which is both able to control the probe and to receive, display, memorize, transmit, the images that it provides, if necessary charged with a specialized application, and which provides a quality image commensurate with the intended purpose, in particular which contributes to alleviating to a certain extent the distortions in the formation of the image resulting from the very construction of the probe.
[0014] En particulier, il existe le besoin de disposer d’une sonde échographique à balayage sectoriel mécanique, au moyen d’un (et d’un unique) moteur pas à pas (sélectionné pour les avantages qu’il procure) et d’un organe de transmission de mouvement, qui réduit, notamment minimise et en particulier supprime ou quasi supprime le tremblement de l’image du au décalage entre les image successives. Spécialement, il existe le besoin de réduire, notamment de minimiser et en particulier de supprimer ou quasiment supprimer un tel tremblement de l’image, sans la nécessité de devoir recourir à un moteur autre qu’un moteur pas à pas (comme un moteur ultrasonore), et sans la nécessité de devoir recourir à des moyens de mesure supplémentaire des erreurs découlant des défauts des moyens mécaniques de la sonde d’entraînement du transducteur. [0014] In particular, there is a need for an echographic probe with mechanical sector scanning, by means of a (and a single) stepper motor (selected for the advantages it provides) and a movement transmission member, which reduces, in particular minimizes and in particular eliminates or almost eliminates the tremor of the image due to the shift between the successive images. Especially, there is the need to reduce, in particular to minimize and in particular to eliminate or almost eliminate such jitter from the image, without the necessity of having to resort to a motor other than a stepper motor (such as an ultrasonic motor ), and without the necessity of having to resort to means of additional measurement of errors arising from faults in the mechanical means of the drive probe of the transducer.
[0015] Tel est le domaine de l’invention. This is the field of the invention.
[0016] A cet effet, il est proposé, selon un premier aspect, un procédé de mise en œuvre d’un échographe comprenant une sonde échographique d’exploration d’une zone d’intérêt du corps humain, dans lequel : on commande un moyen mécanique d’entraînement formant une chaîne cinématique, incluant un moteur pas à pas, un organe de transmission de mouvement, et un organe porteur d’un élément transducteur monté en rotation au moyen du moteur pas à pas, et au moyen de l’élément transducteur on capte une pluralité de lignes d’échos en réception d’une pluralité de tirs successifs d’impulsions ultrasonores émises en direction de la zone d’intérêt, commandés par un pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements, on met en œuvre un algorithme de formation d’image de sorte à assurer la reconstruction visuelle bidimensionnelle de la zone d’intérêt à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos et une représentation animée bidimensionnelle de la zone d’intérêt par suite des allers et retours successifs du balayage. [0016] To this end, it is proposed, according to a first aspect, a method for implementing an ultrasound scanner comprising an ultrasound probe for exploring an area of interest of the human body, in which: a mechanical drive means forming a kinematic chain, including a stepper motor, a movement transmission member, and a member carrying a transducer element mounted in rotation by means of the stepper motor, and by means of the transducer element a plurality of echo lines are picked up upon receipt of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the area of interest, controlled by a shot and movement scheduler pilot, a image formation algorithm so as to ensure the two-dimensional visual reconstruction of the zone of interest from the juxtaposition of the image points of the echo lines and a two-dimensional animated representation of the zone of interest as a result of the goings and goings r successive turns of the scan.
Ce procédé est tel que : on choisit un moyen mécanique d’entraînement qui comporte un et un seul moteur pas à pas et dont l’élément transducteur est porté de façon fixe par l’organe porteur et entraîné à pivotement par le moteur pas à pas, autour d’un et un seul axe de pivotement, selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, ayant constaté des défauts du moyen mécanique d’entraînement, ou un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller et les lignes d’échos retour, ou un tremblement de l’image bidimensionnelle, associé aux défauts de la chaîne cinématique du moyen mécanique d’entraînement, on utilise directement les effets sur l’image produite des défauts du moyen mécanique d’entraînement, et on corrige le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image pour réduire, notamment minimiser, et en particulier supprimer, ou quasiment supprimer le tremblement de l’image du au décalage entre les images successives, associé au fonctionnement et à la mise en mouvement du moyen mécanique d’entraînement et à cet effet : o on procède à une analyse des points-images le long d’un arc à une profondeur donnée - de la zone d’intérêt - de deux séries de lignes d’écho aller et retour successives, de sorte à déterminer une information de décalage angulaire des points -images des deux arcs successifs aller et retour et calculer une valeur de décalage angulaire des lignes d’écho aller et des lignes d’écho retour, associée au moyen d’entraînement, et o on procède à une correction du décalage en rapprochant, notamment en rapprochant au mieux et en particulier en superposant ou en quasiment superposant les images aller et les images retour successives en prenant en compte la valeur ainsi calculée du décalage associée au fonctionnement du moyen d’entraînement. This method is such that: a mechanical drive means is chosen which comprises one and only one stepper motor and whose transducer element is carried in a fixed manner by the carrier member and pivotally driven by the stepper motor , around one and only one pivot axis, according to an alternating sector scan from a reference position, having observed faults in the mechanical drive means, or an angular shift between the outward echo lines and the return echo lines, or a tremor of the two-dimensional image, associated with faults in the kinematic chain of the mechanical means d drive, the effects on the image produced of the defects of the mechanical drive means are used directly, and the control of the stepping motor and/or the image is corrected to reduce, in particular minimize, and in particular eliminate, or almost eliminate the tremor of the image due to the shift between the successive images, associated with the operation and the setting in motion of the mechanical drive means and for this purpose: o an analysis of the image points is carried out along an arc at a given depth - of the area of interest - of two series of successive outward and return echo lines, so as to determine information on the angular offset of the image points of the two successive outward and return arcs r and calculate a value of angular offset of the outward echo lines and of the return echo lines, associated with the drive means, and o the offset is corrected by bringing closer, in particular by bringing closer as best as possible and in particular by superimposing or almost superimposing the forward images and the successive return images taking into account the thus calculated value of the offset associated with the operation of the drive means.
[0017] Selon une caractéristique, on met en œuvre un moteur pas à pas sans encodeur. [0017] According to one feature, a stepper motor without an encoder is implemented.
[0018] Ainsi, le procédé est tel que l’on tire parti et utilise directement les effets sur l’image produite, des défauts des moyens mécaniques de la sonde, pour corriger l’image, en sorte que les effets des défauts des moyens mécaniques (tremblement de l’image) sont réduits, notamment minimisés, et en particulier supprimés ou quasiment supprimés, sans recourir à des moyens de mesure supplémentaire des erreurs. Thus, the method is such that one takes advantage and directly uses the effects on the produced image, of the defects of the mechanical means of the probe, to correct the image, so that the effects of the defects of the means mechanical (shake of the image) are reduced, in particular minimized, and in particular eliminated or virtually eliminated, without resorting to means of additional measurement of the errors.
[0019] Selon une réalisation, pour mesurer le décalage : on réalise l’acquisition de la série de lignes d’écho de l’image aller et on reconstitue la courbe d’un arc aller constitué de tous les points-image des lignes d’écho situés à une même profondeur, on réalise l’acquisition de la série de lignes d’écho de l’image retour et on reconstitue la courbe d’un arc retour constitué de tous les points-image des lignes d’écho situés à une même profondeur, à l’aide d’un algorithme de descente de gradient on minimise la distance entre les points de la courbe de l’arc aller et de la courbe de l’arc retour en décalant progressivement l’une par rapport à l’autre, jusqu’à retenir le décalage donnant la distance minimale comme étant le décalage angulaire entre les lignes d’écho aller et les lignes d’écho retour. [0019] According to one embodiment, to measure the shift: the series of echo lines of the outward image is acquired and the curve of an outward arc is reconstituted consisting of all the image points of the lines of echo located at the same depth, the series of echo lines of the return image is acquired and the curve of a return arc is reconstituted consisting of all the image points of the echo lines located at the same depth, using a gradient descent algorithm, the distance between the points of the outward arc curve and the return arc curve is minimized by gradually shifting one relative to the other other, until retaining the offset giving the minimum distance as being the angular offset between the outward echo lines and the return echo lines.
[0020] Selon une autre réalisation, pour mesurer le décalage : on applique un algorithme de descente de gradient sur un premier arc aller et sur un premier arc retour pour obtenir un premier décalage dl, puis on applique un algorithme de descente de gradient sur le premier arc retour et un second arc aller qui le suit, pour obtenir un second décalage d2, et on retient comme décalage associé au jeu mécanique (dl-d2) 12. [0020] According to another embodiment, to measure the offset: a gradient descent algorithm is applied to a first forward arc and to a first return arc to obtain a first offset dl, then a gradient descent algorithm is applied to the first return arc and a second forward arc which follows it, to obtain a second offset d2, and the offset associated with the mechanical play (dl-d2) is taken as 12.
[0021] Selon une première réalisation, pour procéder à une correction du décalage, on effectue de façon répétitive un calcul de la valeur du décalage angulaire, puis, lorsqu’une valeur du décalage ainsi calculée est considérée fiable, on corrige les images retour dans l’algorithme de formation d’image en leur appliquant une rotation inverse de la valeur du décalage ainsi calculée et considérée fiable. According to a first embodiment, to carry out a correction of the shift, a calculation of the value of the angular shift is carried out repeatedly, then, when a value of the shift thus calculated is considered reliable, the return images are corrected in the image formation algorithm by applying to them an inverse rotation of the offset value thus calculated and considered reliable.
[0022] Selon une seconde réalisation, pour procéder à une correction du décalage, on effectue de façon répétitive un calcul de la valeur du décalage angulaire, puis, lorsqu’une valeur du décalage ainsi calculée est considérée fiable, on la mémorise de façon persistante et on commande le pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements de sorte à décaler les tirs dans le temps des tirs relatifs au mouvement retour, et ce en fonction de la valeur du décalage ainsi calculée et considérée fiable. According to a second embodiment, to carry out a correction of the offset, a calculation of the value of the angular offset is carried out repeatedly, then, when a value of the offset thus calculated is considered reliable, it is stored in a persistent manner. and the firing and movement scheduler pilot is controlled so as to shift the firings in time of the firings relating to the return movement, and this according to the value of the shift thus calculated and considered reliable.
[0023] Selon une possibilité offerte par l’invention, le procédé est tel que, d’une part, on capte le mouvement de la sonde, et d’autre part : lorsque dans un premier temps on cherche à identifier une zone d’intérêt à explorer, on déplace largement la sonde à des fins de recherche de localisation, la sonde étant alors en mode de cadence d’images nominal rapide et l’image obtenue étant de résolution nominale, et lorsque dans un second temps la zone d’intérêt à explorer a été identifiée, on cherche à obtenir une image de plus haute résolution, on garde la sonde statique ou quasi statique, la sonde pouvant être alors en mode de cadence d’images ralentie et l’image obtenue étant de plus haute résolution. According to one possibility offered by the invention, the method is such that, on the one hand, the movement of the probe is detected, and on the other hand: when initially one seeks to identify a zone of interest in exploring, the probe is moved widely for the purpose of location research, the probe then being in fast nominal frame rate mode and the image obtained being of nominal resolution, and when in a second time the zone of interest in exploring has been identified, we seek to obtain a higher resolution image, we keep the probe static or quasi-static, the probe can then be in slowed frame rate mode and the image obtained being of higher resolution .
[0024] Selon une réalisation : on dispose d’un organe porteur de n éléments transducteurs ayant chacun sa propre fréquence, on choisit les n fréquences de sorte à permettre n profondeurs d’examen, on sélectionne la fréquence correspondant à la profondeur d’examen souhaité, et et on commande le moteur pas à pas de sorte à déplacer l’organe porteur et à amener l’élément transducteur correspondant à la fréquence sélectionné à sa position de fonctionnement. According to one embodiment: there is a carrier member of n transducer elements each having its own frequency, the n frequencies are chosen so as to allow n depths of examination, the frequency corresponding to the depth of examination is selected desired, and and the stepper motor is controlled so as to move the carrier member and bring the transducer element corresponding to the selected frequency to its operating position.
[0025] Selon une réalisation, n est égal à trois, et les fréquences sont égales ou proches, respectivement, de 3,5 MHz, 5 MHz et 7,5 MHz. According to one embodiment, n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz respectively.
[0026] Selon une réalisation : on dispose d’un appareil numérique portable, pouvant exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, comme un smartphone ou une tablette, ayant des moyens de communication comme notamment le protocole Wi-Fi ou Bluetooth ou encore le protocole Internet, un écran, des moyens de commande, une mémoire, on dispose d’une sonde d’exploration d’une zone d’intérêt du corps humain, comportant un moyen mécanique d’entraînement formant une chaîne cinématique, incluant un moteur pas à pas, un organe de transmission de mouvement, et un organe porteur d’un élément transducteur monté en rotation au moyen du moteur pas à pas, le moyen mécanique d’entraînement étant choisi pour comporter un et un seul moteur pas à pas et un élément transducteur porté de façon fixe par l’organe porteur et entraîné à pivotement par le moteur pas à pas , autour d’un et un seul axe de pivotement, selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, un moyen d’analyse des points-images le long d’un arc à une profondeur donnée, tel que, avec les défauts du moyen d’entraînement mécanique, il existe un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller et les lignes d’échos retour, la sonde (2) comportant un moyen de correction dudit décalage, et des moyens de communication et on implémente l’appareil numérique portable et la sonde de sorte qu’ils puissent communiquer entre eux, on met en œuvre l’appareil numérique portable de sorte à pouvoir paramétrer et piloter la sonde, afficher les images obtenues par et reçues de la sonde sur l’écran de l’appareil numérique portable, transmettre les images obtenues par et reçues de la sonde vers une plateforme de stockage externe. [0026] According to one embodiment: a portable digital device is available, capable of executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having means of communication such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or even the Internet protocol, a screen, control means, a memory, there is a probe for exploring a zone of interest of the human body, comprising a mechanical drive means forming a kinematic chain, including a stepper motor, a motion transmission member, and a member carrying a transducer element mounted in rotation by means of the stepper motor, the mechanical means of drive being chosen to comprise one and only one stepping motor and a transducer element carried in a fixed manner by the carrier member and pivotally driven by the stepping motor, around one and only one pivoting axis, according to a reciprocating sector scan from a reference position, means for analyzing image points along an arc at a given depth such that, with faults in the mechanical drive means, there is an angular shift between the lines of echoes all er and the return echo lines, the probe (2) comprising means for correcting said offset, and communication means and the portable digital device and the probe are implemented so that they can communicate with each other, implement the portable digital device so as to be able to configure and control the probe, display the images obtained by and received from the probe on the screen of the portable digital device, transmit the images obtained by and received from the probe to a external storage platform.
[0027] Selon les réalisations, on calcule le décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement soit depuis l’appareil numérique portable soit depuis la sonde ; et/ou on compense le décalage angulaire ainsi calculé soit depuis l’appareil numérique portable soit depuis la sonde. According to the embodiments, the angular offset of the lines associated with the operation of the drive means is calculated either from the portable digital device or from the probe; and/or the angular offset thus calculated is compensated either from the portable digital device or from the probe.
[0028] Et il est proposé, selon un second aspect, un échographe apte à être mis en œuvre par le procédé tel qu’il a été décrit, qui comprend : une sonde d’exploration d’une zone d’intérêt du corps humain, comportant un moyen mécanique d’entraînement formant une chaîne cinématique, incluant un moteur pas à pas, un organe de transmission de mouvement, et un organe porteur d’un élément transducteur monté en rotation au moyen du moteur pas à pas, ce moyen mécanique d’entraînement étant choisi pour comporter un et un seul moteur pas à pas et un élément transducteur porté de façon fixe par l’organe porteur et entraîné à pivotement par le moteur pas à pas, autour d’un et un seul axe de pivotement, selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, l’élément transducteur apte à capter une pluralité de lignes d’échos en réception d’une pluralité de tirs successifs d’impulsions ultrasonores émises en direction de la zone d’intérêt, commandés par un pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements, un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller et les lignes d’échos retour existant avec les défauts du moyen d’entraînement mécanique, un algorithme de formation d’image de sorte à assurer la reconstruction visuelle de la zone d’intérêt à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos et une représentation animée de la zone d’intérêt par suite des allers et retours successifs du balayage, un moyen d’analyse des points-images le long d’un arc à une profondeur donnée - de la zone d’intérêt - de deux séries de lignes d’écho aller et retour successives, de sorte à déterminer une information de décalage angulaire des points-images des deux arcs successifs aller et retour et calculer une valeur de décalage angulaire des lignes d’écho aller et des lignes d’écho retour, associée au fonctionnement du moyen d’entraînement, et un moyen de correction du décalage par rapprochement, notamment par rapprochement au mieux et en particulier par superposition ou en quasi-superposition des images aller et des images retour successives en prenant en compte la valeur ainsi calculée du décalage associée au fonctionnement du moyen d’entraînement, de sorte à utiliser directement les effets sur l’image produite des défauts du moyen mécanique d’entraînement, et corriger le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image pour réduire, notamment minimiser, et en particulier supprimer, ou quasiment supprimer le tremblement de l’image du au décalage entre les images successives, associé au fonctionnement et à la mise en mouvement du moyen mécanique d’entraînement. [0028] And it is proposed, according to a second aspect, an echograph capable of being implemented by the method as it has been described, which comprises: a probe for exploring a zone of interest of the human body , comprising a mechanical drive means forming a kinematic chain, including a stepping motor, a movement transmission member, and a member carrying a transducer element mounted in rotation by means of the stepping motor, this mechanical means drive being chosen to comprise one and only one stepper motor and a transducer element carried in a fixed manner by the carrier member and pivotally driven by the stepper motor, about one and only one pivot axis, according to an alternating sector scan starting from a reference position, the transducer element capable of picking up a plurality of lines of echoes in reception of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the zone of interest , controlled by a scheduling pilot d e shots and movements, an angular offset between the outgoing echo lines and the return echo lines existing with the defects of the mechanical drive means, an image formation algorithm so as to ensure the visual reconstruction of the zone of interest from the juxtaposition of the image points of the echo lines and an animated representation of the zone of interest as a result of back and forth movements successive scans, a means for analyzing the image points along an arc at a given depth - of the zone of interest - of two series of successive round-trip echo lines, so as to determine information of the angular offset of the image points of the two successive outward and return arcs and calculate an angular offset value of the outward echo lines and of the return echo lines, associated with the operation of the drive means, and a means for correcting the offset by approximation, in particular by best effort approximation and in particular by superposition or quasi-superposition of the successive forward images and return images, taking into account the thus calculated value of the offset associated with the operation of the drive means, so as to directly use the effects on the image produced of the defects of the mechanical drive means, and correct the control of the stepper motor and/or directly the image to reduce, in particular minimize, and in particular to eliminate, or almost eliminate the tremor of the image due to the shift between the successive images, associated with the operation and the setting in motion of the mechanical drive means.
[0029] Selon une caractéristique, le moteur pas à pas est dépourvu d’encodeur. [0029] According to one feature, the stepper motor has no encoder.
[0030] Selon une réalisation, l’organe porteur supporte n éléments transducteurs ayant chacun sa propre fréquence de sorte à permettre n profondeurs d’examen, et un moyen de commande est apte à commander le moteur pas à pas de sorte à déplacer l’organe porteur et à amener l’élément transducteur correspondant à la fréquence sélectionnée à sa position de fonctionnement. According to one embodiment, the carrier member supports n transducer elements each having its own frequency so as to allow n depths of examination, and a control means is able to control the stepper motor so as to move the carrier member and to bring the transducer element corresponding to the selected frequency to its operating position.
[0031] Selon une réalisation, n est égal à trois, et les fréquences sont égales ou proches, respectivement, de 3,5 MHz, 5 MHz et 7,5 MHz. According to one embodiment, n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz respectively.
[0032] Selon une réalisation l’échographe est tel que : il comporte en outre un appareil numérique portable, pouvant exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, comme un smartphone ou une tablette, ayant des moyens de communication comme notamment le protocole Wi-Fi ou Bluetooth ou encore le protocole Internet, un écran, des moyens de commande, une mémoire, la sonde comporte des moyens de communication apte à communiquer avec les moyens de communication de l’appareil numérique portable, l’appareil numérique portable est agencé de sorte à pouvoir paramétrer et piloter la sonde, afficher les images obtenues par et reçues de la sonde sur l’écran de l’appareil numérique portable, transmettre les images obtenues par et reçues de la sonde vers une plateforme de stockage externe. [0033] Selon une réalisation, l’échographe est tel que la sonde comprend : un compartiment humide contenant un liquide couplant et pourvu d’une fenêtre acoustique, dans lequel sont logés l’organe porteur d’élément transducteur comme un tambour rotatif, un compartiment sec dans lequel sont logés les moyens électroniques, les moyens de communication, une alimentation, et qui comprend également un ou des ports pour un chargeur de batterie et un ordinateur. [0032] According to one embodiment, the ultrasound scanner is such that: it further comprises a portable digital device, capable of executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having communication means such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or even the Internet protocol, a screen, control means, a memory, the probe comprises communication means capable of communicating with the communication means of the portable digital device, the device portable digital device is arranged so as to be able to configure and control the probe, display the images obtained by and received from the probe on the screen of the portable digital device, transmit the images obtained by and received from the probe to a storage platform external. [0033]According to one embodiment, the echograph is such that the probe comprises: a wet compartment containing a coupling liquid and provided with an acoustic window, in which are housed the member carrying the transducer element such as a rotating drum, a dry compartment in which the electronic means, the means of communication, a power supply are housed, and which also includes one or more ports for a battery charger and a computer.
[0034] Selon les réalisations, soit le compartiment humide sert de logement au seul organe porteur d’élément transducteur (tambour rotatif) et le reste du moyen d’entraînement, notamment le moteur pas à pas, est logé dans le compartiment sec, moyennant la présence d’un joint d’étanchéité dynamique (par exemple sur l’arbre) de la séparation étanche entre les deux compartiments, soit l’ensemble du moyen d’entraînement, organe porteur d’élément transducteur (tambour rotatif) et le reste du moyen d’entraînement (y compris le moteur pas à pas) est logé dans le compartiment humide, un joint d’étanchéité dynamique de la séparation étanche entre les deux compartiments n’étant plus nécessaire, les connexions électriques avec le moteur pas à pas étant prévues étanches. [0034] Depending on the embodiment, either the wet compartment serves as a housing for the sole transducer element carrier member (rotating drum) and the rest of the drive means, in particular the stepper motor, is housed in the dry compartment, with the presence of a dynamic seal (for example on the shaft) of the leaktight separation between the two compartments, i.e. the entire drive means, member carrying the transducer element (rotating drum) and the rest of the drive means (including the stepping motor) is housed in the wet compartment, a dynamic seal of the sealed separation between the two compartments being no longer necessary, the electrical connections with the stepping motor being provided waterproof.
[0035] Selon une réalisation, l’échographe est tel que les moyens d’entraînement incluent un organe de transmission de mouvement entre le moteur pas à pas et l’organe porteur de l’élément transducteur, comme une courroie crantée coopérant avec des crans d’un organe menant rotatif en sortie du moteur pas à pas et des crans d’un organe mené rotatif en entrée de l’organe porteur de l’élément transducteur. According to one embodiment, the echograph is such that the drive means include a motion transmission member between the stepper motor and the member carrying the transducer element, such as a toothed belt cooperating with notches of a rotary drive member at the output of the stepper motor and the notches of a rotary driven member at the input of the member carrying the transducer element.
[0036] Selon les réalisations, l’appareil numérique portable et la sonde sont agencés de sorte que : des moyens appartenant à l’appareil numérique portable assurent le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et/ou la compensation du décalage angulaire ainsi calculé ; et/ou des moyens appartenant à la sonde assurent le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et/ou la compensation du décalage angulaire ainsi calculé. According to the embodiments, the portable digital device and the probe are arranged so that: means belonging to the portable digital device ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular offset thus calculated; and/or means belonging to the probe ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular shift thus calculated.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Fig· 1 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig 1
[Fig. 1] est une vue schématique illustrant un échographe selon l’invention, comprenant une sonde échographique d’exploration d’une zone d’intérêt du corps humain, comportant un moyen d’entraînement incluant un unique moteur pas à pas, un organe de transmission de mouvement, et un organe porteur d’un élément transducteur - porté de façon fixe par l’organe porteur -, monté en rotation au moyen du moteur pas à pas, des moyens de fonctionnement, des moyens de communication avec un appareil numérique portable et l’appareil numérique en question Fig. 2 [0037] [Fig. 2] est une vue schématique du moyen d’entraînement incluant un unique moteur pas à pas, , un organe de transmission de mouvement entre le moteur pas à pas et un organe porteur d’un élément transducteur - porté de façon fixe par l’organe porteur -, monté en rotation au moyen du moteur pas à pas. [Fig. 1] is a schematic view illustrating an echograph according to the invention, comprising an echographic probe for exploring a zone of interest of the human body, comprising a drive means including a single stepper motor, a transmission member movement, and a carrier member of a transducer element - carried in a fixed manner by the carrier member -, rotatably mounted by means of the stepper motor, operating means, means of communication with a portable digital device and the digital device in question Fig. 2 [0037] [Fig. 2] is a schematic view of the drive means including a single stepper motor, a motion transmission member between the stepper motor and a member carrying a transducer element - fixedly carried by the member carrier -, mounted in rotation by means of the stepper motor.
Fig. 3 Fig. 3
[0038] [Fig. 3] est un schéma illustrant une réalisation de la boucle de correction du décalage angulaire entre les lignes d’écho aller et des lignes d’écho retour, associé au fonctionnement du moyen d’entraînement de la sonde échographique. [0038] [Fig. 3] is a diagram illustrating an embodiment of the loop for correcting the angular offset between the outgoing echo lines and the return echo lines, associated with the operation of the drive means of the echographic probe.
DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
[0039] La description qui suit est faite en référence aux dessins des figures. Les termes utilisés doivent être compris et interprétés à la lumière du domaine de l’invention et de l’état de la technique présentés précédemment. The following description is made with reference to the drawings of the figures. The terms used must be understood and interpreted in the light of the field of the invention and the state of the art presented above.
[0040] L’invention présente deux aspects. D’une part, un échographe 1, et tout spécialement, un échographe 1 du domaine d’application caractérisé par un usage nomade (plus spécialement sa sonde échographique 2), permettant, à lui seul, un usage polyvalent (notamment pour toute zone d’intérêt ZI du corps humain et à plusieurs profondeurs pour des observations de zones d’intérêt ZI différentes), notamment de première nécessité, apte à permettre une orientation diagnostique, notamment en situation d’urgence, et permettant une reconstruction d’image efficace. D’autre part, un procédé de mise en œuvre d’un tel échographe 1, avec sa sonde échographique 2, comprenant des moyens 3a de communication avec un ordinateur distinct. L’échographe 1 et sa sonde 2 sont spécialement adaptés au procédé de mise en œuvre et, inversement, le procédé de mise en œuvre implique l’échographe 1 et sa sonde 2. Dans la réalisation envisagée, l’ordinateur est un appareil numérique portable 4, agencé de sorte à comporter des moyens pour exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, comme un smartphone ou une tablette, ayant des moyens 3b de communication. Les moyens 3a, 3b de communication, une fois implémentés, de sorte qu’ils puissent communiquer entre eux, peuvent fonctionner notamment par le protocole WI-FI ou Bluetooth ou encore le protocole Internet. Cette disposition constructive particulière permet un Fusage nomade de la sonde 2. The invention has two aspects. On the one hand, an ultrasound scanner 1, and especially an ultrasound scanner 1 of the field of application characterized by nomadic use (more specifically its ultrasound probe 2), allowing, on its own, a versatile use (in particular for any area of interest ZI of the human body and at several depths for observations of different zones of interest ZI), in particular of first necessity, able to allow a diagnostic orientation, in particular in an emergency situation, and allowing an effective image reconstruction. On the other hand, a method for implementing such an ultrasound scanner 1, with its ultrasound probe 2, comprising means 3a of communication with a separate computer. The ultrasound scanner 1 and its probe 2 are specially adapted to the implementation method and, conversely, the implementation method involves the ultrasound scanner 1 and its probe 2. In the envisaged embodiment, the computer is a portable digital device 4, arranged so as to include means for executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as a smartphone or a tablet, having means 3b of communication. The means 3a, 3b of communication, once implemented, so that they can communicate with each other, can operate in particular by the WI-FI or Bluetooth protocol or even the Internet protocol. This particular constructive arrangement allows nomadic use of the probe 2.
[0041] Une telle sonde 2 comporte un boîtier 5, rigide, extérieur, dont la forme est ergonomique de sorte à pouvoir être aisément manipulé par l’opérateur. Par exemple, cette forme est renflée vers les deux extrémités et rétrécie en partie médiane dans une zone de saisie manuelle. Le boîtier 5 comporte un capot amovible permettant l’accès à un espace intérieur 6 de boîtier, comportant un compartiment sec 6a où se trouve le capot, et un compartiment humide 6b situé à l’extrémité opposée et formant une zone 7 de contact avec une zone de contact du corps humain C permettant d’explorer la zone d’intérêt ZI. Les deux compartiments 6a, 6b sont séparés un de l’autre par une séparation étanche 6c. [0042] Dans la réalisation particulière représentée sur la vue schématique de fig. 1 , le compartiment sec 6a permet le logement d’une partie 8a des moyens d’entraînement 8 d’au moins un élément transducteur 9, des moyens électroniques 10 de la sonde 2, incluant les moyens de communication 3a, d’une alimentation électrique 11. Il comprend également un ou des ports 12, comme des ports pour un chargeur de batterie, un ordinateur ou un autre périphérique. Such a probe 2 comprises a casing 5, rigid, exterior, the shape of which is ergonomic so that it can be easily handled by the operator. For example, this shape is bulged towards both ends and narrowed in the middle part in a manual input area. The case 5 comprises a removable cover allowing access to an interior space 6 of the case, comprising a dry compartment 6a where the cover is located, and a wet compartment 6b located at the opposite end and forming a zone 7 of contact with a contact zone of the human body C making it possible to explore the zone of interest ZI. The two compartments 6a, 6b are separated from each other by a sealed separation 6c. In the particular embodiment shown in the schematic view of FIG. 1, the dry compartment 6a allows the housing of a part 8a of the drive means 8 of at least one transducer element 9, of the electronic means 10 of the probe 2, including the communication means 3a, of an electrical power supply 11. It also includes 12 port(s), such as ports for a battery charger, computer, or other device.
[0043] Dans cette même réalisation particulière (fig. 1), le compartiment humide 6b présente une fenêtre acoustique transparente aux ultra-sons, destinée à venir au contact de la zone de contact du corps humain C, et renferme un fluide couplant de transmission du faisceau d'ultra-sons. Le compartiment humide 6b renferme également au moins un élément transducteur 9, agencé de façon mobile, grâce à une partie 8b des moyens d’entraînement. In this same particular embodiment (fig. 1), the wet compartment 6b has an acoustic window transparent to ultrasound, intended to come into contact with the contact zone of the human body C, and contains a coupling transmission fluid of the ultrasound beam. The wet compartment 6b also contains at least one transducer element 9, arranged in a movable manner, thanks to a part 8b of the drive means.
[0044] La partie 8a des moyens d’entraînement 8 d’un transducteur 9 logée dans le compartiment sec 6a comporte un unique moteur pas à pas qui, selon une caractéristique est dépourvu d’un encodeur comme cela est classiquement connu dans nombre de réalisations de l’état de la technique. Au moteur pas à pas 8a est associé un pilote 13. La partie 8b des moyens d’entraînement logée dans le compartiment humide 6b comporte un organe porteur de façon fixe de l’élément transducteur 9, comme un tambour 8b, monté à rotation au moyen du moteur pas à pas 8a, via un organe de transmission de mouvement 8c, comme une courroie crantée coopérant avec des crans d’un organe menant rotatif en sortie du moteur pas à pas 8a et des crans d’un organe mené rotatif en entrée du tambour 8b. Par conséquent, l’élément transducteur 9 a un - et un seul - axe de rotation, à savoir l’axe du tambour 8b, étant ainsi agencé en rotation dans un - et un seul - plan. La mise en œuvre de tels moyens crantés vise à minimiser - sans être complètement supprimé durablement - le décalage angulaire, in fine le décalage angulaire du transducteur, résultant du fonctionnement durable de la chaîne cinématique du moyen mécanique d’entraînement 8, avec ses défauts à l’usage, cette chaîne cinématique comprenant le moteur pas à pas 8a, l’organe de transmission de mouvement 8c et le tambour 8b. The part 8a of the drive means 8 of a transducer 9 housed in the dry compartment 6a comprises a single stepping motor which, according to one characteristic, does not have an encoder as is conventionally known in many embodiments. of the state of the art. The stepping motor 8a is associated with a driver 13. The part 8b of the drive means housed in the wet compartment 6b comprises a fixedly carrying member of the transducer element 9, such as a drum 8b, rotatably mounted by means of the stepper motor 8a, via a motion transmission member 8c, such as a toothed belt cooperating with notches of a rotary drive member at the output of the stepper motor 8a and notches of a rotary driven member at the input of the drum 8b. Consequently, the transducer element 9 has one - and only one - axis of rotation, namely the axis of the drum 8b, thus being arranged in rotation in one - and only one - plane. The implementation of such toothed means is intended to minimize - without being completely permanently eliminated - the angular offset, ultimately the angular offset of the transducer, resulting from the lasting operation of the kinematic chain of the mechanical drive means 8, with its defects at use, this kinematic chain comprising the stepper motor 8a, the movement transmission member 8c and the drum 8b.
[0045] Dans la réalisation particulière (fig. 1), où le compartiment humide 6b sert de logement au seul tambour 8b, alors que le moteur pas à pas 8a est logé dans le compartiment sec 6a, il est prévu la présence d’un joint d’étanchéité dynamique (par exemple sur l’arbre) de la séparation étanche 6c entre les deux compartiments 6a et 6b (simplement symbolisé sur le dessin de fig.1 par la traversée de la séparation étanche 6c par l’organe de transmission de mouvement 8c). In the particular embodiment (fig. 1), where the wet compartment 6b serves as a housing for the single drum 8b, while the stepping motor 8a is housed in the dry compartment 6a, provision is made for the presence of a dynamic seal (for example on the shaft) of the sealed separation 6c between the two compartments 6a and 6b (simply symbolized in the drawing of fig.1 by the crossing of the sealed separation 6c by the transmission member of movement 8c).
[0046] La réalisation particulière représentée sur la vue schématique de fig. 1 n’est pas exclusive d’une autre réalisation non représentée dans laquelle tant le tambour 8b que le moteur pas à pas 8a, dépourvu d’un encodeur, sont logés dans le compartiment humide 6b, auquel cas le joint d’étanchéité dynamique précédemment prévu n’est plus nécessaire, les connexions électriques avec le moteur pas à pas étant prévues étanches. [0047] Le moteur pas à pas 8a est piloté de sorte que le tambour 8b soit entraîné mécaniquement selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, selon un angle de balayage qui peut être compris entre 40° et 90° et qui, le cas échéant est réglable. Par ailleurs, l’élément transducteur 9 est apte, d’une part, à émettre des impulsions ultrasonores en direction de la zone d’intérêt ZI correspondant à une pluralité de tirs successifs, commandés par un pilote ordonnanceur de tirs et de mouvement 14 que comporte la sonde 2. L’élément transducteur 9 est apte, d’autre part, à capter une pluralité de lignes d’écho LEA, LER, en réception des tirs. La disposition constructive est telle que l’élément transducteur 9 est amené par le moteur pas à pas 8a à la position de référence en regard de la fenêtre acoustique, puis est amené par le moteur pas à pas 8a à être entraîné en rotation sur une certaine course dans un sens puis dans l’autre, de sorte à assurer un balayage tant des tirs que des échos, l’axe de l’élément transducteur 9 restant en regard de la fenêtre acoustique. Le balayage aller des échos est symbolisé sur la figure 3 par la flèche FA, tandis que le balayage retour est symbolisé sur cette figure par la flèche FR. Comme indiqué, l’élément transducteur 9 est commandé par un pilote 14 ordonnanceur de mouvements et de tirs, les lignes de tirs espacées d’un pas angulaire constant engendrant en retour des lignes d’échos. Ces lignes d’échos successives aller sont représentées symboliquement sur le schéma de fig. 3, par les lignes LEA (en trait plein), tandis que les lignes d’échos successives retour sont représentées symboliquement sur cette figure par les lignes LER (en pointillés). Les tirs traversent les différentes parties du corps humain vers la zone d’intérêt ZI et en fonction de la fréquence de l’élément transducteur 9 - qui est en corrélation avec la profondeur P de la zone d’intérêt ZI dans le corps humain C -, les lignes d’échos LEA et LER permettent d’obtenir par un moyen de formation d’image des images bidimensionnelles de niveaux de gris différents fonction des organes ou tissus traversés par les lignes de tirs, de sorte à assurer la reconstruction visuelle de la zone d’intérêt ZI à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos et une représentation animée bidimensionnelle de la zone d’intérêt ZI par suite des allers et retours successifs du balayage. Le procédé de mise en œuvre de la sonde 2 est donc tel que l’on commande un moyen d’entraînement 8, incluant le moteur pas à pas 8a, le tambour 8b et l’organe de transmission 8c, de sorte que l’élément transducteur 9 soit entraîné mécaniquement selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence. Le procédé est tel que, au moyen de l’élément transducteur 9 on capte une pluralité de lignes d’échos LEA, LER en réception d’une pluralité de tirs successifs d’impulsions ultrasonores émises en direction de la zone d’intérêt ZI, commandés par le pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements 14. Le procédé de mise en œuvre de la sonde 2 est donc tel que l’on met en œuvre un algorithme de formation d’image AFI de sorte à assurer la reconstruction visuelle de la zone d’intérêt ZI dans un plan, à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos LEA, LER et une représentation animée bidimensionnelle de la zone d’intérêt ZI par suite des allers et retours successifs du balayage. The particular embodiment shown in the schematic view of FIG. 1 is not exclusive of another embodiment, not shown, in which both the drum 8b and the stepping motor 8a, devoid of an encoder, are housed in the wet compartment 6b, in which case the dynamic seal previously provided is no longer necessary, the electrical connections with the stepper motor being provided sealed. The stepping motor 8a is controlled so that the drum 8b is driven mechanically according to an alternating sector scan from a reference position, according to a scan angle which can be between 40° and 90° and which, if necessary, is adjustable. Furthermore, the transducer element 9 is capable, on the one hand, of emitting ultrasonic pulses in the direction of the zone of interest ZI corresponding to a plurality of successive shots, controlled by a shot and movement scheduler pilot 14 that comprises the probe 2. The transducer element 9 is able, on the other hand, to pick up a plurality of echo lines LEA, LER, in reception of the shots. The constructive arrangement is such that the transducer element 9 is brought by the stepper motor 8a to the reference position opposite the acoustic window, then is brought by the stepper motor 8a to be driven in rotation over a certain travel in one direction and then in the other, so as to ensure scanning of both the shots and the echoes, the axis of the transducer element 9 remaining facing the acoustic window. The forward scan of the echoes is symbolized in FIG. 3 by the arrow FA, while the return scan is symbolized in this figure by the arrow FR. As indicated, the transducer element 9 is controlled by a movement and firing scheduler pilot 14, the firing lines spaced at a constant angular pitch generating echo lines in return. These successive forward echo lines are represented symbolically in the diagram of FIG. 3, by the lines LEA (solid line), while the successive return echo lines are represented symbolically in this figure by the lines LER (dotted line). The shots cross the different parts of the human body towards the zone of interest ZI and according to the frequency of the transducer element 9 - which is correlated with the depth P of the zone of interest ZI in the human body C - , the lines of echoes LEA and LER make it possible to obtain, by means of image formation, two-dimensional images of different levels of gray depending on the organs or tissues crossed by the lines of shots, so as to ensure the visual reconstruction of the zone of interest ZI from the juxtaposition of the image points of the echo lines and a two-dimensional animated representation of the zone of interest ZI as a result of the successive round trips of the scan. The method of implementing the probe 2 is therefore such that a drive means 8 is controlled, including the stepper motor 8a, the drum 8b and the transmission member 8c, so that the element transducer 9 is driven mechanically according to an alternating sector scan from a reference position. The method is such that, by means of the transducer element 9, a plurality of lines of echoes LEA, LER are picked up in reception of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the zone of interest ZI, controlled by the firing and movement scheduler pilot 14. The method of implementing the probe 2 is therefore such that an AFI image formation algorithm is implemented so as to ensure the visual reconstruction of the zone zone of interest ZI in a plane, from the juxtaposition of the image points of the echo lines LEA, LER and a two-dimensional animated representation of the zone of interest ZI following the successive back and forth scans.
[0048] Selon une réalisation particulière, mais non limitative, le tambour 8b supporte une pluralité de n éléments transducteurs 9, ayant chacun sa propre fréquence, un seul transducteur fonctionnant à la fois, de sorte à permettre n profondeurs d’examen P de la zone d’intérêt ZI, avec la possibilité d’un changement de fréquence à la volée, d’une série d’images à une autre. Le pilote 13 du moteur pas à pas 8a, commandé à cet effet, depuis le smartphone 4 est apte à commander le moteur pas à pas 8a de sorte à déplacer le tambour 8b en vue d’amener l’élément transducteur 9 correspondant à la fréquence sélectionnée à la position de référence. Cette disposition constructive permet une exploration à différentes profondeurs P, avec une même sonde 2, sans la nécessité de disposer de plusieurs sondes et d’en changer. Cette disposition constructive particulière se combine avec l’usage nomade de la sonde 2 rendu possible par la combinaison de la sonde 2 à un smartphone 4, pour rendre l’échographe 2 particulièrement flexible et polyvalent. Par exemple, selon une réalisation, n est égal à trois, et les fréquences sont égales ou proches, respectivement, de 3,5 MHz, 5 MHz et 7,5 MHz. Lorsque l’échographe 1 comporte ainsi trois éléments transducteurs 9a, 9b, 9c, ceux-ci sont disposés sur le tambour 8b avec un espace angulaire propre à minimiser l’excursion angulaire totale du tambour 8b entre les éléments transducteurs les plus distants (e.g. 9a et 9b selon fig. 1 et 3). L’invention n’est pas exclusive de cette réalisation et peut comporter un nombre d’éléments transducteurs différent. Ainsi, avec n éléments transducteurs 9, le procédé de mise en œuvre de la sonde 2 est tel que : on dispose d’un tambour 8b porteur de n éléments transducteurs ayant chacun sa propre fréquence, on choisit les n fréquences de sorte à permettre n profondeurs d’examen P, on sélectionne la fréquence correspondant à la profondeur d’examen P souhaité, et on commande le moteur pas à pas de sorte à déplacer le tambour 8b et à amener l’élément transducteur 9 correspondant à la fréquence sélectionné à sa position de référence. According to a particular, but not limiting, embodiment, the drum 8b supports a plurality of n transducer elements 9, each having its own frequency, a single transducer operating at a time, so as to allow n examination depths P of the zone of interest ZI, with the possibility of a change of frequency on the fly, from one series of images to another. The driver 13 of the stepping motor 8a, controlled for this purpose, from the smartphone 4 is capable of controlling the stepping motor 8a so as to move the drum 8b with a view to bringing the transducer element 9 corresponding to the frequency selected at the reference position. This constructive arrangement allows exploration at different depths P, with the same probe 2, without the need to have several probes and to change them. This particular constructive arrangement is combined with the nomadic use of the probe 2 made possible by the combination of the probe 2 with a smartphone 4, to make the ultrasound scanner 2 particularly flexible and versatile. For example, according to one embodiment, n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz respectively. When the echograph 1 thus comprises three transducer elements 9a, 9b, 9c, these are arranged on the drum 8b with an angular space specific to minimizing the total angular excursion of the drum 8b between the most distant transducer elements (eg 9a and 9b according to Fig. 1 and 3). The invention is not exclusive of this embodiment and may include a different number of transducer elements. Thus, with n transducer elements 9, the method of implementing the probe 2 is such that: a drum 8b carrying n transducer elements each having its own frequency is available, the n frequencies are chosen so as to allow n examination depths P, the frequency corresponding to the desired examination depth P is selected, and the stepper motor is controlled so as to move the drum 8b and bring the transducer element 9 corresponding to the selected frequency to its reference position.
[0049] Sont logés dans le compartiment sec 6a, outre le cas échéant le moteur pas à pas 8a, l’alimentation électrique 11, au moins un et généralement plusieurs ports 12, les moyens électroniques 10 de la sonde 2 qui comportent : le pilote 13 du moteur pas à pas 8a, associé au moteur pas à pas 8a, par la liaison fonctionnelle 13a, un commutateur 15 d’élément(s) transducteur(s), associé au ou aux éléments transducteurs 9, associée au commutateur 15, une ligne en sortie d’élément(s) transducteur(s) 9, incluant un amplificateur analogique 16 et un convertisseur analogique-numérique 17, associée au commutateur 15, une ligne d’entrée d’élément(s) transducteur(s) 9, incluant un générateur d’impulsions haute tension 18, un cœur numérique 19 avec une liaison 20 de commande au pilote 13 du moteur pas à pas 8 a, une liaison 21 de commande au générateur d’impulsions haute tension 18, et une liaison 22 alimentée par les données du convertisseur analogique-numérique 17 ; le cœur numérique 19 incluant le pilote 14 ordonnanceur de mouvements et de tirs, une machine d’état 23 et un module de détection 24 de l’enveloppe du signal brut haute fréquence numérisé, un module 25 de gestion de l’alimentation électrique, associé à l’alimentation électrique 11 en 25a et à un port 12 pour un chargeur en 25b, les moyens de communication 3a, sont bidirectionnels : de sortie en 26a pour les commandes envoyées au cœur numérique 19 et d’entrée en 26b pour les enveloppes de ligne, envoyées au smartphone 4. [0049] Are housed in the dry compartment 6a, in addition to the stepper motor 8a where appropriate, the power supply 11, at least one and generally several ports 12, the electronic means 10 of the probe 2 which comprise: the pilot 13 of the stepping motor 8a, associated with the stepping motor 8a, by the functional link 13a, a switch 15 of transducer element(s), associated with the transducer element(s) 9, associated with the switch 15, a output line of transducer element(s) 9, including an analog amplifier 16 and an analog-digital converter 17, associated with switch 15, an input line of transducer element(s) 9, including a high voltage pulse generator 18, a digital core 19 with a control link 20 to the driver 13 of the stepper motor 8a, a control link 21 to the high voltage pulse generator 18, and a powered link 22 by the data from the analog-digital converter 17; the digital core 19 including the movement and firing scheduler driver 14, a state machine 23 and a detection module 24 of the envelope of the digitized high-frequency raw signal, a module 25 for managing the electrical power supply, associated to the power supply 11 at 25a and to a port 12 for a charger at 25b, the means of communication 3a, are bidirectional: output at 26a for the commands sent to the digital heart 19 and input at 26b for the line envelopes, sent to the smartphone 4.
[0050] Le smartphone 4, ou analogue, comporte des moyens pour exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, à savoir un logiciel ou une application qui peut comporter l’algorithme de formation d’image AFI de sorte à assurer la reconstruction visuelle de la zone d’intérêt ZI à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos LEA et LER et une représentation animée bidimensionnelle de la zone d’intérêt ZI par suite des allers et retours successifs du balayage de l’élément transducteur 9. En outre, le smartphone 4, ou analogue, comporte également, notamment, un écran 27, des moyens de commande 28, une mémoire MEM, un ou des ports. Le smartphone 4, ou analogue, est agencé de sorte à pouvoir paramétrer et piloter la sonde 2. En outre, le smartphone 4, ou analogue, est agencé de sorte à pouvoir mettre en œuvre l’algorithme de formation d’image AFI. Enfin, le smartphone 4, ou analogue, est agencé de sorte à pouvoir, notamment, afficher les images bidimensionnelles obtenues par et reçues de la sonde 2 sur l’écran 27, transmettre les images obtenues par et reçues de la sonde 2 vers une plateforme de stockage externe. Sur la vue schématique de fig. 1, la liaison fonctionnelle entre la sonde 2 et le smartphone 4, ou analogue, dans le sens allant de celle-là à celui-ci est représentée symboliquement en 3c, alors que la liaison fonctionnelle entre la sonde 2 et le smartphone 4, ou analogue, dans le sens allant de celui-ci à celle-là est représentée symboliquement en 3d. [0050] The smartphone 4, or the like, comprises means for executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, namely software or an application which may comprise the AFI image formation algorithm so as to ensure the visual reconstruction of the zone of interest ZI from the juxtaposition of the image points of the LEA and LER echo lines and a two-dimensional animated representation of the zone of interest ZI following the successive round trips of the scanning of the transducer element 9. In addition, the smartphone 4, or the like, also comprises, in particular, a screen 27, control means 28, a memory MEM, one or more ports. The smartphone 4, or the like, is arranged so as to be able to parameterize and control the probe 2. In addition, the smartphone 4, or the like, is arranged so as to be able to implement the AFI image formation algorithm. Finally, the smartphone 4, or the like, is arranged so as to be able, in particular, to display the two-dimensional images obtained by and received from the probe 2 on the screen 27, to transmit the images obtained by and received from the probe 2 to a platform external storage. In the schematic view of fig. 1, the functional connection between the probe 2 and the smartphone 4, or the like, in the direction from the latter to the latter is represented symbolically at 3c, while the functional connection between the probe 2 and the smartphone 4, or analogous, in the sense going from this one to that one is represented symbolically in 3d.
[0051] Il est prévu que l’échographe 1 comporte un moyen d’analyse des points-images le long d’un arc à une profondeur donnée P - de la zone d’intérêt ZI - de deux séries de lignes d’écho aller LEA et retour LER successives, de sorte à déterminer une information de décalage angulaire des points-images des deux arcs successifs AA et AR (fig. 3) - ce décalage angulaire étant associé au fonctionnement durable de la chaîne cinématique, avec ses défauts à l’usage - et calculer une valeur de décalage angulaire des lignes d’écho aller LEA et des lignes d’écho retour LER, ce décalage angulaire étant associé au fonctionnement durable du moyen d’entraînement 8. Cette analyse repose sur une comparaison de la localisation des points-images correspondant à une même profondeur P de la zone d’intérêt ZI de deux séries de lignes d’échos LEA et LER successives. En l’absence de tout écart généré par les moyens mécaniques 8 d’entraînement et en l’absence de mouvement de la zone observée, les points-images correspondants de deux séries de lignes LEA et LER seraient superposés. Mais l’on peut constater des défauts du moyen d’entraînement 8, ou un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller LEA et les lignes d’échos retour LER, ou un tremblement de l’image bidimensionnelle, associé et résultant du fonctionnement durable de la chaîne cinématique du moyen mécanique d’entraînement 8, avec ses défauts à l’usage, cette chaîne cinématique comprenant le moteur pas à pas 8a, l’organe de transmission de mouvement 8c et le tambour 8b. [0052] Selon l’invention, on utilise directement les effets sur l’image bidimensionnelle produite des défauts du moyen mécanique d’entraînement 8, et on corrige le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image bidimensionnelle pour réduire, notamment minimiser, et en particulier supprimer, ou quasiment supprimer son tremblement. [0051] Provision is made for the echograph 1 to comprise means for analyzing the image points along an arc at a given depth P - of the zone of interest ZI - of two series of outgoing echo lines Successive LEA and return LER, so as to determine information on the angular offset of the image points of the two successive arcs AA and AR (fig. 3) - this angular offset being associated with the long-term operation of the kinematic chain, with its defects at the use - and calculate an angular offset value of the outward echo lines LEA and of the return echo lines LER, this angular offset being associated with the long-lasting operation of the drive means 8. This analysis is based on a comparison of the location image points corresponding to the same depth P of the zone of interest ZI of two series of successive lines of echoes LEA and LER. In the absence of any difference generated by the mechanical drive means 8 and in the absence of movement of the observed zone, the corresponding image points of two series of lines LEA and LER would be superimposed. However, defects in the drive means 8 can be observed, or an angular shift between the outward echo lines LEA and the return echo lines LER, or a tremor of the two-dimensional image, associated with and resulting from the operation durable of the kinematic chain of the mechanical drive means 8, with its defects in use, this kinematic chain comprising the stepper motor 8a, the movement transmission member 8c and the drum 8b. According to the invention, the effects on the two-dimensional image produced of the defects of the mechanical drive means 8 are used directly, and the control of the stepping motor and/or the two-dimensional image is corrected directly to reduce, in particular minimizing, and in particular eliminating, or almost eliminating its tremor.
[0053] C’est ainsi qu’il est prévu de procéder, grâce au moyen indiqué, à une analyse des points-images de sorte à déterminer une information de décalage angulaire des points-images des lignes d’écho aller LEA et retour LER et calculer une valeur de décalage angulaire de ces lignes d’écho LEA et LER, puis à procéder à une correction du décalage en fonction de la valeur de décalage angulaire qui a été calculée, et cela par un moyen de correction de décalage. Le procédé de mise en œuvre de la sonde 2 est donc tel que l’on procède à une analyse des points-images le long d’un arc AA et AR, à une profondeur P donnéeThus it is planned to proceed, using the means indicated, with an analysis of the image points so as to determine information on the angular offset of the image points of the outward LEA and return LER echo lines and calculating an angular offset value of these echo lines LEA and LER, then carrying out an offset correction according to the angular offset value which has been calculated, and this by an offset correction means. The method of implementing the probe 2 is therefore such that an analysis of the image points along an arc AA and AR is carried out, at a given depth P
- de la zone d’intérêt ZI - de deux séries de lignes d’échos aller LEA et retour LER successives, de sorte à déterminer une information de décalage angulaire des points-images des deux arcs successifs et calculer une valeur de décalage angulaire des lignes d’écho aller et des lignes d’écho retour, ce décalage étant associé au fonctionnement du moyen d’entraînement 8. Puis, on procède à une correction de décalage en rapprochant, notamment en rapprochant au mieux et en particulier en superposant ou en quasiment superposant les images aller et les images retour successives en prenant en compte la valeur ainsi calculée du décalage associée au fonctionnement du moyen d’entraînement 8. C’est ainsi que l’on tire parti et que l’on utilise directement les effets sur l’image produite, des défauts des moyens mécaniques 8 de la sonde 2, pour corriger le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image, en sorte que les effets des défauts des moyens mécaniques 8, à savoir le tremblement de l’image, sont réduits, notamment minimisés, et en particulier supprimés ou quasiment supprimés, sans recourir à des moyens de mesure supplémentaire des erreurs. - of the zone of interest ZI - of two series of successive outward LEA and return LER echo lines, so as to determine information on the angular shift of the image points of the two successive arcs and calculate an angular shift value of the lines outgoing echo lines and return echo lines, this offset being associated with the operation of the drive means 8. Then, an offset correction is carried out by bringing closer, in particular by bringing as close as possible and in particular by superimposing or almost superimposing the forward images and the successive return images by taking into account the thus calculated value of the offset associated with the operation of the drive means 8. This is how the effects on the image produced, faults in the mechanical means 8 of the probe 2, to correct the control of the stepping motor and/or the image directly, so that the effects of the faults in the mechanical means 8, namely the tremor of the ' image, are reduced, in particular minimized, and in particular eliminated or virtually eliminated, without resorting to additional error measurement means.
[0054] Le procédé est illustré symboliquement par le schéma de fig. 3. Ce schéma symbolise, en partie gauche, le moteur pas à pas 8a, le tambour 8b, l’organe de transmission 8c, l’élément transducteur 9 qui est choisi pour être mis en œuvre et qui est en position de référence, les lignes d’échos successives aller LEA (en trait plein) et les lignes d’échos successives retour LER (en pointillés) obtenues par les tirs qui en sont à l’origine (non représentés), l’arc aller AA et l’arc retour AR, à la profondeur P donnée - de la zone d’intérêt ZI. The process is illustrated symbolically by the diagram of FIG. 3. This diagram symbolizes, in the left part, the stepper motor 8a, the drum 8b, the transmission member 8c, the transducer element 9 which is chosen to be implemented and which is in the reference position, the successive forward echo lines LEA (in solid line) and the successive return echo lines LER (in dotted lines) obtained by the shots which are at their origin (not represented), the forward arc AA and the arc return AR, at the given depth P - of the zone of interest ZI.
[0055] Le schéma de fig. 3 comporte, en partie inférieure droite, un graphique Gl, avec sur l’axe des abscisses le temps t qui est proportionnel à l’angle des tirs du fait de la vitesse angulaire constante de l’entraînement dans cette portion du balayage et sur l’axe des ordonnées l’amplitude a de l’écho. Sur ce graphique sont représentées les deux courbes CA - courbe aller - (en trait plein) et CR - courbe retour[0055] The diagram of FIG. 3 comprises, in the lower right part, a graph Gl, with on the abscissa axis the time t which is proportional to the angle of the shots due to the constant angular speed of the drive in this portion of the scan and on the ordinate axis the amplitude a of the echo. This graph shows the two curves CA - forward curve - (solid line) and CR - return curve
- (en pointillés) de la variation de l’amplitude de l’écho en fonction du temps pour, respectivement les deux arcs AA et AR situés à une profondeur P, reconstitués à partir de deux séries de lignes d’échos successives aller LEA et retour LER. Le schéma de fig. 3 montre que les deux courbes CA et CR, qui sont analogues quant à leurs formes et aux valeurs d’amplitude correspondant à une exploration à la même profondeur P en l’absence de mouvement, ne sont pas superposées, mais décalées l’une de l’autre selon l’axe des abscisses (temps). En l’espèce la courbe retour CR est décalée de la valeur -Dί par rapport à la courbe aller CA. Ce graphique G1 illustre le calcul d’un décalage angulaire qu’il s’agit ensuite de compenser (graphiques G2 et G3). - (in dotted lines) of the variation in echo amplitude as a function of time for, respectively, the two arcs AA and AR located at a depth P, reconstituted from two series of successive echo lines going LEA and back LER. The diagram of fig. 3 shows that the two curves CA and CR, which are similar in terms of their shapes and the amplitude values corresponding to an exploration at the same depth P in the absence of movement, are not superimposed, but offset from each other along the x-axis (time). In this case, the return curve CR is shifted by the value -Dί with respect to the forward curve CA. This graph G1 illustrates the calculation of an angular offset which then needs to be compensated (graphs G2 and G3).
[0056] Le schéma de fig. 3 comporte, en partie supérieure droite deux graphiques G2 et G3 (disposé au- dessus de G2), avec sur l’axe commun des abscisses le temps t et sur l’axe des ordonnées, et, pour le graphique G2 disposé au-dessous, les pas p du moteur pas à pas 8a (reflétant la commande correspondante du moteur pas à pas 8a par l’ordonnanceur 14 amplifiée par le pilote 13) et, pour le graphique disposé G3 disposé au-dessus, les tirs s réalisés par l’élément transducteur 9. Sur le graphique G2, la courbe CM est une courbe comprenant une succession de créneaux positifs çh correspondants aux pas du moteur pas à pas 8a pour le balayage aller et ensuite (par rapport au temps t), des créneaux négatifs çb pour le balayage retour. Pour réaliser la correction du décalage mesuré (en relation avec le décalage illustré par le graphique Gl), on ajoute à la courbe CM, après la succession des créneaux vers le haut çh et avant la succession des créneaux vers le bas çb, une succession de créneaux de compensation de décalage çd, négatifs, - représentés dans une zone de compensation ZC, représentée hachurée -, dont le nombre est en adéquation avec la valeur du décalage du graphique Gl. Plus la valeur de décalage est grande, plus le nombre de créneaux de compensation de décalage çd est grand et inversement, plus la valeur de décalage est petite. Sur le graphique G3, la courbe CS est une courbe comprenant une succession de pics à intervalles de temps constant, en relation avec le fonctionnement du moteur pas à pas 8a, illustrant les tirs. Dans la zone de compensation ZC, la courbe CS ne comporte pas de pics, ce qui reflète que pendant la période de temps correspondante, il n’y a alors pas de tirs. Ces graphiques G2 et G3 illustrent une réalisation possible de la correction du décalage. [0056] The diagram of FIG. 3 comprises, in the upper right part, two graphs G2 and G3 (arranged above G2), with on the common abscissa axis the time t and on the ordinate axis, and, for the G2 graph arranged below , the steps p of the stepper motor 8a (reflecting the corresponding control of the stepper motor 8a by the scheduler 14 amplified by the driver 13) and, for the graph arranged G3 arranged above, the shots s made by the transducer element 9. On the graph G2, the curve CM is a curve comprising a succession of positive slots çh corresponding to the steps of the stepping motor 8a for the forward scan and then (relative to time t), negative slots çb for back scan. To perform the correction of the measured shift (in relation to the shift illustrated by the graph Gl), one adds to the curve CM, after the succession of upward slots çh and before the succession of downward slots çb, a succession of offset compensation slots cd, negative, - represented in a compensation zone ZC, shown hatched -, the number of which is in line with the value of the offset of the graph Gl. The greater the offset value, the greater the number of offset compensation slots cd and conversely, the smaller the offset value. On the graph G3, the curve CS is a curve comprising a succession of peaks at constant time intervals, in relation to the operation of the stepping motor 8a, illustrating the shots. In the ZC compensation zone, the CS curve has no peaks, which reflects that during the corresponding time period, there are then no shots. These graphs G2 and G3 illustrate one possible realization of offset correction.
[0057] Sur le schéma de fig. 3, la flèche Fl, F2, F3 et F4 illustrent, dans le cas de cette réalisation, la boucle d’asservissement des tirs en fonction du décalage associé au fonctionnement du moyen d’entraînement 8 de la sonde 2. La flèche Fl dirigée vers le graphique Gl, symbolise le décalage des lignes d’échos LEA, LER, par suite des tirs, et résultant des problèmes mécaniques des moyens d’entraînement 8. La flèche F2 entre le graphique Gl et les graphiques G2 et G3, symbolise la prise en compte du décalage pour le moteur pas à pas 8a et les tirs. La flèche F3 entre le graphique G2 et le moteur pas à pas 8a symbolise le pilotage du moteur pas à pas 8a en vue de corriger le décalage. La flèche F4 entre le graphique G3 et l’élément transducteur 9 symbolise le pilotage des tirs en vue de corriger le décalage. [0057] On the diagram of FIG. 3, the arrow F1, F2, F3 and F4 illustrate, in the case of this embodiment, the servo loop of the shots as a function of the shift associated with the operation of the drive means 8 of the probe 2. The arrow F1 directed towards the graph Gl, symbolizes the offset of the lines of echoes LEA, LER, as a result of the shots, and resulting from the mechanical problems of the drive means 8. The arrow F2 between the graph Gl and the graphs G2 and G3, symbolizes the taking taking into account the lag for the 8a stepper motor and the shots. The arrow F3 between the graph G2 and the stepper motor 8a symbolizes the control of the stepper motor 8a with a view to correcting the offset. The arrow F4 between the graph G3 and the transducer element 9 symbolizes the piloting of the shots with a view to correcting the offset.
[0058] Le schéma de fig. 3 illustre que l’on tire parti et utilise directement les effets sur l’image produite, des défauts des moyens mécaniques de la sonde 2, pour corriger le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image, en sorte que les effets des défauts des moyens mécaniques (tremblement de l’image) sont réduits, notamment minimisés, et en particulier supprimés ou quasiment supprimés, sans recourir à des moyens de mesure supplémentaire des erreurs. [0059] On décrit maintenant, selon une possibilité, la mesure du décalage. Dans une situation optimale dans laquelle la zone d’intérêt ZI imagée est à fort contraste et immobile par rapport au nez de la sonde 2, on peut procéder comme suit : on réalise l’acquisition de la série de lignes d’écho LEA de l’image aller et on reconstitue la courbe CA d’un arc aller AA constitué de tous les points-image des lignes d’écho LEA situés à une même profondeur P, on réalise l’acquisition de la série de lignes d’écho LER de l’image retour et on reconstitue la courbe CR d’un arc retour AR constitué de tous les points-image des lignes d’écho LER situés à une même profondeur P, à l’aide d’un algorithme de descente de gradient on cherche à minimiser la distance entre les points de la courbe CA de l’arc aller AA et de la courbe CB de l’arc retour AR en décalant progressivement l’une par rapport à l’autre. on retient le décalage donnant la distance minimale comme étant le décalage angulaire entre les lignes d’écho aller LEA et les lignes d’écho retour LER. [0058] The diagram of FIG. 3 illustrates that one takes advantage and directly uses the effects on the image produced, of the defects of the mechanical means of the probe 2, to correct the control of the stepper motor and/or directly the image, so that the effects of the defects of the mechanical means (trembling of the image) are reduced, in particular minimized, and in particular eliminated or virtually eliminated, without resorting to means of additional measurement of the errors. We will now describe, according to one possibility, the measurement of the offset. In an optimal situation in which the imaged zone of interest ZI is of high contrast and immobile relative to the nose of the probe 2, one can proceed as follows: one carries out the acquisition of the series of echo lines LEA of the forward image and the curve CA of a forward arc AA is reconstituted consisting of all the image points of the echo lines LEA located at the same depth P, the series of echo lines LER of the return image and we reconstruct the curve CR of a return arc AR consisting of all the image points of the echo lines LER located at the same depth P, using a gradient descent algorithm we seek to minimize the distance between the points of the curve CA of the forward arc AA and of the curve CB of the return arc AR by progressively offsetting one relative to the other. the offset giving the minimum distance is retained as being the angular offset between the forward echo lines LEA and the return echo lines LER.
[0060] Mettant en œuvre un algorithme de descente de gradient et minimisant la distance entre les points de la courbe de l’arc aller AA et de la courbe de l’arc retour AR, il se peut que l’on ne puisse superposer parfaitement ou quasiment superposer parfaitement les images aller et les images retour successives, mais en tout état de cause, on peut les rapprocher (comparativement à une situation où le procédé selon l’invention n’est pas mis en œuvre), et notamment on les rapprochera au mieux, c’est-à-dire dans la mesure de la minimisation obtenue. C’est pourquoi, à défaut de supprimer ou de quasiment supprimer le tremblement de l’image obtenue, on le réduira, notamment on le minimisera de sorte à être acceptable pour le praticien. [0060] Implementing a gradient descent algorithm and minimizing the distance between the points of the curve of the forward arc AA and of the curve of the return arc AR, it may not be possible to perfectly superimpose or almost perfectly superimpose the forward images and the successive return images, but in any event, they can be brought closer (compared to a situation where the method according to the invention is not implemented), and in particular they will be brought closer at best, that is to say to the extent of the minimization obtained. This is why, failing to eliminate or almost eliminate the tremor of the image obtained, it will be reduced, in particular it will be minimized so as to be acceptable to the practitioner.
[0061] Il se peut que l’on ne soit pas dans la situation optimale précédente, parce que la zone d’intérêt imagée est à fort contraste mais en mouvement uniforme transversal par rapport au nez de la sonde 2 - et non pas immobile. En effet, la plupart du temps, le praticien déplace la sonde échographique 2 pour rechercher la zone d’intérêt ZI et ce déplacement introduit un décalage supplémentaire des images successives dont il ne faut pas tenir compte car il est la conséquence du mouvement de la sonde échographique 2, mais n’est pas lié au jeu mécanique dont il a été précédemment question et que l’on vise à corriger. Dans un tel cas, on peut appliquer successivement l’algorithme de descente de gradient sur un arc aller et sur un arc retour pour obtenir un premier décalage dl puis sur ce même arc retour et l’arc aller qui le suit pour obtenir un second décalage d2. Si dj est le décalage systématique associé au jeu mécanique et dm le décalage lié au mouvement de la sonde 2, l’on a : dl = dj + dm d2 = -dj +dm et donc dj = (dl-d2) /2 - et dm = (dl+d2) /2. [0062] Il se peut que l’on ne soit ni dans la situation optimale précédente ni même dans celle sous- optimale qui vient d’être mentionnée, parce que la zone d’intérêt imagée est à faible contraste ou en mouvement non uniforme transversal par rapport au nez de la sonde 2. Dans cette situation, on peut adopter plusieurs stratégies optionnelles pour améliorer les résultats. Dans une stratégie possible, on peut faire varier la profondeur P de l’arc de mesure aléatoirement de manière à augmenter les chances d’analyser une zone d’intérêt ZI à contraste plus élevé. Dans une autre stratégie possible, on peut réaliser environ 10 images par secondes et donc évaluer environ 10 décalages par seconde. Compte tenu que le désordre lié au jeu mécanique que l’on vise à pallier est principalement constant ou à évolution très lente, fonction de l’usure ou des variations thermiques, notamment, on peut faire un très grand nombre de mesures de valeurs de décalage et n’appliquer une correction que lorsque qu’une tendance nette se détache, par exemple jamais plus d’une correction par heure ou par jour. It may be that we are not in the previous optimum situation, because the imaged zone of interest is of high contrast but in uniform transverse movement with respect to the nose of the probe 2 - and not stationary. In fact, most of the time, the practitioner moves the ultrasound probe 2 to search for the zone of interest ZI and this movement introduces an additional shift in the successive images which must not be taken into account because it is the consequence of the movement of the probe. echographic 2, but is not linked to the mechanical game which was previously discussed and which we aim to correct. In such a case, the gradient descent algorithm can be applied successively on a forward arc and on a return arc to obtain a first offset dl then on this same return arc and the forward arc which follows it to obtain a second offset d2. If dj is the systematic offset associated with the mechanical play and dm the offset linked to the movement of probe 2, we have: dl = dj + dm d2 = -dj +dm and therefore dj = (dl-d2) /2 - and dm = (dl+d2)/2. [0062] It is possible that one is neither in the previous optimal situation nor even in the sub-optimal one which has just been mentioned, because the imaged zone of interest is of low contrast or in non-uniform transverse movement. relative to the nose of probe 2. In this situation, several optional strategies can be adopted to improve the results. In one possible strategy, the depth P of the measurement arc can be varied randomly so as to increase the chances of analyzing a zone of interest ZI with higher contrast. In another possible strategy, it is possible to produce approximately 10 images per second and therefore to evaluate approximately 10 shifts per second. Given that the disorder linked to the mechanical play that one aims to overcome is mainly constant or very slowly changing, depending on wear or thermal variations, in particular, a very large number of measurements of offset values can be made. and apply a correction only when a clear trend emerges, for example never more than one correction per hour or per day.
[0063] On décrit maintenant plusieurs réalisations possibles, mais non limitatives, de correction du décalage. Selon une première réalisation, pour procéder à une correction du décalage, on effectue de façon répétitive un calcul de la valeur du décalage angulaire, puis, lorsqu’une valeur du décalage ainsi calculée est considérée fiable, on corrige les images retour dans l’algorithme de formation d’image AFI en leur appliquant une rotation inverse de la valeur du décalage ainsi calculée et considérée fiable. Par valeur du décalage calculée considérée fiable, il faut comprendre que les calculs répétitifs de la valeur du décalage conduisent à des valeurs dont la variation est faible, le degré de variation retenu étant réglable à la discrétion du constructeur de la sonde 2 en fonction du degré de performance souhaité. Avec cette première réalisation, on assure une sorte de correction curative instantanée. We will now describe several possible, but non-limiting, offset correction embodiments. According to a first embodiment, to carry out a correction of the shift, a calculation of the value of the angular shift is carried out repeatedly, then, when a value of the shift thus calculated is considered reliable, the return images are corrected in the algorithm of AFI image formation by applying to them an inverse rotation of the offset value thus calculated and considered reliable. By value of the calculated offset considered reliable, it should be understood that the repetitive calculations of the value of the offset lead to values whose variation is small, the degree of variation retained being adjustable at the discretion of the manufacturer of the probe 2 according to the degree desired performance. With this first realization, we ensure a kind of instantaneous curative correction.
[0064] Selon une seconde réalisation, qui vise une correction préventive future, comme précédemment, on effectue de façon répétitive un calcul de la valeur du décalage angulaire, jusqu’à l’obtention d’une valeur du décalage calculée et considérée fiable, notamment lors de la première mise en route d’une nouvelle sonde après son assemblage. Mais, ensuite, après avoir mémorisé de manière persistante ce décalage, on commande le pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements 14 de sorte à décaler les tirs dans le temps des tirs relatifs au mouvement retour, et ce en fonction de la valeur du décalage ainsi calculée et considérée fiable. Cette seconde réalisation correspond à celle faisant l’objet du schéma de fig. 3. Cette réalisation a pour effet de simuler un mécanisme à faible défaut, de sorte que les images aller et les images retour se superposent. Les nouveaux calculs de décalage effectués sur l’image donneront la plupart du temps des résultats nuis, si ce n’est une lente dérive due à l’usure du mécanisme qui sera compensée et mémorisée régulièrement dès que son amplitude dépassera un seuil jugé par le constructeur de la sonde 2 comme impactant trop la qualité des images. According to a second embodiment, which aims at a future preventive correction, as previously, a calculation of the value of the angular offset is carried out repeatedly, until a value of the offset calculated and considered reliable, in particular when starting up a new probe for the first time after assembly. But, then, after having persistently memorized this shift, the firing and movement scheduler pilot 14 is controlled so as to shift the firings in time of the firings relating to the return movement, and this according to the value of the shift as well calculated and considered reliable. This second embodiment corresponds to that which is the subject of the diagram of fig. 3. This realization has the effect of simulating a weak defect mechanism, so that the forward images and the return images are superimposed. The new offset calculations performed on the image will most of the time give negative results, except for a slow drift due to the wear of the mechanism which will be compensated and stored regularly as soon as its amplitude exceeds a threshold judged by the manufacturer of probe 2 as having too much impact on the quality of the images.
[0065] Le procédé et l’échographe 1 selon l’invention permettent d’envisager un autre mode de fonctionnement lorsque le praticien déplace la sonde 2, puis la stabilise en relation avec une zone d’intérêt ZI, étant entendu que le déplacement relatif de la sonde 2 sur la zone d’intérêt ZI peut être déterminé par l’algorithme mis en œuvre ou par tout autre moyen, comme par exemple, un capteur de mouvement associé à la sonde 2. En effet, lorsque la sonde 2 est en mouvement, le praticien souhaite généralement une image fluide avec un rafraîchissement rapide (e.g. 10 images par seconde) et une résolution spatiale normale. En revanche, lorsque la sonde 2 est stabilisée sur une zone d’intérêt ZI, le praticien préfère le plus souvent une image à haute résolution au détriment du taux de rafraîchissement. Dans ce mode, on décale volontairement et temporairement les lignes de tir retour de 1/2 pas afin qu’elles viennent s’entrelacer exactement entre les lignes aller. Cela a pour effet de doubler artificiellement le nombre de lignes constituant une image mais avec un taux de rafraîchissement diminué de moitié (e.g. 5 images par seconde). L’algorithme de reconstruction d’image s’adapte à cette nouvelle disposition des lignes d’écho aller et retour. L’algorithme de mesure de décalage angulaire s’adapte aussi à cette nouvelle disposition afin de continuer à détecter les mouvements de la sonde. Dès que l’algorithme détecte à nouveau un mouvement de la sonde, on repasse dans le modes rafraîchissement rapide/résolution normale. Ainsi, selon cette possibilité offerte par l’invention, le procédé est tel que, d’une part, on capte le mouvement de la sonde 2, et d’autre part : lorsque dans un premier temps on cherche à identifier une zone d’intérêt à explorer, on déplace largement la sonde à des fins de recherche de localisation, la sonde étant alors en mode de cadence d’images nominal rapide et l’image obtenue étant de résolution nominale, et lorsque dans un second temps la zone d’intérêt à explorer a été identifiée, on cherche à obtenir une image de plus haute résolution, on garde la sonde statique ou quasi statique, la sonde pouvant être alors en mode de cadence d’images ralentie et l’image obtenue étant de plus haute résolution. The method and the echograph 1 according to the invention make it possible to envisage another mode of operation when the practitioner moves the probe 2, then stabilizes it in relation to a zone of interest ZI, it being understood that the relative movement of the probe 2 on the zone of interest ZI can be determined by the algorithm implemented or by any other means, such as for example a sensor of movement associated with the probe 2. Indeed, when the probe 2 is in motion, the practitioner generally wishes a fluid image with rapid refreshment (eg 10 images per second) and normal spatial resolution. On the other hand, when the probe 2 is stabilized on a zone of interest ZI, the practitioner most often prefers a high resolution image to the detriment of the refresh rate. In this mode, the return lines of fire are voluntarily and temporarily shifted by 1/2 step so that they intertwine exactly between the outward lines. This has the effect of artificially doubling the number of lines constituting an image but with a refresh rate halved (eg 5 images per second). The image reconstruction algorithm adapts to this new layout of the outward and return echo lines. The angular offset measurement algorithm also adapts to this new arrangement in order to continue to detect the movements of the probe. As soon as the algorithm again detects a movement of the probe, we go back to the fast refresh/normal resolution modes. Thus, according to this possibility offered by the invention, the method is such that, on the one hand, the movement of the probe 2 is detected, and on the other hand: when initially it is sought to identify a zone of interest in exploring, the probe is moved widely for the purpose of location research, the probe then being in fast nominal frame rate mode and the image obtained being of nominal resolution, and when in a second time the zone of interest in exploring has been identified, we seek to obtain a higher resolution image, we keep the probe static or quasi-static, the probe can then be in slowed frame rate mode and the image obtained being of higher resolution .
[0066] Selon les réalisations, on capte le mouvement de la sonde 2 soit au moyen de l’algorithme soit au moyen d’un capteur de mouvement intégré à la sonde 2. Depending on the embodiment, the movement of probe 2 is detected either by means of the algorithm or by means of a motion sensor integrated into probe 2.
[0067] Plusieurs variantes de réalisation peuvent être envisagées en ce qui concerne le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et la compensation du décalage angulaire ainsi calculé. Ainsi, on peut calculer le décalage angulaire soit depuis l’appareil numérique portable 4 soit depuis la sonde 2. Et, alternativement ou cumulativement, on peut assurer la compensation du décalage angulaire calculé soit depuis l’appareil numérique portable 4 soit depuis la sonde 2. Par suite, l’appareil numérique portable 4 et la sonde 2 sont agencés en conséquence, de sorte que : des moyens appartenant à l’appareil numérique portable assurent le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et/ou la compensation du décalage angulaire ainsi calculé ; et/ou des moyens appartenant à la sonde assurent le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et/ou la compensation du décalage angulaire ainsi calculé. Several variant embodiments can be envisaged with regard to the calculation of the angular offset of the lines associated with the operation of the drive means and the compensation of the angular offset thus calculated. Thus, the angular offset can be calculated either from the portable digital device 4 or from the probe 2. And, alternatively or cumulatively, it is possible to provide compensation for the angular offset calculated either from the portable digital device 4 or from the probe 2 Consequently, the portable digital device 4 and the probe 2 are arranged accordingly, so that: means belonging to the portable digital device ensure the calculation of the angular offset of the lines associated with the operation of the drive means and/ or the compensation of the angular offset thus calculated; and/or means belonging to the probe ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular shift thus calculated.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de mise en œuvre d’un échographe (1) comprenant une sonde échographique (2) d’exploration d’une zone d’intérêt (ZI) du corps humain (C), dans lequel : on commande un moyen mécanique d’entraînement (8) formant une chaîne cinématique, incluant un moteur pas à pas (8a), un organe de transmission de mouvement (8c), et un organe porteur (8b) d’un élément transducteur (9) monté en rotation au moyen du moteur pas à pas (8a), et au moyen de l’élément transducteur (9) on capte une pluralité de lignes d’échos (LEA, LER) en réception d’une pluralité de tirs successifs d’impulsions ultrasonores émises en direction de la zone d’intérêt (ZI), commandés par un pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements (14), on met en œuvre un algorithme de formation d’image de sorte à assurer la reconstruction visuelle bidimensionnelle de la zone d’intérêt (ZI) à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos (LEA, LER) et une représentation animée bidimensionnelle de la zone d’intérêt par suite des allers et retours successifs du balayage, caractérisé en ce que : on choisit un moyen mécanique d’entraînement (8) qui comporte un et un seul moteur pas à pas (8a) et dont l’élément transducteur (9) est porté de façon fixe par l’organe porteur (8b) et entraîné à pivotement par le moteur pas à pas (8a), autour d’un et un seul axe de pivotement, selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, ayant constaté des défauts du moyen mécanique d’entraînement (8), ou un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller (LEA) et les lignes d’échos retour (LER), ou un tremblement de l’image bidimensionnelle, associé aux défauts de la chaîne cinématique du moyen mécanique d’entraînement (8), on utilise directement les effets sur l’image produite des défauts du moyen mécanique d’entraînement (8), et on corrige le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image pour réduire, notamment minimiser, et en particulier supprimer, ou quasiment supprimer le tremblement de l’image du au décalage entre les images successives, associé au fonctionnement et à la mise en mouvement du moyen mécanique d’entraînement (8) et à cet effet : o on procède à une analyse des points-images le long d’un arc (AA, AR) à une profondeur (P) donnée - de la zone d’intérêt (ZI) - de deux séries de lignes d’écho aller et retour successives (LEA, LER), de sorte à déterminer une information de décalage angulaire des points-images des deux arcs successifs aller et retour (AA, AR) et calculer une valeur de décalage angulaire des lignes d’écho aller (LEA) et des lignes d’écho retour (LER), associée au fonctionnement du moyen d’entraînement (8), et o on procède à une correction du décalage en rapprochant, notamment en rapprochant au mieux et en particulier en superposant ou en quasiment superposant les images aller et les images retour successives en prenant en compte la valeur ainsi calculée du décalage associée au fonctionnement du moyen d’entraînement (8). [Claim 1] Method for implementing an echograph (1) comprising an echographic probe (2) for exploring a zone of interest (ZI) of the human body (C), in which: a means is controlled drive mechanism (8) forming a kinematic chain, including a stepper motor (8a), a movement transmission member (8c), and a carrier member (8b) of a transducer element (9) mounted in rotation by means of the stepper motor (8a), and by means of the transducer element (9) a plurality of echo lines (LEA, LER) are picked up upon receipt of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses emitted in the direction of the zone of interest (ZI), controlled by a pilot scheduler of shots and movements (14), an image formation algorithm is implemented so as to ensure the two-dimensional visual reconstruction of the zone of interest (ZI) from the juxtaposition of the image points of the echo lines (LEA, LER) and a two-dimensional animated representation of the zone of interest as a result of the successive back and forth sweeping, characterized in that: a mechanical drive means (8) is chosen which comprises one and only one stepper motor (8a) and whose transducer element ( 9) is carried in a fixed manner by the carrier member (8b) and pivoted by the stepping motor (8a), around one and only one pivot axis, according to an alternating sector sweep from a reference position, having noted faults in the mechanical drive means (8), or an angular shift between the forward echo lines (LEA) and the return echo lines (LER), or image shaking two-dimensional, associated with the defects of the kinematic chain of the mechanical drive means (8), the effects on the image produced of the defects of the mechanical drive means (8) are directly used, and the control of the stepping motor is corrected. step and/or directly the image to reduce, in particular to minimize, and in particular to remove, or almost t eliminate image tremor due to the shift between successive images, associated with the operation and movement of the mechanical drive means (8) and for this purpose: o an analysis of the image points is carried out on along an arc (AA, AR) at a given depth (P) - of the zone of interest (ZI) - of two series of successive outward and return echo lines (LEA, LER), so as to determine information on the angular offset of the image points of the two successive outward and return arcs (AA, AR) and calculate an angular offset value of the outward echo lines (LEA) and of the return echo lines (LER), associated with the operation of the drive means (8), and o a correction of the offset is carried out by bringing closer, in particular by bringing closer together as well as possible and in particular by superimposing or almost superimposing the outward and the successive return images taking into account the thus calculated value of the shift associated with the operation of the drive means (8).
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel on met en œuvre un moteur pas à pas (8a) sans encodeur. [Claim 2] Method according to Claim 1, in which a stepping motor (8a) without an encoder is used.
[Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel, pour mesurer le décalage : on réalise l’acquisition de la série de lignes d’écho (LEA) de l’image aller et on reconstitue la courbe (CA) d’un arc aller (AA) constitué de tous les points-image des lignes d’écho (LEA) situés à une même profondeur (P), on réalise l’acquisition de la série de lignes d’écho (LER) de l’image retour et on reconstitue la courbe (CR) d’un arc retour (AR) constitué de tous les points-image des lignes d’écho (LER) situés à une même profondeur (P), à l’aide d’un algorithme de descente de gradient on minimise la distance entre les points de la courbe (CA) de l’arc aller (AA) et de la courbe (CB) de l’arc retour (AR) en décalant progressivement l’une par rapport à l’autre, jusqu’à retenir le décalage donnant la distance minimale comme étant le décalage angulaire entre les lignes d’écho aller et les lignes d’écho retour. [Claim 3] Method according to one of Claims 1 and 2, in which, to measure the offset: the acquisition of the series of echo lines (LEA) of the forward image is carried out and the curve is reconstructed ( CA) of a forward arc (AA) consisting of all the image points of the echo lines (LEA) located at the same depth (P), the acquisition of the series of echo lines (LER) is carried out of the return image and the curve (CR) of a return arc (AR) consisting of all the image points of the echo lines (LER) located at the same depth (P) is reconstituted using 'a gradient descent algorithm minimizes the distance between the points of the curve (CA) of the forward arc (AA) and the curve (CB) of the return arc (AR) by gradually shifting one by with respect to the other, until retaining the offset giving the minimum distance as being the angular offset between the forward echo lines and the return echo lines.
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel, pour mesurer le décalage : on applique un algorithme de descente de gradient sur un premier arc aller et sur un premier arc retour pour obtenir un premier décalage dl, puis on applique un algorithme de descente de gradient sur le premier arc retour et un second arc aller qui le suit, pour obtenir un second décalage d2, et on retient comme décalage associé au jeu mécanique (dl-d2) 12. [Claim 4] Method according to one of Claims 1 and 2, in which, to measure the offset: a gradient descent algorithm is applied to a first forward arc and to a first return arc to obtain a first offset dl, then a gradient descent algorithm is applied to the first return arc and a second forward arc which follows it, to obtain a second offset d2, and the offset associated with the mechanical play (dl-d2) is taken as 12.
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel, pour procéder à une correction du décalage, on effectue de façon répétitive un calcul de la valeur du décalage angulaire, puis, lorsqu’une valeur du décalage ainsi calculée est considérée fiable, on corrige les images retour dans l’algorithme de formation d’image en leur appliquant une rotation inverse de la valeur du décalage ainsi calculée et considérée fiable. [Claim 5] Method according to one of Claims 1 to 4, in which, in order to correct the offset, a calculation of the value of the angular offset is carried out repeatedly, then, when a value of the offset thus calculated is considered reliable, the return images are corrected in the image formation algorithm by applying to them an inverse rotation of the value of the shift thus calculated and considered reliable.
[Revendication 6] Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel, pour procéder à une correction du décalage, on effectue de façon répétitive un calcul de la valeur du décalage angulaire, puis, lorsqu’une valeur du décalage ainsi calculée est considérée fiable, on la mémorise de façon persistante et on commande le pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements (14) de sorte à décaler les tirs dans le temps des tirs relatifs au mouvement retour, et ce en fonction de la valeur du décalage ainsi calculée et considérée fiable. [Claim 6] Method according to one of Claims 1 to 4, in which, in order to carry out a correction of the offset, a calculation of the value of the angular offset is carried out repeatedly, then, when a value of the offset thus calculated is considered reliable, it is memorized persistently and the firing and movement scheduler pilot (14) is controlled so as to shift the firings in time of the firings relating to the return movement, and this according to the value of the shift as well calculated and considered reliable.
[Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel, d’une part, on capte le mouvement de la sonde (2), et d’autre part : lorsque dans un premier temps on cherche à identifier une zone d’intérêt (ZI) à explorer, on déplace largement la sonde (2) à des fins de recherche de localisation, la sonde (2) étant alors en mode de cadence d’images nominal rapide et l’image obtenue étant de résolution nominale, et lorsque dans un second temps la zone d’intérêt (ZI) à explorer a été identifiée, on cherche à obtenir une image de plus haute résolution, on garde la sonde (2) statique ou quasi statique, la sonde (2) pouvant être alors en mode de cadence d’images ralentie et l’image obtenue étant de plus haute résolution. [Claim 7] Method according to one of Claims 1 to 6, in which, on the one hand, the movement of the probe (2) is detected, and on the other hand: when initially it is sought to identify a zone of interest (ZI) to be explored, the probe (2) is moved widely for the purpose of location search, the probe (2) then being in fast nominal frame rate mode and the image obtained being of resolution nominal, and when in a second time the zone of interest (ZI) to be explored has been identified, one seeks to obtain a higher resolution image, one keeps the probe (2) static or quasi-static, the probe (2) which can then be in slower frame rate mode and the image obtained being of higher resolution.
[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel : on dispose d’un organe porteur (8b) de n éléments transducteurs ayant chacun sa propre fréquence, on choisit les n fréquences de sorte à permettre n profondeurs (P) d’examen, on sélectionne la fréquence correspondant à la profondeur (P) d’examen souhaité, et et on commande le moteur pas à pas (8a) de sorte à déplacer l’organe porteur (8b) et à amener l’élément transducteur (9) correspondant à la fréquence sélectionné à sa position de référence. [Claim 8] Method according to one of Claims 1 to 7, in which: there is a support member (8b) of n transducer elements each having its own frequency, the n frequencies are chosen so as to allow n depths ( P) of examination, the frequency corresponding to the desired examination depth (P) is selected, and and the stepper motor (8a) is controlled so as to move the carrier member (8b) and to bring the transducer element (9) corresponding to the selected frequency at its reference position.
[Revendication 9] Procédé selon la revendication 8, dans lequel n est égal à trois, et les fréquences sont égales ou proches, respectivement, de 3,5 MHz, 5 MHz et 7,5 MHz. [Claim 9] A method according to claim 8, wherein n is three, and the frequencies are at or near 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz, respectively.
[Revendication 10] Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel : on dispose d’un appareil numérique portable (4), pouvant exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, comme un smartphone ou une tablette, ayant des moyens de communication (3b) comme notamment le protocole Wi-Fi ou Bluetooth ou encore le protocole Internet, un écran, des moyens de commande (28), une mémoire (MEM), on dispose d’une sonde (2) d’exploration d’une zone d’intérêt (ZI) du corps humain (C), comportant un moyen mécanique d’entraînement (8) formant une chaîne cinématique, incluant un moteur pas à pas (8a), un organe de transmission de mouvement (8c), et un organe porteur (8b) d’un élément transducteur (9) monté en rotation au moyen du moteur pas à pas (8a), le moyen mécanique d’entraînement (8) étant choisi pour comporter un et un seul moteur pas à pas (8a) et un élément transducteur (9) porté de façon fixe par l’organe porteur (8b) et entraîné à pivotement par le moteur pas à pas (8a), autour d’un et un seul axe de pivotement, selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, un moyen d’analyse des points- images le long d’un arc à une profondeur (P) donnée, tel que, avec les défauts du moyen d’entraînement mécanique (8), il existe un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller (LEA) et les lignes d’échos retour (LER), la sonde (2) comportant un moyen de correction dudit décalage, et des moyens de communication (3a) et on implémente l’appareil numérique portable (4) et la sonde (2) de sorte qu’ils puissent communiquer entre eux, on met en œuvre l’appareil numérique portable (4) de sorte à pouvoir paramétrer et piloter la sonde (2), afficher les images obtenues par et reçues de la sonde (2) sur l’écran (27) de l’appareil numérique portable (4), transmettre les images obtenues par et reçues de la sonde (2) vers une plateforme de stockage externe. [Claim 10] Method according to one of Claims 1 to 9, in which: a portable digital device (4) is available, capable of executing a programmed application adapted to the execution of a function, such as a smartphone or a tablet, having communication means (3b) such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or else the Internet protocol, a screen, control means (28), a memory (MEM), a probe (2 ) exploration of a zone of interest (ZI) of the human body (C), comprising mechanical drive means (8) forming a kinematic chain, including a stepper motor (8a), a transmission member of movement (8c), and a carrier member (8b) of a transducer element (9) mounted in rotation by means of the stepper motor (8a), the mechanical drive means (8) being chosen to comprise one and a single stepper motor (8a) and a transducer element (9) fixedly carried by the carrier member (8b) and pivotally driven by the stepper motor (8a), around one and only one pivoting axis, according to an alternating sector scan starting from a reference position, means for analyzing the image points along an arc at a given depth (P), such that, with the faults of the mechanical drive means (8), there is an angular offset between the forward echo lines (LEA) and the return echo lines (LER), the probe (2) comprising means for correcting said offset, and means of communication (3a) and the portable digital device (4) and the probe (2) are implemented so that they can communicate with each other, the portable digital device (4) is implemented to so as to be able to configure and control the probe (2), display the images obtained by and received from the probe (2) on the screen (27) of the portable digital device (4), transmit the images obtained by and received from the probe (2) to an external storage platform.
[Revendication 11] Procédé selon la revendication 10, dans lequel on calcule le décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement soit depuis l’appareil numérique portable (4) soit depuis la sonde (2) ; et/ou on compense le décalage angulaire ainsi calculé soit depuis l’appareil numérique portable (4) soit depuis la sonde (2). [Claim 11] Method according to claim 10, in which the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means is calculated either from the portable digital device (4) or from the probe (2); and/or the angular offset thus calculated is compensated either from the portable digital device (4) or from the probe (2).
[Revendication 12] Échographe (1) apte à être mis en œuvre par le procédé selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’il comprend : une sonde (2) d’exploration d’une zone d’intérêt (ZI) du corps humain (C), comportant un moyen mécanique d’entraînement (8) formant une chaîne cinématique, incluant un moteur pas à pas (8a), un organe de transmission de mouvement (8c), et un organe porteur (8b) d’un élément transducteur (9) monté en rotation au moyen du moteur pas à pas (8a), ce moyen mécanique d’entraînement (8) étant choisi pour comporter un et un seul moteur pas à pas (8a) et un élément transducteur (9) porté de façon fixe par l’organe porteur (8b) et entraîné à pivotement par le moteur pas à pas (8a), autour d’un et un seul axe de pivotement, selon un balayage sectoriel alternatif à partir d’une position de référence, l’élément transducteur (9) apte à capter une pluralité de lignes d’échos (LEA, LER) en réception d’une pluralité de tirs successifs d’impulsions ultrasonores émises en direction de la zone d’intérêt, commandés par un pilote ordonnanceur de tirs et de mouvements (14), un décalage angulaire entre les lignes d’échos aller (LEA) et les lignes d’échos retour (LER) existant avec les défauts du moyen d’entraînement mécanique (8), un algorithme de formation d’image de sorte à assurer la reconstruction visuelle de la zone d’intérêt (ZI) à partir de la juxtaposition des points-images des lignes d’échos et une représentation animée de la zone d’intérêt (ZI) par suite des allers et retours successifs du balayage, un moyen d’analyse des points-images le long d’un arc à une profondeur (P) donnée - de la zone d’intérêt - de deux séries de lignes d’écho aller et retour successives (LEA, LER), de sorte à déterminer une information dudit décalage angulaire des points-images des deux arcs successifs aller et retour (AA, AR) et calculer une valeur de décalage angulaire des lignes d’écho aller et des lignes d’écho retour (LEA, LER), associée au fonctionnement du moyen d’entraînement (8), et un moyen de correction du décalage par rapprochement, notamment par rapprochement au mieux et en particulier par superposition ou en quasi-superposition des images aller et des images retour successives en prenant en compte la valeur ainsi calculée du décalage associée au fonctionnement du moyen d’entraînement de sorte à utiliser directement les effets sur l’image produite des défauts du moyen mécanique d’entraînement (8), et corriger le pilotage du moteur pas à pas et/ou directement l’image pour réduire, notamment minimiser, et en particulier supprimer, ou quasiment supprimer le tremblement de l’image du au décalage entre les images successives, associé au fonctionnement et à la mise en mouvement du moyen mécanique d’entraînement (8). [Claim 12] Echograph (1) capable of being implemented by the method according to one of Claims 1 to 11, characterized in that it comprises: a probe (2) for exploring a zone of interest (ZI) of the human body (C), comprising a mechanical drive means (8) forming a kinematic chain, including a stepper motor (8a), a movement transmission member (8c), and a carrying member ( 8b) of a transducer element (9) mounted in rotation by means of the stepper motor (8a), this mechanical drive means (8) being chosen to comprise one and only one stepper motor (8a) and a transducer element (9) carried in a fixed manner by the carrier member (8b) and driven in pivoting by the stepper motor (8a), about one and only one pivoting axis, according to an alternating sector sweep from a reference position, the transducer element (9) capable of picking up a plurality of echo lines (LEA, LER) upon receipt of a plurality of successive shots of ultrasonic pulses res emitted in the direction of the area of interest, controlled by a firing and movement scheduler pilot (14), an angular offset between the outward echo lines (LEA) and the return echo lines (LER) existing with the defects of the mechanical drive means (8), an image formation algorithm so as to ensure the visual reconstruction of the zone of interest (ZI) from the juxtaposition of the image points of the echo lines and an animated representation of the zone of interest (ZI) as a result of the successive round trips of the scan, a means of analyzing the image points along an arc at a given depth (P) - of the zone of interest - of two series of successive outward and return echo lines (LEA, LER), so as to determine information of said angular offset of the image points of the two successive outward and return arcs (AA, AR) and calculate a value of angular offset of the outgoing echo lines and the return echo lines (LEA, LER), associated with the operation nt of the drive means (8), and a means for correcting the offset by approximation, in particular by approximation at best and in particular by superposition or quasi-superposition of the forward images and the successive return images by taking into account the value thus calculated of the offset associated with the operation of the drive means so as to directly use the effects on the image produced of the defects of the mechanical drive means (8), and to correct the control of the stepping motor and/or directly the image to reduce, in particular to minimize, and in particular to eliminate , or virtually eliminate the shaking of the image due to the shift between successive images, associated with the operation and the setting in motion of the mechanical drive means (8).
[Revendication 13] Échographe (1) selon la revendication 12, dans lequel le moteur pas à pas (8a) est dépourvu d’encodeur. [Claim 13] Ultrasound system (1) according to claim 12, in which the stepping motor (8a) has no encoder.
[Revendication 14] Échographe (1) selon l’une des revendications 12 et 13, dans lequel l’organe porteur (8b) supporte n éléments transducteurs (9) ayant chacun sa propre fréquence de sorte à permettre n profondeurs (P) d’examen, et un moyen de commande est apte à commander le moteur pas à pas (8a) de sorte à déplacer l’organe porteur (8b) et à amener l’élément transducteur (9) correspondant à la fréquence sélectionné à sa position de référence. [Claim 14] Echograph (1) according to one of Claims 12 and 13, in which the carrier member (8b) supports n transducer elements (9) each having its own frequency so as to allow n depths (P) of examination, and a control means is capable of controlling the stepper motor (8a) so as to move the carrier member (8b) and to bring the transducer element (9) corresponding to the selected frequency to its reference position .
[Revendication 15] Échographe (1) selon la revendication 14, dans lequel n est égal à trois, et les fréquences sont égales ou proches, respectivement, de 3,5 MHz, 5 MHz et 7,5 MHz. [Claim 15] Ultrasound system (1) according to claim 14, in which n is equal to three, and the frequencies are equal to or close to, respectively, 3.5 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz.
[Revendication 16] Échographe (1) selon l’une des revendications 12 à 15, tel que : il comporte en outre un appareil numérique portable (4), pouvant exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, comme un smartphone ou une tablette, ayant des moyens de communication (3b) comme notamment le protocole Wi-Fi ou Bluetooth ou encore le protocole Internet, un écran (27), des moyens de commande (28), une mémoire (MEM), la sonde (2) comporte des moyens de communication (3a) apte à communiquer avec les moyens de communication (3b) de l’appareil numérique portable (4), l’appareil numérique portable (4) est agencé de sorte à pouvoir paramétrer et piloter la sonde (2), afficher les images obtenues par et reçues de la sonde (2) sur l’écran (27) de l’appareil numérique portable (4), transmettre les images obtenues par et reçues de la sonde (2) vers une plateforme de stockage externe. [Claim 16] Echograph (1) according to one of Claims 12 to 15, such that: it further comprises a portable digital device (4), capable of executing a programmed application adapted to the execution of a function, such as a smartphone or tablet, having communication means (3b) such as in particular the Wi-Fi or Bluetooth protocol or else the Internet protocol, a screen (27), control means (28), a memory (MEM), the probe (2) comprises communication means (3a) capable of communicating with the communication means (3b) of the portable digital device (4), the portable digital device (4) is arranged so as to be able to configure and control the probe (2), displaying the images obtained by and received from the probe (2) on the screen (27) of the portable digital device (4), transmitting the images obtained by and received from the probe (2) to a external storage platform.
[Revendication 17] Échographe (1) selon l’une des revendications 12 à 16, dans lequel la sonde (2) comprend : un compartiment humide (6b) contenant un liquide couplant et pourvu d’une fenêtre acoustique, dans lequel sont logés l’organe porteur (8b) d’élément transducteur (9) comme un tambour rotatif (8b) et éventuellement le moteur pas à pas (8a) et l’organe de transmission (8c), un compartiment sec (6a) dans lequel sont logés les moyens électroniques (10), les moyens de communication (3a), une alimentation (11), et qui comprend également un ou des ports (12) pour un chargeur de batterie et un ordinateur. [Claim 17] Echograph (1) according to one of Claims 12 to 16, in which the probe (2) comprises: a wet compartment (6b) containing a coupling liquid and provided with an acoustic window, in which are housed the carrier member (8b) of the transducer element (9) such as a rotating drum (8b) and possibly the stepping motor (8a) and the transmission member (8c), a dry compartment (6a) in which the electronic means (10), the communication means (3a), a power supply (11) are housed, and which also comprises one or more ports (12) for a battery charger and a computer .
[Revendication 18] Échographe (1) selon Tune des revendications 12 à 17, tel que les moyens d’entraînement incluent un organe de transmission de mouvement (8c) entre le moteur pas à pas (8a) et l’organe porteur (8b) de l’élément transducteur (9), comme une courroie crantée coopérant avec des crans d’un organe menant rotatif en sortie du moteur pas à pas (8a) et des crans d’un organe mené rotatif en entrée de l’organe porteur (8b) de l’élément transducteur (9). [Claim 18] Echograph (1) according to one of Claims 12 to 17, such that the drive means include a motion transmission member (8c) between the stepper motor (8a) and the carrier member (8b) of the transducer element (9), such as a toothed belt cooperating with notches of a rotary drive member at the output of the stepper motor (8a) and notches of a rotary driven member at the input of the carrier member ( 8b) of the transducer element (9).
[Revendication 19] Échographe (1) selon l’une des revendications 16 à 18, en ce qu’elles dépendent de la revendication 15, tel que l’appareil numérique portable (4) et la sonde (2) sont agencés de sorte que : des moyens appartenant à l’appareil numérique portable (4) assurent le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et/ou la compensation du décalage angulaire ainsi calculé ; et/ou des moyens appartenant à la sonde (2) assurent le calcul du décalage angulaire des lignes associé au fonctionnement du moyen d’entraînement et/ou la compensation du décalage angulaire ainsi calculé. [Claim 19] Echograph (1) according to one of Claims 16 to 18, in that they depend on Claim 15, such that the portable digital device (4) and the probe (2) are arranged so that : means belonging to the portable digital device (4) ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular shift thus calculated; and/or means belonging to the probe (2) ensure the calculation of the angular shift of the lines associated with the operation of the drive means and/or the compensation of the angular shift thus calculated.
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