FR2487665A1 - Ultrasonic echography probe with mechanical sectoral scan - uses angular oscillation of motor driven disc and link to piezoelectric vibrator - Google Patents

Abstract

The transducer in the form of a piezoceramic plate (1) positioned above a membrane in a container filled with acoustic coupling liq. The plate is vibrated about a diametral axis (100) on bearings (1001,1002) by a motor rotating a shaft (31) which oscillates through about 20 deg. on either side of a magnetically or elastically defined reference position. The shaft terminates in a disc (32) with a mechanical link (33) to a staple (34) spanning the transducer, to which it is fixed at the ends (105,106) of a dia. at right angles to the axis of vibration. The disc (32) carries a magnet co-operating with two fixed magnets to set up a restoring couple towards the equilibrium position. Pref. the main membrane bounds a water-filled space with an auxiliary membrane which can adapt its shape to the body of a patient without deforming the main membrane between the two liquids. The acoustic waves are consequently refracted without distortion.

Description

L'invention se rapporte aux appareils d'échographie médicale comportant un traducteur ultrasonore agencé pour engendrer un faisceau qui effectue un balayage angulaire relativement rapide dans un plan d'examen et est transmis au milieu examiné par un liquide de couplage contenu dans une chambre. The invention relates to medical ultrasound devices comprising an ultrasonic translator arranged to generate a beam which performs a relatively rapid angular scanning in an examination plane and is transmitted to the medium examined by a coupling liquid contained in a chamber.

Elle concerne plus particulièrement une sonde d'échographie comportant un traducteur composé, d'une part, d'un boitier contenant le liquide de couplage et muni d'une fenôtre de passage du faisceau ultrasonore, dans lequel sont immergés un élément piézoelectrique en forme de disque, un organe moteur électrique et des moyens mécaniques de provoquer la déviation angulaire du faisceau en fonction de la position angulaire du rotor du moteur; d'autre part, d'un dispositif de reperage continu de la position angulaire du faisceau. It relates more particularly to an ultrasound probe comprising a translator composed, on the one hand, of a box containing the coupling liquid and provided with a window for passage of the ultrasonic beam, in which a piezoelectric element in the form of is immersed. disc, an electric motor member and mechanical means for causing the angular deflection of the beam as a function of the angular position of the motor rotor; on the other hand, a device for continuous tracking of the angular position of the beam.

Une telle sonde est destinée à l'échographie en temps réel, dans des applications, telles que la cardiologie, l'ophtalmologie et l'obstétrique, où le nombre d'images par secondes que l'appareil doit afficher est, par exemple, de l'ordre de 25 à 50 et où il importe de réaliser une sonde extrêmement légère, compacte, commode d'emploi, peu onéreuse et parfaitement fiable.Dans certaines de ces applications, il est intéressant de pouvoir faire travailler l'appareil, soit suivant le mode de représentation dit "type B", dans lequel la trace sur l'écran du faisceau électronique du tube cathodique de visualisation de l'image doit occuper, à chaque instant, une position homothetique de celle du faisceau ultrasonore dans le milieu examiné, soit suivant le mode de représentation dit "TM" ou "temps-mouvement", dans lequel, la sonde étant immobile, on visualise l'évolution en fonction du temps des structures examinées. Such a probe is intended for real-time ultrasound, in applications, such as cardiology, ophthalmology and obstetrics, where the number of images per second that the device must display is, for example, from 25 to 50 and where it is important to make an extremely light, compact, convenient to use, inexpensive and perfectly reliable probe. In some of these applications, it is advantageous to be able to make the device work, either the so-called "type B" mode of representation, in which the trace on the screen of the electron beam of the cathode ray tube for viewing the image must occupy, at all times, a position homothetic to that of the ultrasonic beam in the medium examined, either according to the so-called "TM" or "time-movement" representation mode, in which, the probe being stationary, the evolution as a function of time of the structures examined is visualized.

Pour réaliser le mode de représentation "type B", il suffit que la sonde fournisse à chaque instant une information de position angulaire du faisceau ultrasonore : on connaît, en effet, des appareils d'échographie munis de moyens de commander convenablement la déviation du faisceau électronique à partir de cette information et l'invention ne porte pas sur de tels moyens.  To achieve the "type B" mode of representation, it suffices that the probe provides information at all times on the angular position of the ultrasound beam: ultrasound devices are known, in fact, provided with means for properly controlling the deflection of the beam based on this information and the invention does not relate to such means.

Dans le mode TM", l'appareil comporte normalement des moyens d'afficher, sur l'écran du tube cathodique, une ligne de surbrillance qui peut être déplacée sur l'écran pour l'amener sur une zone de l'image dont on désire observer le mouvement. Lorsque ce reperage a été effectué, le faisceau ultrasonore doit être amené dans la position angulaire correspondante et immobilisé dans cette position et des moyens doivent être prevus pour effectuer le déplacement angulaire approprié du faisceau. In the TM "mode, the apparatus normally comprises means of displaying, on the screen of the cathode ray tube, a line of highlight which can be moved on the screen to bring it to an area of the image whose wishes to observe the movement When this tracking has been carried out, the ultrasonic beam must be brought into the corresponding angular position and immobilized in this position and means must be provided to effect the appropriate angular displacement of the beam.

L'invention propose des moyens mécaniques particulibrement simples et avantageux de provoquer la déviation angulaire du faisceau ultrasonore. The invention provides particularly simple and advantageous mechanical means for causing the angular deflection of the ultrasonic beam.

Elle a encore pour objet un dispositif de repérage de la position angulaire du faisceau ultrasonore, particulibrement apte à coopérer avec lesdits moyens de deviation.  It also relates to a device for locating the angular position of the ultrasonic beam, particularly able to cooperate with said deflection means.

Elle a enfin pour objet un dispositif qui sera associe à la sonde, pour effectuer ledit déplacement angulaire du faisceau approprie au passage de l'appareil d'examen en mode TM, dispositif qui coopère avantageusement avec lesdits moyens de deviation.  Finally, it relates to a device which will be associated with the probe, to effect said angular displacement of the beam appropriate to the passage of the examination device in TM mode, device which advantageously cooperates with said deflection means.

Suivant une particularité importante de l'invention, le traducteur ayant la forme d'un disque, l'organe moteur d'entraînement du traducteur possede un arbre dispose perpendiculairement à ladite fenêtre suivant un premier axe, lesdits moyens mécaniques comportent une biellette entraînée dans un mouvement conique autour dudit premier axe, par un organe de liaison mécanique audit arbre agencé pour autoriser la rotation de la biellette sur elle-même à l'exclusion de sa translation suivant sa propre direction, des moyens de réaliser un axe de rotation fixe du traducteur, ledit premier axe et ledit axe de rotation étant situes dans un même plan et perpendiculaires entre eux et une chape montée pivotante autour d'un axe solidaire du traducteur, passant par son centre et perpendiculaire audit axe de rotation, ladite chape comportant un étrier solidaire de l'extrémité de ladite biellette non liée audit arbre. According to an important feature of the invention, the translator having the shape of a disc, the motor drive member of the translator has a shaft arranged perpendicularly to said window along a first axis, said mechanical means comprise a rod driven in a conical movement around said first axis, by a mechanical connecting member to said shaft arranged to allow the rotation of the rod on itself to the exclusion of its translation in its own direction, means for achieving a fixed axis of rotation of the translator , said first axis and said axis of rotation being located in the same plane and perpendicular to each other and a yoke pivotally mounted about an axis integral with the translator, passing through its center and perpendicular to said axis of rotation, said yoke comprising a stirrup integral from the end of said link not linked to said shaft.

D'autres particularites, ainsi que les avantages de l'invention, apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après.  Other particularities, as well as the advantages of the invention, will appear clearly in the light of the description below.

Au dessin annexé
La figure 1 est une vue schématique, en coupe partielle par un plan axial, d'une sonde conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention;
La figure 2 représente schématiquement, vu en perspective, le mécanisme d'entraînement du traducteur;
La figure 3 représente la liaison entre la biellette et son organe d'entraînement;
La figure 4 est une vue de détail du traducteur et de la chape qui provoque son oscillation;
La figure 5 représente le dispositif magnétique de rappel du moteur dans une position de reference;;
La figure 6 est un schema des circuits du dispositif de repérage de la position angulaire du faisceau et du dispositif qui permet le déplacement angulaire du faisceau approprié au passage en mode TM, et
La figure 7 représente une variante d'exécution du pont de mesure de la vitesse angulaire du moteur, que comporte ledit dispositif de repérage.In the attached drawing
Figure 1 is a schematic view, in partial section through an axial plane, of a probe according to a preferred embodiment of the invention;
FIG. 2 schematically represents, seen in perspective, the drive mechanism of the translator;
Figure 3 shows the connection between the rod and its drive member;
Figure 4 is a detail view of the translator and the yoke which causes its oscillation;
Figure 5 shows the magnetic motor return device in a reference position;
FIG. 6 is a diagram of the circuits of the device for locating the angular position of the beam and of the device which allows the angular displacement of the beam suitable for switching to TM mode, and
FIG. 7 represents an alternative embodiment of the bridge for measuring the angular speed of the motor, which includes said locating device.

Aux figures 1 et 2, on a représenté un traducteur constitue d'une pastille de céramique piézoélectrique 1 logée au voisinage d'une membrane 21 transparente aux ultrasons, dans un boitier 2 qui contient un liquide de couplage. In Figures 1 and 2, a translator is shown consisting of a piezoelectric ceramic chip 1 housed in the vicinity of a membrane 21 transparent to ultrasound, in a housing 2 which contains a coupling liquid.

Ce dernier est de préférence du type dans lequel la vitesse de propagation des ultrasons est plus faible que leur vitesse de propagation dans l'eau, par exemple certains liquides fluorés.The latter is preferably of the type in which the speed of propagation of ultrasound is lower than their speed of propagation in water, for example certain fluorinated liquids.

Un tel liquide est inerte, ce qui permet d'utiliser un moteur immerge. Le boîtier 2 a la forme d'un cylindre allongé terminé par une partie tronconique dont l'extrémité est fermée par la membrane 21.0n a represente en 22 un câble de liaison electrique de la sonde ainsi constituée et les circuits d'emission et de reception que comporte l'appareil d'examen. On expliquera plus loin par quels moyens, propres a l'invention, l'utilisation d'un câble unique a été rendue possible. Such a liquid is inert, which makes it possible to use a submerged motor. The housing 2 has the shape of an elongated cylinder terminated by a frustoconical part, the end of which is closed by the membrane 21.0na represents at 22 an electrical connection cable of the probe thus formed and the transmission and reception circuits that includes the examination device. We will explain later by what means, specific to the invention, the use of a single cable has been made possible.

Unmoteur 3 est fixe au boitier au moyen d'un manchon 34 perce de canaux 340 qui permettent la circulation du liquide de couplage.  A motor 3 is fixed to the housing by means of a sleeve 34 pierced with channels 340 which allow the circulation of the coupling liquid.

Le traducteur 1 est entraîne en oscillation autour d'un axe 100, perpendiculaire au plan de la figure 1, au moyen du moteur 3 à très faible inertie, dont l'arbre 31 est disposé suivant l'axe du boîtier 2 et qui oscille par exemple de t 20 autour d'une position de référence définie par un systeme magnétique ou elastique,comme on I'expliquera dans la suite. Sur l'arbre 31 est monte un disque 32 perpendiculaire à l'axe du boîtier 1. Une biellette 33 est liée au disque 32, de la manière qui sera expliquée dans la suite, en un point
périphérique 330 du disque 32; la biellette 33 coopere avec une chape 34 fixée à la pastille 1, de la manière qui sera expliquée plus loin.The translator 1 is driven in oscillation around an axis 100, perpendicular to the plane of Figure 1, by means of the motor 3 with very low inertia, the shaft 31 of which is arranged along the axis of the housing 2 and which oscillates by example of t 20 around a reference position defined by a magnetic or elastic system, as will be explained below. On the shaft 31 is mounted a disc 32 perpendicular to the axis of the housing 1. A link 33 is linked to the disc 32, as will be explained below, at a point
device 330 of disk 32; the link 33 cooperates with a yoke 34 fixed to the pad 1, in the manner which will be explained below.

A la figure 3, on a représente la liaison entre le disque 32 et la biellette 33. On voit que la tête 331 de cette dernière est montée dans un roulement 332, si bien que le seul mouvement que puisse exécuter la biellette 33, par rapport au disque 32, est une rotation sur elle-même autour de son propre axe, à l'exclusion de toute translation paral lèle à cet axe. In Figure 3, there is shown the connection between the disc 32 and the link 33. It can be seen that the head 331 of the latter is mounted in a bearing 332, so that the only movement that the link 33 can perform, relative to disk 32, is a rotation about itself around its own axis, to the exclusion of any parallel translation related to this axis.

A la figure 4, on voit que la biellette 33 est fixee à la chape 34 en un point tel que l'axe de ladite biellette passe par le centre 0 du disque 1. La biellette effectue donc un mouvement conique autour de l'axe de symétrie du traducteur, lequel passe par 0 et se confond avec l'axe de l'arbre 31. Le demi-angle au sommet du cône sera par exemple de l'ordre de 450
La pastille de céramique 1 est fixée à la partie inferieure d'une bague 101 elle-même solidaire d'une coupelle de support 102. Les éléments 101 et 102 peuvent être en ma tière plastique et l'intervalle 103 entre la paroi latérale de la coupelle et la bague 101 sera avantageusement rempli de colle. Sur la paroi laterale de la coupelle sont montés, aux deux extrémités respectives du diamètre 104 (voir figure 2) de la pastille 1 perpendiculaire à l'axe 100, deux tourillons 105 - 106 (figures 2 et 4) qui coopèrent respectivement avec des roulements 107 - 108 dont la cage extérieure est solidarisée d'une part, de maniere non figurée, au boîtier 2 et, d'autre part, comme le montre la figure 4, aux extrémités de la chape 34. In FIG. 4, it can be seen that the link 33 is fixed to the yoke 34 at a point such that the axis of said link passes through the center 0 of the disc 1. The link therefore performs a conical movement around the axis of symmetry of the translator, which passes through 0 and merges with the axis of the shaft 31. The half-angle at the top of the cone will for example be of the order of 450
The ceramic chip 1 is fixed to the lower part of a ring 101 which is itself secured to a support cup 102. The elements 101 and 102 can be made of plastic and the gap 103 between the side wall of the cup and ring 101 will advantageously be filled with glue. On the side wall of the cup are mounted, at the two respective ends of the diameter 104 (see Figure 2) of the pad 1 perpendicular to the axis 100, two pins 105 - 106 (Figures 2 and 4) which cooperate respectively with bearings 107 - 108, the outer cage of which is secured on the one hand, in a manner that is not shown, to the housing 2 and, on the other hand, as shown in FIG. 4, at the ends of the yoke 34.

Il est évident que le seul mouvement que puisse executer le disque 1 est une oscillation alternative autour de l'axe 100. Ce dernier est défini par deux tourillons 1001 et 1002 également fixés à la coupelle 102 et coopérant avec des paliers, non figurés, fixes au boîtier 2. It is obvious that the only movement that the disc 1 can execute is an alternative oscillation around the axis 100. The latter is defined by two pins 1001 and 1002 also fixed to the cup 102 and cooperating with bearings, not shown, fixed. to housing 2.

L'axe 104 oscille lui-même dans le plan passant par O et perpendiculaire à l'axe 100 et la chape 34 ne peut elle-même qu'osciller autour des axes mobiles 104 et 33. En definitive, l'oscillation de la pastille 1, de l'ordre de + 20 à 25 par exemple, est obtenue uniquement à partir de mouvements de rotation, avec des organes ne présentant aucun jeu ou glissement. Il est évident que le disque 32 pourra être remplacé par une manivelle.The axis 104 itself oscillates in the plane passing through O and perpendicular to the axis 100 and the yoke 34 can itself only oscillate around the movable axes 104 and 33. Ultimately, the oscillation of the pellet 1, of the order of + 20 to 25 for example, is obtained only from rotational movements, with members having no play or sliding. It is obvious that the disc 32 can be replaced by a crank.

Outre la fiabilité qui en résulte, ce dispositif présente l'avantage qu'il existe une liaison univoque entre les positions angulaires de l'arbre 31 et de la pastille 1, ce qui facilite le repérage de la deviation angulaire du faisceau émis. On notera, par ailleurs, que le dispositif est entièrement distribué autour de l'axe du moteur, ce qui permet la réalisation d'une sonde coaxiale, d'emploi particulièrement commode, notamment en cardiologie. In addition to the reliability which results therefrom, this device has the advantage that there is a one-to-one connection between the angular positions of the shaft 31 and of the pad 1, which facilitates the identification of the angular deviation of the emitted beam. Note, moreover, that the device is entirely distributed around the axis of the motor, which allows the production of a coaxial probe, of particularly convenient use, in particular in cardiology.

A la figure 5, on a représente le disque 32 en vue de dessus et le boîtier 2 en coupe transversale. On voit que deux petits aimants 201 et 202 sont montés radialement sur la face intérieure du boitier 2, un peu au-dessus de la surface du disque. Ce dernier porte de son côte un aimant radial 320. Ces trois aimants sont aimantés dans des directions tangentielles par rapport à la périphérie du disque et disposes de manière telle que l'aimant 320 présente des surfaces polaires respectivement en regard de surfaces polaires des aimants 201 et 202, les pôles en regard étant de même signe. Il en résulte que, par effet de répulsion, 1'aimant 320 prendra, en l'absence d'entraînement par le moteur, une position d'équilibre entre les positions des aimants 201 et 202., à égale distance de ceux-ci s'ils sont identiques. In Figure 5, there is shown the disc 32 in top view and the housing 2 in cross section. We see that two small magnets 201 and 202 are mounted radially on the inside of the case 2, a little above the surface of the disc. The latter carries on its side a radial magnet 320. These three magnets are magnetized in tangential directions relative to the periphery of the disc and arranged in such a way that the magnet 320 has polar surfaces respectively opposite the polar surfaces of the magnets 201 and 202, the opposite poles being of the same sign. As a result, by repulsion effect, the magnet 320 will, in the absence of drive by the motor, be in a position of equilibrium between the positions of the magnets 201 and 202., equidistant from these s 'they are identical.

L'angle que font entre elles les directions radiales des aimants 201 et 202 devra evidemment être un peu supérieur à l'angle d'oscillation de l'arbre 31. On définit ainsi une position angulaire de référence de l'arbre 31. The angle which the radial directions of the magnets 201 and 202 make between them will obviously have to be a little greater than the oscillation angle of the shaft 31. A reference angular position of the shaft 31 is thus defined.

On notera que ce dispositif de rappel magnétique (non représente à la figure 2 pour simplifier) pourrait, non seulement être monté sur un autre organe rotatif solidaire de l'arbre du moteur, mais encore être remplacé par un dispositif de rappel élastique par ressort, ou par tout autre moyen approprie. Il est toutefois particulierement simple et fiable. De même, le moteur pourrait être remplacé par un dispositif galvanometrique. It will be noted that this magnetic return device (not shown in FIG. 2 for simplicity) could not only be mounted on another rotary member secured to the motor shaft, but also be replaced by an elastic return device by spring, or by any other appropriate means. However, it is particularly simple and reliable. Likewise, the motor could be replaced by a galvanometric device.

La membrane 21 sera avantageusement, dans le cas où le liquide de couplage contenu dans le boitier est du type mentionne plus haut, de nature souple et associée à une deuxième membrane souple délimitant avec la première une chambre auxiliaire contenant de l'eau, comme décrit dans la demande de brevet déposée le même jour par le Demandeur , pour "Sonde d'échographie à balayage sectoriel comportant deux liquides de couplage". Toutefois, l'on pourra, dans certains cas, se passer de cette disposition et se contenter de garnir intérieurement la membrane 21 d'une matière absorbant les ultrasons, ayant pour effet de réduire les réflexions parasites au niveau de la membrane. The membrane 21 will advantageously be, in the case where the coupling liquid contained in the housing is of the type mentioned above, of flexible nature and associated with a second flexible membrane delimiting with the first an auxiliary chamber containing water, as described in the patent application filed the same day by the Applicant, for "Sector scanning ultrasound probe comprising two coupling liquids". However, it will be possible, in certain cases, to do without this arrangement and be satisfied with lining the membrane 21 internally with a material absorbing ultrasound, having the effect of reducing the stray reflections at the level of the membrane.

A la figure 6, on a représenté un générateur 35 de dents de scie ou de signaux rectangulaires ayant par exemple une fréquence de recurrence de 100 Hz, destiné à fournir, à travers un amplificateur 84, une résistance 350 et-des inductances 351 et 352 de forte valeur (par ex. 100 mH) relies entre elles par un câble coaxial 6, le courant d'excitation du moteur 3. In Figure 6, there is shown a generator 35 of saw teeth or rectangular signals having for example a recurrence frequency of 100 Hz, intended to supply, through an amplifier 84, a resistance 350 and -inductors 351 and 352 high value (e.g. 100 mH) connected to each other by a coaxial cable 6, the excitation current of the motor 3.

Celui-ci a été symbolisé par une force contre-electromotrice
E, (qui sera proportionnelle à la vitesse) en serie avec une résistance 300 et une inductance 301.This was symbolized by a counter-electromotive force
E, (which will be proportional to the speed) in series with a resistor 300 and an inductor 301.

On a représenté en 4 l'émetteur d'impulsions (ayant une fréquence de récurrence par exemple comprise entre 2 et 5 MHz) et en 5 le récepteur que comporte l'appareil d'examen. 4 shows the pulse transmitter (having a recurrence frequency for example between 2 and 5 MHz) and 5 the receiver that includes the examination device.

Ces organes sont reliés à l'inductance 351, un condensateur 353, tandis que l'inductance 352 est reliée au traducteur 1 par un condensateur 354.These members are connected to the inductor 351, a capacitor 353, while the inductor 352 is connected to the translator 1 by a capacitor 354.

La sortie du générateur 35 est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un potentiomètre 355, en série avec une résistance 356. Un amplificateur différentiel 357 a sa sortie reliee, par l'intermédiaire d'une résistance 358, à l'entrée négative d'un amplificateur operationnel 359 dont l'entrée positive est reliée à la masse. La sortie de l'amplificateur 359 est reliee à son entre négative par l'intermédiaire d'un condensateur 360 sur lequel une résistance 361 est branchée en parallèle. La sortie de l'amplificateur 359 est, par ailleurs, reliée à l'électrode de commande du tube cathodique par l'intermédiaire d'un circuit qui sera decrit plus loin. The output of the generator 35 is connected to ground via a potentiometer 355, in series with a resistor 356. A differential amplifier 357 has its output connected, via a resistor 358, to the input negative of an operational amplifier 359 whose positive input is connected to ground. The output of amplifier 359 is connected to its negative input by means of a capacitor 360 to which a resistor 361 is connected in parallel. The output of the amplifier 359 is, moreover, connected to the control electrode of the cathode ray tube by means of a circuit which will be described later.

Les entrées de l'amplificateur 357 sont connectees au curseur du potentiomètre 355 et, respectivement, au point commun entre la résistance 350 et l'inductance 351. The inputs of the amplifier 357 are connected to the cursor of the potentiometer 355 and, respectively, to the common point between the resistor 350 and the inductor 351.

Le courant à basse fréquence qui circule dans la résistance 350, les inductances 351 et 352 et les enroulements rotoriques du moteur, n'est évidemment transmis ni aux organes émetteur et récepteur 4 et 5 (il est bloqué par le condensateur 353), ni au traducteur 1 (condensateur 354). De même, le courant à haute fréquence qui est transmis de l'émetteur 4 au traducteur 1 et de ce dernier au récepteur 5, par les condensateurs 353 et 354 ne perturbe pas (selfs de choc 351 - 352) le trajet du courant à basse fréquence susvise. On voit que, dans le montage décrit, il en résulte finalement que la liaison entre le traducteur 1 et les circuits extérieurs peut se faire au moyen d'un câble coaxial unique. The low frequency current which circulates in the resistor 350, the inductors 351 and 352 and the rotor windings of the motor, is obviously transmitted neither to the transmitting and receiving members 4 and 5 (it is blocked by the capacitor 353), nor to the translator 1 (capacitor 354). Similarly, the high frequency current which is transmitted from the transmitter 4 to the translator 1 and from the latter to the receiver 5, by the capacitors 353 and 354 does not disturb (shock inductors 351 - 352) the current path at low frequency above. It can be seen that, in the assembly described, it finally results that the connection between the translator 1 and the external circuits can be made by means of a single coaxial cable.

Le montage decrit sert à fournir, à la sortie de l'amplificateur operationnel 359 qui fonctionne en integrateur, une tension proportionnelle à la devitation angulaire
O du moteur (donc du traducteur) par rapport à une position de référence, comme on va maintenant l'expliquer.The described assembly is used to supply, at the output of the operational amplifier 359 which functions as an integrator, a voltage proportional to the angular deviation
O of the motor (therefore of the translator) with respect to a reference position, as will now be explained.

Les resistances en série 355 et 356 d'une part, la resistance 350 en série avec l'impédance du moteur d'autre part, forment un pont dans une des diagonales duquel est branché l'amplificateur 357. (les selfs 351 et 352 ayant une impédance négligeable à 100 Hz). A l'équilibre du point, obtenu à l'arrêt du moteur, en ajustant convenablement le potentiomètre 355, il n'existe aucune tension aux bornes de l'amplificateur 357. La tension auxdites bornes est finalement, en fonctionnement, proportionnelle à la force contre-électromotrice E, elle-même proportionnelle à la vitesse du moteur.Par intégration, on obtient donc, à la sortie de l'amplificateur 359, une tension proportionnelle à la déviation angulaire e
Pour obtenir un repérage absolu de la position angulaire, il faut, d'une part, qu'une position mécanique de référence de l'ensemble oscillant soit definie, d'autre part, que la tension de sortie de l'intégrateur 359 soit nulle en l'absence du signal d'entrée (c'est-à-dire lorsque le moteur est bloque).The resistors in series 355 and 356 on the one hand, the resistor 350 in series with the impedance of the motor on the other hand, form a bridge in one of the diagonals of which is connected the amplifier 357. (the coils 351 and 352 having negligible impedance at 100 Hz). At the point equilibrium, obtained when the engine stops, by properly adjusting the potentiometer 355, there is no voltage across the terminals of the amplifier 357. The voltage across said terminals is ultimately, in operation, proportional to the force electromotive E, itself proportional to the speed of the motor. By integration, we therefore obtain, at the output of amplifier 359, a voltage proportional to the angular deviation e
To obtain an absolute location of the angular position, it is necessary, on the one hand, that a mechanical reference position of the oscillating assembly is defined, on the other hand, that the output voltage of the integrator 359 is zero in the absence of the input signal (i.e. when the motor is blocked).

Le premier résultat est obtenu au moyen du système magnétique déjà décrit, qui rappelle l'arbre du moteur dans une position bien définie en l'absence de courant d'excitation. The first result is obtained by means of the magnetic system already described, which recalls the motor shaft in a well-defined position in the absence of excitation current.

Le second résultat est obtenu au moyen du condensateur 360 et de la resistance 361. Le condensateur 360 se charge en presence d'une tension à l'entrée de l'amplificateur. En l'absence d'une telle tension, il se décharge progressivement à travers la résistance 361, si bien que la tension de sortie de l'amplificateur est, au bout d'un certain temps, remise au zéro. The second result is obtained by means of the capacitor 360 and the resistor 361. The capacitor 360 charges in the presence of a voltage at the input of the amplifier. In the absence of such a voltage, it gradually discharges through the resistor 361, so that the output voltage of the amplifier is, after a certain time, reset to zero.

L'information de déviation angulaire est appliquee à un dispositif 7, connu en soi, qui reçoit par ailleurs, à son entrée 70, les signaux de synchronisation d'émission (provenant de la borne 40 de l'émetteur 4) et fournit, sur les organes de deviation X et Y du tube cathodique, des tensions en dents de scie d'amplitude instantanee proportionnelle à t sin O et à t cos e respectivement, t étant le temps. The angular deviation information is applied to a device 7, known per se, which also receives, at its input 70, the transmission synchronization signals (coming from terminal 40 of the transmitter 4) and provides, on the deviation organs X and Y of the cathode ray tube, sawtooth voltages of instantaneous amplitude proportional to t sin O and to t cos e respectively, t being time.

Deux commutateurs 71 permettent de substituer à ces tensions des tensions fournies par deux générateurs de balayage 72 73 respectivement. Le générateur 72 fournit un balayage lent de l'écran et le générateur 73, un balayage de type classique (dents de scie synchrones de l'émission, la borne 730 étant, à cet effet, reliée à la borne 40).Two switches 71 make it possible to substitute for these voltages voltages supplied by two scanning generators 72 73 respectively. The generator 72 provides a slow scanning of the screen and the generator 73, a scanning of the conventional type (synchronous sawtooths of the emission, the terminal 730 being, for this purpose, connected to the terminal 40).

La sortie de l'amplificateur-intégrateur 359 est appliquée par ailleurs à un amplificateur différentiel 8, monté en comparateur, dont la sortie attaque, par l'intermédiaire d'un condensateur 80, un amplificateur 81 qui attaque lui-même l'électrode de commande de luminosité Z du tube cathodique. L'autre entrée de l'amplificateur 81 est reliée à la sortie 50 du récepteur 5 par l'intermédiaire d'une résistance 51, tandis que l'autre entrée de l'amplificateur 8 est reliee au curseur d'un potentiomètre 82 aux bornes duquel est appliquée une tension continue. Ledit curseur est, par ailleurs, relié à la masse par l'interme- diaire d'un potentiomètre 83, dont le curseur est relié à l'entrée de l'amplificateur 84 par l'intermédiaire d'un commutateur 85.L'autre entrée de l'amplificateur 84 est reliée à un génerateur 35 par l'intermédiaire d'un commutateur 86 et sa sortie attaque les enroulements du moteur 3. The output of the amplifier-integrator 359 is also applied to a differential amplifier 8, mounted as a comparator, the output of which attacks, by means of a capacitor 80, an amplifier 81 which itself attacks the electrode of Z brightness control of the cathode ray tube. The other input of the amplifier 81 is connected to the output 50 of the receiver 5 via a resistor 51, while the other input of the amplifier 8 is connected to the cursor of a potentiometer 82 at the terminals from which a DC voltage is applied. Said cursor is also connected to ground by means of a potentiometer 83, the cursor of which is connected to the input of amplifier 84 by means of a switch 85. input of amplifier 84 is connected to a generator 35 via a switch 86 and its output drives the windings of motor 3.

Lorsque le commutateur 86 est ferme et le commutateur 85 ouvert, la tension appliquée au moteur est celle fournie par le générateur 35 et le moteur effectue un mouvement oscillant comme indiqué plus haut. A ce moment, les commutateurs 70 et 71 sont dans la position indiquée "B" au dessin, si bien que l'écran du tube cathodique est balayé selon le mode B. When the switch 86 is closed and the switch 85 open, the voltage applied to the motor is that supplied by the generator 35 and the motor performs an oscillating movement as indicated above. At this time, the switches 70 and 71 are in the position indicated "B" in the drawing, so that the screen of the cathode ray tube is scanned in mode B.

Le comparateur 8 compare la tension continue Koo prelevée sur le potentiomètre 82 à la tension Ke prélevée à la sortie de l'intégrateur 359 et superposé, l'informa- tion video appliquée à l'électrode Z, un signal rectangulaire à chaque fois que K6 = K60. Il en résulte que, pour une position angulaire determinée du faisceau ultrasonore, une ligne de surbrillance est affichée sur l'écran.  Comparator 8 compares the DC voltage Koo taken from potentiometer 82 with the voltage Ke taken from the output of integrator 359 and superimposed, the video information applied to electrode Z, a rectangular signal each time K6 = K60. As a result, for a determined angular position of the ultrasonic beam, a highlight line is displayed on the screen.

Lorsqu'on désire observer, selon le mode TM, une structure particulière en mouvement visualisée sur l'écran, on règle le potentiomètre 82 jusqu'à amener la ligne de surbrillance sur ladite structure. When it is desired to observe, according to the TM mode, a particular structure in movement displayed on the screen, the potentiometer 82 is adjusted until the line of highlighting is brought to said structure.

A ce moment, l'on commute les commutateurs 70-7185 et 86. Il en resulte, d'une part, que l'écran est balayé, de façon connue en soi, selon le mode de représentation TM, d'autre part, que le moteur n'est plus excité que par une tension continue KK1 60 , K1 étant un coefficient de proportionnalité qui dépend du réglage du potentiometre 83. At this time, the switches 70-7185 and 86 are switched on. On the one hand, the screen is scanned, in a manner known per se, according to the representation mode TM, on the other hand, that the motor is no longer energized except by a DC voltage KK1 60, K1 being a proportionality coefficient which depends on the setting of the potentiometer 83.

Cette tension engendre un couple moteur qui fait tourner le rotor du moteur d'un certain angle, jusqu'à équilibre avec
le couple de rappel déterminé par le dispositif magnetique
décrit ci-dessus. Le reglage du potentiometre 83 a éte effec
tue par le constructeur de façon telle que cette position d'équilibre corresponde précisemment à celle de la ligne de surbrillance definie ci-dessus. Il en résulte que la sonde s'immobilise dans ladite position.This voltage generates a motor torque which turns the motor rotor by a certain angle, until equilibrium with
the return torque determined by the magnetic device
described above. Adjustment of potentiometer 83 has been carried out
killed by the builder in such a way that this equilibrium position corresponds precisely to that of the line of highlight defined above. As a result, the probe stops in said position.

On appréciera que le passage du mode B en mode TM est ainsi obtenu de manière simple, grâce au fait que le dispositif d'entrainement du traducteur possède un couple de rappel dans une position de référence. It will be appreciated that the transition from mode B to TM mode is thus obtained in a simple manner, thanks to the fact that the translator's drive device has a restoring torque in a reference position.

A la figure 7, on a représente une variante du pont de mesure de la vitesse de rotation du moteur qui fait partie du circuit de la figure 6. La résistance 355 de la figure 6 est remplacée, dans cette variante, par un amplificateur à gain variable, en série avec la résistance 356, et dont le gain est commande par une tension continue issue d'un demodu- lateur synchrone 365, après filtrage par une cellule à resis- tance 366 et capacité 367.Le démodulateur synchrone 367 reçoit, d'une part la sortie de l'amplificateur differentiel 367 du pont, d'autre part, une tension à 1000 Hz par exemple appliquée à la borne 362.Cette dernière tension, de préférence de fréquence suffisamment élevée pour ne pas entraîner le moteur, est également appliquée, par l'intermédiaire d'un condensateur 363, au point commun entre la résistance 350 et 1'entrée de l'amplificateur 364. Les inductances 351 à 352, qui ne jouent aucun rôle dans l'équilibre du pont, n'ont pas été représentées pour simplifier le dessin. Il est évident qu'à 1000 Hz, le pont doit être équilibré, même si le moteur est en marche, puisqu'il n'engendre aucune force contre-électromotrice à cette fréquence. In FIG. 7, there is shown a variant of the bridge for measuring the speed of rotation of the motor which forms part of the circuit of FIG. 6. The resistor 355 of FIG. 6 is replaced, in this variant, by a gain amplifier variable, in series with resistor 356, and the gain of which is controlled by a direct voltage from a synchronous demodulator 365, after filtering by a resistor cell 366 and capacitor 367. The synchronous demodulator 367 receives, d on the one hand the output of the differential amplifier 367 from the bridge, on the other hand, a voltage at 1000 Hz for example applied to terminal 362. This latter voltage, preferably of frequency sufficiently high to not drive the motor, is also applied, via a capacitor 363, to the common point between the resistor 350 and the input of the amplifier 364. The inductors 351 to 352, which play no role in the balance of the bridge, do not have not been shown to simplify the drawing. It is obvious that at 1000 Hz, the bridge must be balanced, even if the engine is running, since it generates no counter-electromotive force at this frequency.

Le demodulateur 365, de type connu en soi, engendre une tension continue proportionnelle en amplitude et en signe au signal résiduel à 1000 Hz qui sort de l'amplificateur 357 lorsque le pont n'est pas équilibré à 1000 Hz (par exemple, à cause d'un changement de sonde). Cette tension continue modifie le gain de l'amplificateur 364 dans un sens propre à réaliser le re-equilibrage automatique du pont. The demodulator 365, of a type known per se, generates a DC voltage proportional in amplitude and as a sign to the residual signal at 1000 Hz which leaves the amplifier 357 when the bridge is not balanced at 1000 Hz (for example, because a change of probe). This DC voltage modifies the gain of amplifier 364 in a proper direction to achieve automatic rebalancing of the bridge.

Il va de soi que diverses modifications pourront être apportées aux dispositifs décrits et représentés, sans s'écarter de l'esprit de l'invention.  It goes without saying that various modifications may be made to the devices described and shown, without departing from the spirit of the invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Sonde d'échographie comportant un traducteur composé d'un boitier contenant le liquide de couplage et muni d'une fenêtre de passage du faisceau ultrasonore, dans lequel sont immergés un élément piezoélectrique en forme de disque, un organe moteur électrique et des moyens mécaniques de provoquer la déviation angulaire du faisceau en fonction de la position angulaire du rotor du moteur, caractérisée en ce que l'organe moteur d'entrainement du traducteur possedant un arbre (31) dispose perpendiculairement à ladite fenêtre (21) suivant un premier axe, lesdits moyens mécaniques comportent une biellette (33) entrainée dans un mouvement conique autour dudit premier axe, par un organe (32) de liaison mécanique de ladite biellette audit arbre, agence pour autoriser la rotation de la biellette sur elle-même à l'exclusion de sa translation suivant sa propre direction, des moyens (1001 - 1002) de réaliser un axe de rotation fixe du traducteur, ledit premier axe et ledit axe de rotation étant situés dans un même plan et perpendiculaires entre eux et une chape montée pivotante autour d'un axe (105-106) solidaire du traducteur, passant par son centre et perpendiculaire audit axe de rotation, ladite chape comportant un étrier (34) solidaire de l'extrémité de ladite biellette non liée audit arbre. 1. Ultrasound probe comprising a translator composed of a case containing the coupling liquid and provided with a window for the passage of the ultrasonic beam, in which are immersed a piezoelectric element in the form of a disc, an electric motor member and means mechanical to cause the angular deflection of the beam as a function of the angular position of the rotor of the motor, characterized in that the motor member driving the translator having a shaft (31) is arranged perpendicularly to said window (21) along a first axis , said mechanical means comprise a link (33) driven in a conical movement around said first axis, by a member (32) for mechanical connection of said link to said shaft, agency for authorizing the rotation of the link on itself to the exclusion of its translation in its own direction, means (1001 - 1002) of producing a fixed axis of rotation of the translator, said first axis and said axis of rotation being so killed in the same plane and perpendicular to each other and a yoke pivotally mounted about an axis (105-106) integral with the translator, passing through its center and perpendicular to said axis of rotation, said yoke comprising a stirrup (34) integral with the end of said link not linked to said shaft. 2. Sonde selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de liaison mécanique comprend un disque (32) perpendiculaire audit arbre (31) et solidaire dudit arbre et un roulement (331-332) dans lequel est montée la tête de la biellette (33), ledit disque (32) étant muni d'un aimant (320) qui coopère avec des aimants fixes (201-202) de manière à constituer un couple de rappel de l'équipage mobile vers une position d'équilibre. 2. Probe according to claim 1, characterized in that said mechanical connection member comprises a disc (32) perpendicular to said shaft (31) and integral with said shaft and a bearing (331-332) in which the head of the link is mounted (33), said disc (32) being provided with a magnet (320) which cooperates with fixed magnets (201-202) so as to constitute a return torque of the movable assembly towards an equilibrium position. 3. Sonde selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un dispositif de reperage continu de la position du faisceau ultra-sonore, caractérisée en ce que ledit dispositif comporte un pont de mesure (355-356,350 E)de la force contreélectromotrice engendrée par ledit organe moteur, lequel posté de une position ou mécanique de référence définie par un cout ple de rappel et des moyens (39) d'intégrer le signal de mesure contenu, lesdits moyens etant agencés (résistance 361condensateur 360) pour que leur signal de sortie soit nul lorsque ledit organe moteur n'est pas en mouvement. 3. Probe according to claim 1 or 2, further comprising a device for continuous tracking of the position of the ultrasonic beam, characterized in that said device comprises a measuring bridge (355-356,350 E) of the counterelectromotive force generated by said motor member, which posted from a reference position or mechanical defined by a return cost and means (39) of integrating the contained measurement signal, said means being arranged (resistor 361capacitor 360) so that their output signal or zero when said motor member is not in motion. 4. Sonde selon la revendication 3, caractérisée par des moyens (condensateurs 353 et 354) d'empêcher la transmission du courant à basse frequence (générateur 35) d'excitation du moteur vers les organes émetteur (4) et récepteur (5) de l'appareil d'examen et vers le traducteur (1) et par des moyens (inductances 351 et 352) d'empêcher la transmission du courant à haute fréquence d'emission et de recep- tion vers ledit pont de mesure, afin de permettre la liaison de la sonde aux organes extérieurs au moyen d'un câble coaxial unique (6). 4. Probe according to claim 3, characterized by means (capacitors 353 and 354) for preventing the transmission of low frequency current (generator 35) from excitation of the motor to the transmitter (4) and receiver (5) bodies. the examination apparatus and towards the translator (1) and by means (inductors 351 and 352) of preventing the transmission of the high frequency transmission and reception current to said measurement bridge, in order to allow the connection of the probe to the external organs by means of a single coaxial cable (6). 5. Sonde selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que ledit pont de mesure comprend un amplificateur à gain variable (364) commandé par un démodulateur synchrone (365) qui reçoit d'une part, ledit signal de sortie du pont, d'autre part, une tension de frequence suffisamment élevée pour ne pas etre susceptible d'entraîner le moteur, ladite tension étant appliquée au pont. 5. Probe according to one of claims 3 or 4, characterized in that said measuring bridge comprises a variable gain amplifier (364) controlled by a synchronous demodulator (365) which receives on the one hand, said output signal from the bridge, on the other hand, a frequency voltage high enough not to be likely to drive the motor, said voltage being applied to the bridge. 6. Sonde selon l'une des revendications 3 à 5, comportant des moyens (8-82) de prélever une tension proportionnelle audit signal de sortie, de la comparer à une tension continue réglable et d'engendrer, lors de la coincidence, un signal de commande de surbrillance destine au tube cathodique de l'appareil d'examen et des moyens (83-85-86) d'appliquer au moteur une tension proportionnelle à ladite tension continue, qui se substitue au courant normal d'excitation du moteur pour provoquer son arrêt dans une position angulaire qui correspond à celle définie par ledit signal de commande de surbrillance.  6. Probe according to one of claims 3 to 5, comprising means (8-82) to take a voltage proportional to said output signal, to compare it with an adjustable DC voltage and to generate, during the coincidence, a highlight control signal intended for the cathode ray tube of the examination apparatus and means (83-85-86) of applying to the motor a voltage proportional to said direct voltage, which replaces the normal excitation current of the motor to cause it to stop in an angular position which corresponds to that defined by said highlight control signal.