FR2563991A1

FR2563991A1 - Appareil pour mesurer des structures elementaires pulsatiles a l'interieur d'un corps vivant

Info

Publication number: FR2563991A1
Application number: FR8504946A
Authority: FR
Inventors: Gerhard Mauritz Gennser; Kjell Olov Torgny Lindstrom; Philip Ingemar Dahl; Morten Benthin
Original assignee: TELTEC ELECTRONIC EQUIPMENT AB
Current assignee: TELTEC ELECTRONIC EQUIPMENT AB
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1985-11-15
Anticipated expiration: 2005-04-01
Also published as: GB2156985A; GB8507512D0; US4660564A; DE3512053A1; FR2563991B1; GB2156985B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL QUI COOPERE AVEC UN SCANOGRAPHE ULTRASONIQUE. L'APPAREIL COMPORTE UN PROCESSEUR DE LIGNES 9 QUI EXCITE LES CRISTAUX ULTRASONIQUES DE LA TETE D'ANALYSE DE FACON QU'ENTRE CHAQUE EXCITATION DES CRISTAUX ULTRASONIQUES POUR UNE LIGNE DE VISEE SUR L'ECRAN 11 DU SCANOGRAPHE ULTRASONIQUE 8 S'EFFECTUE UNE EXCITATION SEQUENTIELLE DE DEUX OU TROIS CRISTAUX OU GROUPES DE CRISTAUX DONT CHACUN REPRESENTE UNE LIGNE DE MESURE RESPECTIVE. DES PROCESSEURS DE POURSUITE D'ECHOS 15, 16 RECHERCHENT LES LIMITES DU VAISSEAU LE LONG DES LIGNES DE MESURE ET SE VERROUILLENT SUR CES LIMITES. UN PROCESSEUR DE RESULTATS 25 CALCULE LES VARIATIONS DES LIMITES DU VAISSEAU ET LES DIAGRAMMES D'ONDES DE PULSATIONS DE CE VAISSEAU ET PRESENTE CES DIAGRAMMES SUR UNE UNITE D'AFFICHAGE.

Description

Appareil pour mesurer des structures élémentaires

pulsatiles à l'intérieur d'un corps vivant.

La présente invention concerne un appareil pour mesurer des structures élémentaires mobiles à l'intérieur d'un corps vivant, cet appareil étant prévu pour coopérer

avec un scanographe ultrasonique, ayant une tête ultra-

sonique équipée d'une multiplicité d'émetteurs ultra-

soniques, et étant disposé pour produire des diagram-

mes de pulsations représentant des mouvements d'un vaisseau pulsatile dans un corps vivant. L'invention est relative au domaine des diagnostics ultrasoniques et concerne de façon plus spécifique un appareil qui, en

coopération avec un scanographe ultrasonique, enregis-

tre des variations de la distance entre des interfaces ayant des impédances acoustiques différentes, au moyen des ultrasons réfléchis par la structure élémentaire à mesurer, par exemple un vaisseau sanguin dans un corps humain.

On sait depuis longtemps que l'on peut observer au mo-

yen de différents types de scanographes ultrasoniques des structures élémentaires fixes et mobiles dans un corps vivant. L'invention peut également s'appliquer avantageusement en coopération avec un scanographe

ultrasonique équipé d'une tête d'analyse, appelée éga-

lement transducteur ultrasonique, et comportant une rangée linéaire d'émetteurs ultrasoniques, dans lequel

chaque émetteur ultrasonique peut comporter un ou plu-

sieurs cristaux ultrasoniques et dans lequel chacun des émetteurs est successivement activé, l'un après

l'autre, pour émettre une impulsion de faisceau d'ul-

trasons, et un récepteur ultrasonique commun. Avec un tel scanographe, on obtient une image bidimensionnelle d'une section profonde dans un corps vivant et on la montre

sur un écran. L'image mobile présentée sur l'écran pro-

cure certaines informations concernant la mobilité des structures élémentaires représentées du corps, mais l'on

exige une représentation plus claire des mouvements réels.

Dans un article intitulé: A DUAL HIGH-RESOLUTION

2-DIMENSIONAL ULTRASOND SYSTEM FOR MEASURING TARGET MO-

VEMENTS (Système double d'ultrasonsbidimensionnel à

résolution élevée pour mesurer les mouvements d'une ci-

ble) par G. Gennser, K. Lindstrôm, P. Dahl, M. Benthin

dans RECENT ADVANCES IN ULTRASOND DIAGNOSIS 3, PROCEE-

DINGS OF THE 4TH EUROPEAN CONGRESS IN ULTRASONICS IN

MEDICINE (Récents progrès dans le diagnostic par ultra-

sons,compte-rendu du 4ème Congrès européen de la tech-

nique des ultrasons appliquée à la médecine), Dubrovnik, Mai 1981, il est décrit la manière dont il est possible,

au moyen d'une tête ultrasonique ayant plusieurs émet-

teurs ultrasoniques disposés en ligne droite, de mesurer en continu la dimension interne instantanée entre deux

surfaces de définition d'une structure mobile, par exem-

ple pulsatile, dans un corps vivant, par exemple l'aorte

d'un foetus humain. En effectuant ces mesures à inter-

valles de temps rapprochés, c'est-à-dire entre chaque

indication d'une ligne horizontale, on obtient un chan-

gement dimensionnel au niveau de nombreux points pen-

dant la durée d'une pulsation, et on peut tracer un dia-

gramme de pulsations ou un diagramme d'ondes de pulsa- tions pour une section à travers un vaisseau pulsatile

ou une veine. Dans l'avant-dernier paragraphe de la pa-

ge 73 de l'article précité, il est dit qu'il y a deux marqueurs, bien que l'on doive noter ici que les deux marqueurs sont placés à deux endroits sur la même ligne

horizontale que celles utilisées comme lignes de mesu-

re, de sorte que les deux marqueurs correspondent ici

à l'un des marqueurs allongés-décrits ci-après.

La méthode décrite dans cet article s'est révélée extré-

mement valable pour procurer des images visibles de mou-

vements, particulièrement de structures élémentaires pulsatiles dans un corps humain, telles qu'un vaisseau sanguin. Toutefois, cet article ne considère que le mouvement dans une direction, c'est-à-dire le changement

du diamètre en fonction du temps à travers une structu-

re élémentaire. Cette information ne donne qu'une image limitée de l'état de la structure élémentaire mobile à

mesurer, du fait que cette structure élémentaire, notam-

ment quand il s'agit d'un vaisseau sanguin, induit en

partie une onde de pulsations dans une direction trans-

versale à celle dans laquelle le changement de diamètre est indiqué, et peut en partie subir des changements

dans cette direction transversale qui rendent le dia-

gramme de pulsationsobtehu selon la méthode connue très dépendant de la structure élémentaire sur laquelle sont effectuées les mesures. Ceci s'applique particulièrement au cas des artères, notamment dans le cas des personnes

&gées chez lesquelles on rencontre relativement fréquem-

ment divers types d'angusties. Il est en conséquence

nécessaire d'indiquer le changement dans plus d'une di-

rection des structures mobiles.

La présente invention résout le problème précité au moyen d'un appareil du type mentionné dans l'introduc-

tion, ayant des moyens de commande qui servent à acti-

ver successivement les émetteurs ultrasoniques selon

une séquence ordonnée, perpendiculairement au scanogra-

phe ultrasonique, et qui, entre chaque mise en activité de l'un des émetteurs ultrasoniques pour l'utilisation du scanographe ultrasonique, sont agencés pour activer en séquence au moins deux lignes de mesure sélectionnées

dont chacune représente un émetteur ultrasonique res-

pectif; des moyens d'indication de la paroi d'un vais-

seau agencés pour recevoir le signal obtenu en réponse

à la mise en activité des émetteurs ultrasoniques sé-

lectionnés et qui sont conçus pour rechercher pour chaque ligne de mesure et à chaque balayage de celle-ci, deux limites du vaisseau et pour calculer la variation de ces limites en liaison avec une indication précédente

de la ligne de mesure; et des moyens de calcul qui cal-

culent un diagramme de pulsations pour chaque ligne de mesure choisie pour'le vaisseau pulsatile à partir des informations obtenues des moyens d'indication de la paroi

du vaisseau et qui présentent les diagrammes de pulsa-

tions sur une unité de présentation.

Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'indication de la paroi du vaisseau comportent deux unités, dont l'une est conçue pour rechercher, pour tous les balayages des lignes de mesure, la limite la plus proche de la tête de mesure pour le vaisseau examiné et dont l'autre est conçue pour rechercher, pour tous les balayages de lignes de mesure, la limite située le plus

loin de la tête de mesure.

selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'indication de la paroi du vaisseau sont conçus pour fonctionner dans deux états, un état de réglage

dans lequel s'effectue la recherchedes parties de si-

gnaux dans les signaux d'échos enregistrés dans la tête

ultrasonique en provenance de la ligne de mesure repré- -

sentant les parois du vaisseau, et dans lequel les données de diagrammes de pulsations ne sont pas traitées, et un état de travail dans lequel, pour chaque indication des lignes de mesure, on calcule le décalage des composantes

de signaux dans le signal d'écho représentant les pa-

rois du vaisseau, ce décalage servant de base au calcul

des diagrammes de pulsations par les moyens de calcul.

Selon un autre développement de l'invention, l'appareil selon l'invention peut servir à mesurer la vitesse des ondes de pulsations dans les vaisseaux. Les différences entre les formes de courbes des diagrammes de pulsations représentant différents emplacements dans un/vaisseau sanguin peuvent également procurer des informations en ce qui concerne la nature de la lésion du vaisseau. On peut ainsi obtenir desinformations relatives à des paramètres physiologiques totalement nouveaux, tels que la vitesse segmentaire des ondes de pulsations et les

propriétés élastiques dans une région du système vascu-

laire. Dans les équipements ultrasoniques conventionnels prévus pour mesurer les vitesses des ondes de pulsations dans

les vaisseaux sanguins, ces équipements utilisant ac-

tuellement une méthode basée sur l'effet Doppler, la

tête ultrasonique doit être positionnée de façon extrê-

mement précise si l'on désire obtenir un résultat de mesure reproductible et constant. Les opérations de mesure basées sur cette technique doivent également

prendre comme point de départ un diamètre moyen du vais-

seau en question, ce qui donne lieu à certaines erreurs.

Au contraire, en utilisant l'appareil selon l'invention, on peut aisément détecter une variation dans la vitesse des ondes de pulsations, ces variations étant suscep- tibles de survenir à divers moments dans une seule et même personne, du fait que l'appareil selon l'invention

est relativement insensible au fait que la tête ultra-

sonique a été placée ou non de façon précise à l'empla-

cement correct, notamment lorsque les emplacements de mesure choisis sont relativement écartés. Ceci permet

d'examiner périodiquement, avec l'appareil selon l'in-

vention, de larges groupes de populations.

Le verrouillage automatique de la zone de mesure sur une structure élémentaire donnée dans la région située

en profondeur présentée sur l'écran associé au scano-

graphe ultrasonique procure, selon l'invention, un ins-

trument facile à manier. Il serait extrêmement diffici-

le, sinon impossible, dans la pratique, à un opérateur d'aligner les zones de mesure pour deux ou plusieurs

emplacements de mesure sans l'aide de cet appareil. An-

térieurement, ce verrouillage de la zone de mesure était effectué séparément dans différentes interfaces au lieu que, comme dans la présente invention, le verrouillage

de la zone de mesure s'effectue sur une structure élé-

mentaire d'une nature spécifique en permettant de re-

chercher automatiquement les interfaces de cette struc-

ture élémentaire. Du fait que les données concernant les ondes de pulsations dans les artères contiennent une abondance d'informations relatives à la fonction cardio-vasculaire, une mesure non envahissante de ces pulsations a un intérêt particulier en ce qui concerne le foetus humain, sur lequel bien entendu on ne peut effectuer directement des mesures. L'invention n'est toutefois pas limitée aux mesures sur le foetus humain, mais elle peut s'appliquer avantageusement, par exemple,

pour effectuer des mesures sur l'artère carotide d'a-

dultesafin de détecter l'athérosclérose à un stade précoce.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des-

cription détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple

seulement, de plusieurs réalisations préférées,en liai-

son avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 illustre une tête ultrasonique fixée sur la peau d'un corps dont une partie est représentée en coupe transversale jusqu'à une profondeur donnée; - la figure 2 illustre la séquence selon laquelle le verrouillage automatique s'effectue; - la figure 3 est une image d'un signal illustrant o le verrouillage s'effectue dans le signal;

- la figure 4 illustre deux courbes de pulsations enre-

gistrées avec l'appareil selon l'invention et illustrant deux méthodes pour déterminer le déplacement dans le temps entre ces courbes; - la figure 5 est une représentation schématique d'une réalisation de l'appareil selon l'invention; - la figure 6 est une représentation schématique d'une autre réalisation d'une partie de l'appareil représenté sur la figure 5; - la figure 7 illustre schématiquement une réalisation qui coopère avec un appareil de mesure ultrasonique à effet Doppler; et

- la figure 8 est un diaqrammeen relief pouvant être pro-

duit avec un autre développement de l'appareil selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement la manière dont l'invention apparaît à l'opérateur ayant la charge

d'un scanographe ultrasonique équipé de l'appareil se-

lon l'invention. Une tête de balayage ultrasonique 1, qui est de façon appropriée du type équipé d'une rangée linéaire d'émetteurs ultrasoniques et d'un récepteur ultrasonique commun, est placée en contact sur la peau d'un corps vivant, qui est représentée encoupe sur la figure jusqu'à la profondeur à?laquelle le scanographe

ultrasonique est réglé pour fournir une indication bi-

dimensionnelle de la structure dans le corps. Des sec-

tions jusqu'e cette profondeur peuvent être sélection-

nées avec la majorité des scanographes ultrasoniques.

Par exemple, la tête ultrasonique 1 comporte 64 émet-

teurs, dont chacun peut comporter un ou plusieurs cris-

taux ultrasoniques. Ainsi, on peut enregistrer sur un

écran 64 lignes qu'on est convenu d'appeler lignes de vi-

sée pour la structure dans une section profonde du corps en dessous de la tête 1.L'image reproduite sur l'écran a pratiquement le même aspect que la section à travers

le corps illustrée sur la figure 1.

Sur cette figure 1, quatrelignes de visée sont marquées, à savoir les deux lignes extérieures 2, 3 et deux lignes A et B disposées entre elles. Au moyen d'un scanographe ultrasonique équipé d'un appareil selon l'invention,

l'opérateur peut choisir une structure élémentaire don-

née dans la structure représentée sur l'écran, par exem-

ple un vaisseau sanguin 4; il peut placer un marqueur étroit 5, représenté sur la figure 2a, sur un site choisi dans cette structure élémentaire 4;et il peut marquer les lignes de mesure A et B à utiliser, après

quoi l'appareil selon l'invention allonge automatique-

ment chaque marqueur sur les lignes de mesure respec- tives par un balayage vers l'extérieur dans les deux

directions selon la ligne de mesure depuis la profon-

deur à laquelle est placé le marqueur. La figure 2b montre le marqueur 5 pendant la séquence de réglage réelle et la figure 2c montre le marqueur 5 lorsqu'il a été verrouillé sur'les interfaces 6, 7 dans la section, ces interfaces représentant la paroi du vaisseau. En variante au fait que l'opérateur choisit des lignes de mesure appropriées, l'appareil peut être réalisé pour

sélectionner automatiquement des lignes de mesure écar-

tées d'une distance prédéterminée, grâce à quoi le mar-

queur sur la seconde ligne suit également le premier.

La figure 3 illustre une image de signal agrandie de cette partie du signal dans le récepteur ultrasonique sur laquelle a été effectué le réglage de la largeur du marqueur. Comme on peut le voir, on obtient une image de signal relativement uniforme le long d'une ligne de mesure depuis une région homogène, qui, sur la figure

3, représente l'intérieur d'un vaisseau. L'image de si-

gnal a une oscillation à plusieurs périodes au niveau des jonctions des parois des cellules entre les régions homogènes. Du fait qu'il est courant que des portions

de signaux parasites apparaissent également à l'inté-

rieur de la région homogène, le marqueur ne doit pas

se verrouiller directement lorsqu'il rencontre une par-

tie de signal oscillant, mais il se verrouille lors d'un

passage à zéro suivant le passage d'un nombre prédéter-

miné de périodes, ce nombre étant de façon appropriée égal à trois. Sur la figure 3, les passages à zéro des flancs arrière d'une multiplicité de périodes dans

l'image de signal au voisinage de la région représen-

tant le vaisseau ont été marqués par des flèches et le verrouillage s'effectue ici au troisième passage à zéro sur chaque côté du vaisseau. Il est bien entendu qu'on peut choisir le flanc avant au lieu de choisir le flanc arrière. La figure 1 montre que l'opérateur peut placer au moins deux marqeurs 5A et 5B sur des sites choisis dans un vaisseau sanguin. L'avantage ainsi obtenu apparaîtra ci-après. La figure 4 illustre un diagramme de pulsations obtenu

des deux marqueurs5A et 5B. Ces diagrammes sont présen-

tés à l'opérateur sur un écran séparé, tel qu'un écran

d'oscilloscope, o ils peuvent être tracés de façon con-

tinue par un enregistreur à crayon lumineux.

La figure 5 est un schéma-bloc d'une réalisation d'un

appareil selon l'invention coopérant avec un scanogra-

phe ultrasonique bidimensionnel 8 disponible dans le commerce, ayant une tête ultrasonique du type linéaire,

également appelée transducteur. Le scanographe ul-

trasonique fonctionne en temps réel et en mode B. Un scanographe en temps réel présente une image du

sujet examiné en transmettant des impulsions ultraso-

niques dans le sujet par l'intermédiaire du transduc-

teur. Ces impulsions sont réfléchies dans le sujet et détectées. Les échos détectés sont présentés sur un

écran 11, montrant ainsi une image bidimensionnelle.

Le transducteur de la réalisation représentée est un transducteur linéaire ayant un grand nombre de cristaux disposés selon une ligne. L'image bidimensionnelle est

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obtenue en excitant ces cristaux, soit un seul à la

fois en séquence, soit en groupes spécifiques en sé-

quence avec les balayages de lignes déplacés l'un par rapport à l'autre. Lorsque l'appareil selon l'invention est mis en fonctionnement, il est produit une image et les cristaux ou les groupes de cristaux correspondant aux lignes de mesure choisies sont excites. Selon

l'invention, la commande interne des lignes horizonta-

les, également appelées lignes de visée, est de ce fait mise en fonctionnement. A la place, une ligne de

processeur de données de lignes est raccordée au sca-

nographe ultrasonique 8 par l'intermédiaire d'interfa-

ces appropriées 10 dans le but de commander les lignes

horizontales. Le processeur de données de lignes 9 con-

trôle la séquence de mesure et quelle ligne horizontale ou ligne de visée doit être représentée à ce moment sur l'écran 11. Le processeur de données assure également que les marqueurs 5A et 5B (voir figure 1) montrent les endroits o la ligne de mesure A et la ligne de mesure B sont situées dans le sujet. Les marqueurs peuvent être déplacés par l'opérateur avant de commencer l'opération de mesure, à l'aide d'une unité de commande à distance 13 ayant un dispositif de réglage ou de positionnement

manuel 14.

Afin d'obtenir la résolution la plus élevée possible du diagramme de pulsations, il convient de balayer les lignes de mesure, c'est-à-dire les lignes de visée, o

les marqueurs 5A et 5B sont disposés, entre chaque in-

dication d'une nouvelle ligne de visée, bien que sans montrer les lignes de mesure sur l'écran 11 chaque fois que les lignes sont balayées. Lorsque l'appareil selon l'invention est mis en service, l'image ultrasoniqcue

apparaissant sur l'écran 11 scintille à un degré légère-

ment supérieur, du fait que la fréquence d'image est

plus faible, c'est-à-dire un tiers de la normale lors-

que deux marqueurs sont sélectionnés, bien qu'en prati-

que onwn'a pas constaté que cela détériorait sérieusement la qualité de l'image. Les séquences de lignes de visée sont ainsi lignes 0, A, B, lignes 1, A, B, lignes 2, A, B,..., lignes 63, A, B, lignesO, A, B, etc. L'image à visionner peut à la place être réalisée par balayage par saut, et de ce fait la séquence de balayage est: lignes 0, A, B, lignes 2, A, B,

., lignes 62, A, B, lignes 1,A, B, lignes 3, A, B,...,lignes 63, A, B, etc. Il est bien entendu qu'on peut équiper de marqueurs 5 plus de deux lignes, bien que plus il y a de lignes équipées de marqueurs, plus faible est la fréquence j5 d'image sur l'écran 11 et plus faible est la vitesse..DTD: maximale de structure élémentaire qui peut être pour-

suivie. Un générateur synchrone 12 fournit en provenance du processeur de données de lignes 9 une commande de temps

aux autres unités dans le circuit qui exigent une indica-

tion au début de chaque balayage de ligne, telle que

balayage d'une ligne de visée et d'une ligne de mesure.

L'cpérateur peut régler les lignes de mesure A et B aux endroits désirés sur le sujet à l'aide d'une unité de

commande à distance 13 à laquelle est raccordé le dis-

positif de commande manuelle 14, et les lignes utilisées comme lignes de mesure sont illustrées sur l'écran 11 par deux marqueurs. Le processeur de données de lignes 9 assure que ces marqueurs sont représentés dans les

positions correctes sur l'écran. Le processeur de don-

nées de lignes assure également que les processeurs de données de poursuite d'échos 15, 16 sont informés de

la ligne de mesure qui est balayée à ce moment.

AU début d'une séquence de mesure, l'opérateur informe les processeurs de données de poursuite d'échos 15 et

16 du point sur l'écran à partir duquel on doit effec-

tuer un autre balayage des échos, c'est-à-dire après que l'opérateur a placé les marqueurs initialement

punctiformies 5A et 5B à la profondeur voulue, par exem-

ple à un emplacement central dans un vaisseau sanguin.

Apres avoir enfoncé le bouton "recherche" sur le dis-

positif 14, une multiplicité de séquences de mesure

s'effectuent, dans lesquelles chaque fois que les li-

gnes de mesure sont balayées, les processeurs de données de poursuite d'échos 15 et 16 détectent si oui ou non une partie de signal représentant une paroi de vaisseau est disposée au niveau du marqueur, et le marqueur est déplacé vers l'extérieur lorsqu'aucune telle partie de signal n'est présente. Le processeur de données a de poursuite d'échos15 détecte la paroi du vaisseau se trouvant le plus près de la tête ultrasonique à la fois pour la ligne de mesure A et la ligne de mesure B, et le processeur de données B de poursuite d'échos 16 détecte la partie de la paroi du vaisseau située à la plus grande profondeur à la fois pour la ligne de mesure A et la ligne de mesure B, c'est-à-dire que le processeur de données B cherche vers l'extérieur et le processeur de données a cherche vers l'intérieur dans la structure. Aucun calcul de données de diagramme de pulsationsne s'effectue pendant cette séquence de

recherche de position.

Les marqueurs punctiformes 5A et 5B sont étalés lors de la séquence de recherche sur plusieurs séquences de mesure, jusqu'à ce que les processeurs de données de poursuite d'échos, lorsqu'ils analysent les signaux dérivés des lignes de mesure, rencontrent des parties de signaux qui représentent les parois du vaisseau,

o ils se verrouillentde préférence lors du troisième pas-

sage à zéro. En prévoyant deux processeurs de données de poursuite d'échos 15 et 16, dont l'un se verrouille contre la paroi avant du vaisseau à la fois pour les lignes de mesure A et B et dont l'autre se verrouille contre la paroi arrière du vaisseau, il est possible de choisir plus de deux marqueurs sur la même structure élémentaire, sans qu'il soit nécessaire de disposer du matériel spécialement adapté à ce choix. Si,d'autre part,on doit examiner simultanément les mouvements d'un grand nombre de structures élémentaires mobiles dans la structure examinée, telles que deux vaisseaux sanguins disposés l'un en dessous de l'autre par exemple, deux

processeurs de données de poursuite d'échos sont né-

cessaires pour chaque structure élémentaire. Chaque pro-

cesseur de données de poursuite d'échos 15 et 16 coopère

avec un compteur associé 17 et 18, un compteur d'adres-

ses RAM 21 et 22 et une mémoire vive associée 23 et 24,

désignée ci-après comme mémoire RAM.

La figure 6 illustre une réalisation différente de celle de la figure 5 en ce qui concerne les modes de couplage

particuliers entre le compteur à retardement, le comp-

teur d'adresses RAM, la mémoire RAM,en même temps qu'en ce qui concerne les circuits pour indiquer ce qui doit

être écrit dans la mémoire RAM.

Dans la réalisation de la figure 5, les processeurs de données de poursuite d'échos 15 et 16 apprennent ainsi

de l'unité de commande à distance 13 au début d'une opé-

ration de mesure à partir de quel point sur l'écran 11 doit s'effectuer une nouvelle recherche des échos, après quoi les processeurs reçoivent de façon continue de leurs mémoires RAM respectives les valeurs mises à

jour de la position des échos en provenance des struc-

tures élémentaires qui forment-la base de décision et

de poursuite. Pour chaque processeur de donnéesde pour-

suite d'échos avec un équipement périphérique, le pro-

cesseur de données de poursuite d'échos 15, 16 stocke les valeurs d'une nouvelle recherche à la fois pour les lignes A et B dans le compteur à retardement 17, 18, qui est décompté jusqu'à zéro depuis le moment de la transmission d'une impulsion ultrasonique pour une ligne de mesure, ce décomptage survenant à l'instant de la nouvelle recherche. Lorsqu'il atteint zéro, le compteur à retardement respectif 17, 18 fournit une

impulsion dont la position sur la ligne prévue est indi-

quée au scanographe ultrasonique par l'intermédiaire d'un signal appliqué à une entrée sur un indicateur

J5 de mode Z 19 couplé à l'interface 10 et active le comp-

teur d'adresses RAM respectif 21, 22. Dans la réalisa-

tion de la figure 5, le signal vidéo transformé par le convertisseur analogique/numérique 20 est écrit dans la mémoire RAM 23 et 24 respectivement. Chaque compteur d'adresses RAM 21, 22 est limité à compter seulement vers le haut un nombre prélimité d'adresses après son activation par le compteur à retardement associé 17, 18 respectivement, d'o il résulte que seule une partie limitée du signal vidéo transformé analogique/numérique est écrite dans la mémoire RAM respective associée 23,

24 après que l'indicateur de mode Z 19 a obtenu l'indi-

cation de marquage a ou de marquage sur l'une de ses entrées.

Lorsque le signal est écrit dans les mémoires RAM res-

pectives23 et 24 en temps réel, les processeurs de don-

nées de poursuite d'échos peuvent analyser directement, c'est-à-dire en temps quasi-réel, la position des échos afin de calculer de combien ils se sont déplacés depuis la position dans laquelle ils se trouvaient au moment de la transmission immédiatement précédente sur la même ligne. Cette valeur est transférée à un processeur de

résultats 25,qui effectue alors les calculs sur les mou-

vements de la structure élémentaire,qui sont en partie amenés à une unité 26 qui effectue une conversion numérique/analogique du signal, pour l'enregistrer sur

un enregistreur à crayon lumineux pour montrer visuelle-

ment le signal sur un écran d'image analogique. L'uhité 26 peut également transférer le signal numérique obtenu

du processeur de résultats25 à un bus extérieur de fa-

* çon à pouvoir le transférer à une unité extérieure pour traitement ultérieur. On peut également connecter un système de traitement de données extérieur 27 en plus du processeur de résultats 25 ou à la place de ce pro-

cesseur, grâce auquel on peut effectuer un stockage

des,données de ce système supplémentaire dans une mé-

moire de masse pour procéder à une analyse ultérieure des valeurs de mesure obtenues. Lorsque seul un système de traitement de données extérieur est monté et qu'il n'y apas de processeur de résultats dans le système, chaque processeur de données de poursuite d'échos 15, 16 peut être programmé pour calculer les déplacements de la paroi du vaisseau dans le but d'activer un compteur à retardement associé respectif 17, 18 disposé à un endroit prévu sur la ligne de mesure immédiatement suivante.

La figure 6 montre une variante de ces parties du cir-

cuit de la figure 5 qui comporte les éléments 15, 17,

20, 21, 23, ou 16, 18, 20, 22, 24. Du fait que l'opéra-

teur est en fait seulement intéressé par les passages à zéro du signal vidéo, comme il apparaît sur la figure 3, ce fait est utilisé à des fins de traitement des

signaux. Le signal vidéo, c'est-à-dire le signal ultra-

sonique non détecté, est amené à l'entrée d'une bascule bistable de type D 28, à l'entrée d'horloge de laquelle sont appliquées des impulsions d'horloge à une fréquence d'horloge appropriée, par exemple 70 MHz. Le signal vidéo avec la composante de tension courant continu filtréevarie autour de la ligne zéro. La bascule 28 re-

çoit un signal "1" sur son entrée dès que le signal vi-

déo est positif et un signal "0" lorsque le signal vi-

déo est égal à zéro ou est négatif. Le signal sur l'en-

trée est envoyé à la sortie avec le signal d'horloge et est amené à une entrée de commande sur un circuit de verrouillage 29 qui, lorsque le signal provenant de la

bascule 28 passe d'un signal "1" à un signal "0", appli-

que le signal dans le compteur RAM à une entrée de si-

gnaux sur le circuit de verrouillage et maintient la valeur de ce signal jusqu'à ce que le signal obtenu de la bascule 28 passe à nouveau de la valeur "1" à la

valeur "0". Le signal sur la sortie du circuit de ver-

rouillage 29 est le signal stocké à ce moment dans le circuit de verrouillage, ce signal étant plus tard stocké dans la mémoire RAM 32 avec un signal d'horloge

écrit de façon appropriée, par exemple 70/8 MHz.

Comme dans le circuit représenté sur la figure 5, le

compteur à retardement 30 obtient un signal de déclen-

chement du processeur de données de poursuite d'échos et décompte jusqu'à zéro depuis une valeur obtenue dans le compteur 30 en provenance du processeur de données de poursuite d'échos31,cette valeur étant mise à jour pour chaque opération de mesure. Lorsque le compteur à retardement a décompté jusqu'à zéro, le

compteur envoie une impulsion à une entrée de déclen-

chement du compteur d'adresses RAM 33, qui commence à compter vers le haut à la même fréquence d'horloge

que la fréquence d'horloge de la bascule D 28.

Le signal de sortie du compteur d'adresses RAM 33 peut être considéré comme représentant de façon continue le

temps depuis le point de nouvelle recherche, c'est-à-

dire le moment dans le temps auquel le processeur de données de poursuite d'échosa décompté à zéro. Ce mo- ment auquel s'effectue la nouvelle recherche est choisi pour se trouver à un moment approprié avant ce moment auquel la position de la paroi du vaisseau a été établie

lors du balayage antérieur des mêmes lignes de mesure.

La sortie du compteur 33 est raccordée à l'entrée de si-

gnaux du circuit de verrouillage 29, l'information stockée séquentiellement dans-e circuit de verrouillage 29 représentant ainsi les instants du passage à zéro du signal vidéo, c'est-à-dire l'instant o a commencé

une nouvelle recherche.

Outre qu'elle est raccordée aux lignes ayant les trois bits de poids faible, la sortie du compteur d'adresses

RAM 33 est également raccordée à une entrée d'un multi-

plexeur 34 à l'autre entrée duquel est appliqué le bus

d'adressesdu processeur de données de poursuite d'échos.

Lorsqu'il:lit dans la mémoire RAM, le multiplexeur 34 transfère la sortie du compteur 33 à l'entrée d'adresses de la mémoire RAM 32 lorsqu'il lit le bus d'adresses. Le processeur de données de poursuite d'échos31 guide le

multiplexeur 34 sur son entrée DS (DS = choix des don-

nées) pour choisir laquelle de ces entrées doit être raccordée à sa sortie dans chaque cas. La mémoire RAM 32 est rythmée à une fréquence d'horloge qui égale le

signal d'horloge au compteur d'adresses RAM avec plu-

sieurs éléments divisés par un facteur régulièrement divisible par deux, par exemple huit, la fréquence

d'horloge pour la mémoire 32 étant par exemple 70/8 MHz.

Le signal vidéo est ainsi synchronisé avec la fréquence d'impulsions aplus élevée de,par exemple,70 MHz dans la

bascule D 28 et les passages au zéro négatifs verrouil-

lent la valeur d'adresse RAM dans le circuit de ver-

rouillage 29, et chaque valeur verrouillée est mise

dans la mémoire RA4 avec la fréquence d'horloge infé-

rieure de 70/8 MHz. Ainsi, dans ce cas, ce n'est pas le signal ultrasonique réel qui est lu dans la mémoire, mais les positions

dans le temps des passages au zéro négatifs en rela-

tion avec le point de nouvelle recherche transféré anté-

rieurement dans le compteur à retardement. Le passage à zéro sur lequel se verrouille le système peut être amené a être écrit dans une cellule donnée dans la mémoire

RAM, en changeant continuellement l'instant de la nou-

velle recherche. Lorsque le passage à zéro, c'est-à-

dire la structure élémentaire, se déplace, la valeur dans cette cellule RAM varie. Cette variation de la

valeur devient une mesure de la grandeur de ce dépla-

cement et c'est avec cette variation de valeur que la valeur dans ie compteur à retardement est changée entre chaque balayage de la ligne de mesure en question. La valeur dans le compteur à retardement est amenée au processeur de résultats 25 pour chaque opération de

traitement. Le traitement des signaux est ensuiteief-

fectué librement entre chaque impulsion de mesure ultra-

sonique. chaque mémoire RAM 32 a ainsi une telle cellule RAM, et deux mémoires RAM sont prévues pour chaque structure élémentaire, telle que le vaisseau sanguin précité, sur laquelle on doit effectuer des mesures. On peut choisir

jusqu'à quatrelignes de mesure avant que le clignote-

ment de l'image présentée sur l'écran 11 devienne trop

gênant, à moins d'employer une technique de convertis-

seur de balayage, bien que le meilleur résultat soit néanmoins obtenu lorsque le nombre de lignes de mesure

est limité à deux.

A partir des valeurs obtenues des processeurs de don-

nées de poursuite d'échos, le processeur de résultats (voir figure 5) calcule en continu, c'est-à-dire pour chaque séquence de mesure, les distances entre

les mesures simultanées effectuées sur deux parois mu-

tuellement opposées dans la structure élémentaire mesu-

rée, et le résultat de ces calculs est amené à l'unité d'affichage 261. Le bruit du coeur du malade examiné peut également être enregistré et amené au processeur de résultats et enregistré simultanément sur l'écran 261 pour fournir une référence de temps (non spécifiquement illustré sous forme de signaux sur la figure 5). Avant d'enregistrer le signal sur l'écran 261, la composante courant continu est automatiquement soustraite du signal

de façon à pouvoir amplifier le signal de manière à pou-

voir illustrer aussi clairement que possible la plage

de variation de ce signal.

comme on levoit sur la figure 4, les deux courbes A1

et B1 représentant les deux marquages A et B sont déca-

lées l'une par rapport à l'autre dans le temps. Ce dé-

calage dans le temps est provoqué par le déplacement de la pulsation de pression sanguine le long du vaisseau sanguin à une certaine vitesse c, et cette vitesse peut

ainsi être obtenue comme étant la relation entre la dis-

tance Ax entre les lignes de mesure divisée par le déca-

lage dans le temps At entre les courbes A et B, c'est-

à-dire que c = Ax/At.

Du fait que le vaisseau sur lequel on effectue des mesu-

res n'est pas complètement homogène sur sa longueur, ce qui est tout à fait courant, notamment dans le cas des personnes âgées, les courbes A1 et B1 peuvent avoir des formes notablement différentes, ce qui, à d'autres

égards, procure une information médicale importante con-

sidérant divers types de changements dans les parois du vaisseau. Cependant, il en résulte que l'on peut rencontrer des difficultés pour définir le décalage dans le temps entre les courbes A1 et B1 que l'on doit utiliser pour calculer la vitesse de l'onde de pulsation c. La figure 4 montre deux possibilités différentes de

détermination de ce décalage dans le temps.

La méthode la plus simple pour déterminer le décalage dans le temps consiste à déterminer le décalage dans le temps entre les fronts des deux courbes de pulsations A1 et B1. Le degré de précision d'une telle mesure est toutefois limité par les interférences de bruit, lorsque

la mesure est effectuée seulement à un endroit particu-

lier sur les courbes.

une méthode plus satisfaisante consiste à déplacer une réplique de la première forme d'onde de pulsations le long de l'axe des temps et de déterminer la position pour laquelle les différences quadratiques intégrées entre la forme d'onde ou courbe déplacée et la deuxième courbe

de pulsationsplus le bruit sont réduites au minimum.

Ceci équivaut à comparer simultanément tous les points

dans les deux formes d'ondes afin de trouver la solu-

tion qui procure la meilleure correspondance.

Les deux méthodes précitées procurent le décalage dans le

temps tBf - tAf de la figure 4.

Toutefois, d'autres problèmes sont créés par le fait que, comme mentionné précédemment, l'onde de pulsations varie souvent considérablement de forme, lorsqu'elle se propage le long du vaisseau examiné. Il y a diverses raisons à cela, dont les plus importantes sont: a) une dispersion des vitesses, c'est-à-dire diverses composantes de fréquences du trajet de l'onde de pul- sationspour différentes vitesses; b) une atténuation en fonction de la fréquence des ondes de pulsationsse propageant; c) un comportement élastique non linéaire des vaisseaux lorsque leur distension augmente; d) les effets d'une rigidité élastique croissante des artères lorsqu'augmente la distance au coeur avec le rétrécissement des vaisseaux:à leurs ramifications; et e) le tonus vasculaire de base peut varier pendant la

durée de l'enregistrement.

Ceci rend difficile l'estimation précise du déca-

lage dans le temps des deux ondes de pulsations.

Le problème est similaire à celui rencontré lorsqu'on utilise des indicateurs ou des dispositifs de marquage

tels que des pigments, des radioisotopes, de la cha-

leur et des solutions salines dans le domaine des tests physiologiques médicaux. Lorsqu'une masse de substance indicatrice passe à travers un système,la multitude des particules contenues dans la masse s'étale en fonction

de la distance aux sources le long du système vascu-

laire et, en conséquence, s'étale également en fonction

de leur instant d'arrivée à l'emplacement de mesure.

Dans des cas analogues à ceux-ci, le signal obtenu est

soumis à un type de calcul "centroide". Le même prin-

cipe de calcul peut être utilisé pour les deux formes de courbes A1 et B1 pour calculer le temps de traversée moyen des ondes de pulsationsen fonction de la formule t.c(t).dt c = T c(t).dt

o c(t) est la dilatation radiale d'un vaisseau en fonc-

tion du temps. Il en résulte un calcul qui utilise tou-

tes les parties de la forme d'onde de pulsationset peut ainsi être automatiquement calculé avec une sensibilité

au bruit limitée. tAc et tBc dans la figure 4 sont obte-

nus avec cette méthode.

La forte interaction sur la forme d'onde de l'onde de i5 pulsatiorsdes propriétés élastiques du vaisseau et du

tissu environnant ne doit pas être simplement consi-

dérê comme un inconvénient. Au contraire, un grand nombre d'informations utiles concernant les conditions normales et pathologiques peuvent être déduites d'une analyse précise des différences entre les formes de pulsations enregistrées A1 et Bi. A titre d'exemple, on peut mentionner les considérations suivantes: a) la dispersion des vitesses a été considérée d'un point de vue théorique et expérimentalement sur des modèles hydrauliques, et l'on a trouvé qu'elle était due à la viscosité du liquide à l'intérieur du tube et au composant visqueux dans les parois visco-élastiques;

b) souvent, l'élargissement apparent de la forme d'on-

de de pulsatiorsau cours de son trajet dans le vaisseau n'est pas dû à la dispersion des vitesses, mais plutôt

au résultat de l'atténuation différentielle des compo-

santes de fréquences de l'onde de pulsations. Si l'on suppose que l'équation de l'onde de pulsationsa la

forme standard A = A0 exp. (-K.x), le coefficient d'at-

ténuation K est fonction de la fréquence. Il augmente souvent linéairement avec la fréquence, c'est-à-dire que K = O.f, o a est une constante et f est la fréquen-

ce. L'estimation de a peut devenir un paramètre impor-

tant pour une différenciation quantitative entre un tis-

su vasculaire normal et un tissu vasculaire malade.

c) la vitesse de l'onde de pulsationsest fonction de la pression sanguine. Il est évident que la vitesse de

l'onde dessegmentsartérielsexcisésaugmente proportion-

nellement à la pression diastolique. L'invention permet d'effectuer de façon continue une surveillance non envahissante de la pression au moyen du décalaqe dans le temps des courbes A1 et B1 et par comparaison de leurs formes. Ainsi, on peut mesurer de façon non

envahissante la pression sanguine en utilisant la déri-

vation modifiée (selon Bramwell & Hill) de la vitesse de l'onde de pulsations: c = k V.Ap/ AV, qui peut être c AV

transformée en Ap 2-.V, o Ap est la valeur abso-

lue de la pression des pulsations, c'est-à-dire la dif-

férence entre la pression sanguine systolique et la pres-

sion sanguine diastolique, A est une constante, V est

un volume et AV est un changement de volume. Le proces-

seur de résultats25 effectue ce calcul sur les formes de courbes obtenues A et B et envoie le résultat de ce calcul à une unité extérieure, par l'intermédiaire du

bus extérieur en provenance de l'unité 26.

La vitesse calculée des ondes de pulsations c peut éga-

lement être utilisée pour calculer l'élasticité du vais-

seau, en utilisant la formule de Moens: c K1 g.E.a c = K1 D.d o E est l'élasticité détectée du vaisseau, a est l'épaisseur de la paroi du vaisseau, D est la densité du sang, d est le diamètre de la cavité du vaisseau à l'état de diastole et K1 et _ sont des constantes. Le processeur de résultats 25 calcule d à partir de la dif- férence entre les valeurs respectives des positions de la paroi du vaisseau, extérieun et intérieure, à un moment donné /avec une valeur minimale dans le diagramme de pulsations, telle que tAc et tBc sur la figure 4, pour l'une des lignes de mesure A ou B, ces valeurs étant stockées dans la mémoire RAM 23 et la mémoire RAM4 24

(figure 5). On calcule ensuite l'élasticité E du vais-

seau avec l'aide de la formule: E = c2.D.d 2 K1.g.a

transformée de la formule précédente.

Comme il a été mentionné dans l'introduction, les pro-

cédés de mesure ultrasoniques par effet Doppler sont souvent utilisés pour mesurer le débit. A cet égard,la méthode prend comme point de départ un diamètre moyen du vaisseau en question, ce qui donne lieu à certaines

2 erreurs. Comme on le voit sur la figure 7, un.ldisposi-

tif de mesure ultrasonique à effet Doppler 35 peut être placé au voisinage de la tête d'analyse ultrasonique 1 et incliné d'un angle a de sorte que son signal transmis

passe le long de la ligne C en direction de la même par-

tie du vaisseau sanguin 4 que la ligne de mesure A. Le signal dérivé de l'appareil de mesure 35 peut être amené

au processeur de résultats 25 sur la figure 6 (non re-

présenté). Une réduction de l'erreur obtenue avec le procédé de mesure par effet Doppler peut être obtenue en employant ce procédé concommitamment avec un procédé

de mesure du diamètre du vaisseau. Dans ce cas, l'appa-

reil de mesure,,ultrasonique à effet Doppler 35 est mis - en service par un signal de synchronisation en même temps qu'une ligne de mesure est balayée, de sorte que l'appareil de mesure 35 est activé à des fins de mesure, au lieu que ce soit la ligne de mesure B, directement après le balayage de la ligne de mesure A. Le signal de mesure obtenu dans l'appareil de mesure est amené au processeur de résultats 25, qui obtient également des informations relatives au diamètre du vaisseau à ce moment. Le processeur de résultats 25 calcule le débit à ce moment à l'aide de ces deux informations et calcule

la valeur moyenne du débit sur la période d'une pulsa-

tion; avec l'aide d'une valeur stockée Ap de la pres-

sion des pulsations, il peut également calculer le tonus du vaisseau à ce moment à l'aide de la formule: Rvaisseau Ap/DEBIT

o Rvaisseau est le tonus du vaisseau, Ap est la pres-

sion.des pulsations et DEBIT est le débit calculé.

Comme dans ce qui précède, le scanographe ultrasonique 8 présente constamment une nouvelle image en temps réel de l'environnement de mesure en question, ce qui est exigé pour les équipements de mesure ultrasoniques à utiliser dans les hôpitaux et les cliniques. La ligne de visée A est montrée en particulier sur l'écran 11, de sorte que l'opérateur peut voir immédiatement o s'effectue la mesure du diamètre du vaisseau. Le volume échantillon utilisé pour la mesure ultrasonique à effet Doppler du débit sanguin avec l'appareil de mesure 35, qui est effectuéeavec ce qu'il est convenu d'appeler

un Doppler pulsé, est représenté sur un indicateur sé-

paré (non représenté).

Malheureusement, les lois naturelles imposent certai-

nes limitations.

1) Le temps pris pour envoyer une impulsion ultrasoni-

que à la profondeur R dans le corps et obtenir un écho est: t = (2xR)/c, o c est la vitesse ultrasonique dans

le tissu en question, normalement 1540 m/s. Si l'impul-

sion suivante est envoyée immédiatement après que l'im-

pulsion précédente est revenue du niveau R, la fréquen-

ce maximale de répétition des impulsions devient p = 1/t ou c/(2xR). Afin d'obrenir une valeur pratique, supposons que R - 10 cm, p devient alors 1540/(2x0,l) = 7700 pulsations/seconde (ceci est simplifié, du fait que l'impulsion Doppler doit parcourir une distance

plus longue). Ces impulsionsultrasoniques doivent suf-

fire à la fois pour la production des images et la me-

sure du diamètre du vaisseau et du débit. En conséquence, on applique la séquence cyclique précédemment décrite des impulsions de transmission, c'est-à-dire 1 pour l'image, 2 pour la mesure du- vaisseau, 3 pour le Doppler, 4 pour l'image, etc. On obtient ainsi environ 7700/3 = 2570 pulsations/seconde pour chaque domaine d'utilisation. En ce qui concerne les images, 10 images/seconde sont concevables, chacune

comportant 257 lignes horizontales. Ceci est probable-

ment parfaitement acceptable, en particulier en vue du fait qu'en pratique l'image peut être maintenue tout à fait stable, c'est-à-dire sans clignotement, en utilisant

une mémoire d'images à régénération rapide.

2) On peut effectuer 2570 mesures de vaisseau par se-

conde. Le problème se trouve ici. on désire normalement

utiliser la fréquence ultrasonique la plus élevée possi-

ble afin d'obtenir une bonne résolution spatiale, c'est-

à-dire des lignes nettes dans l'image ultrasonique.

Cependant, ceci limite la vitesse de poursuite maximale

du système de verrouillage de phase. En pratique toute-

fois, on peut obtenir une vitesse de poursuite suffisam-

ment élevée pour les pulsations du vaisseau en utilisant

des ultrasons dans la bande de 3 à 7 MHz.

3) Doppler: on sait qu'un Doppler ultrasonique pulsé a ce qu'il est convenu d'appeler une vitesse de plage limitée: vxR = c /(8xf), o v est la vitesse radiale

maximale, R est une distance et f est la fréquence ul-

trasonique utilisée. Lorsque f = 5 MHz et R = 0,1 m,

v = (1540)2 /(0,1 x 8 x 5 x 106 0,6 m/s.

Ceci ne suffit pas à une utilisation-clinique. Dans ce

cas, on peut utiliser un artifice pour abaisser et uti-

liser la fréquence ultrasonique pour le Doppler ultra-

sonique, par exemple à I MHz, ce qui porte la valeur de

v à 3 m/s (valeur désirée au minimum 1,5 à 2 m/s). Fina-

lement,la limite pour la mesure du débit sanguin peut

être augmentée en augmentant l'angle n entre le trans-

ducteur ultrasonique et le vaisseau sanguin en le por-

tant d'une valeur normale de 45 jusqu'à environ 600 (si l'angle est plus grand que cette dernière valeur, le rapport signal/bruit-peut être brutalement détérioré,

ce qui rend la mesure impossible à 90 ).

Toutefois, le problème avec cette diminution de la fré-

quence ultrasonique est que le faisceau ultrasonique

résultant devient beaucoup trop large et non spécifique.

Des essais pratiques ont toutefois montré qu'on peut

obtenir, à l'aide d'un transducteur ou émetteur focali-

sé, une largeur de faisceau dans la plage en question, qui est aussi bonne,voire.meilleure,que dans le cas d'un émetteur conventionnel non focalisé d'une fréquence plus

élevée (5 MHz).

Dans ce qui précède, on a décrit différentes manières

pour produire simultanément un nombre limité, par exem-

ple deux ou trois diagrammes de pulsations, et égale-

ment comment l'appareil selon l'invention peut, à l'ai-

de de ces diagrammes, calculer le débit moyen dans un vaisseau examiné entre les lignes de mesure choisies, et également comment l'appareil peut calculer d'autres

propriétés d'un vaisseau à l'aide des formes de courbes.

En outre, il est possible de conclure certaines proprié-

tés du vaisseau examiné, par exemple s'il y a épaissis-

sement de la paroi du vaisseau ou l'analogue dans la

zone examinée. Afin d'obtenir la précision la plus éle-

vée possible à l'aide de deux lignes de mesure A et B, ces lignes doivent être écartées suffisamment de façon

que Ax soit grand.

Lorsqu'on utilise les méthodes actuelles de

tests de parois de vaisseau, par exemple pour des exa-

mens de l'artère carotide, on utilise entre autres le

fait que des variations locales dans une paroi de vais-

seau entraîne localement des vitesses d'ondes de pulsa-

tions différentes, de sorte que la vitesse de l'onde de pulsationsest plus grande dans une portion épaissie que dans une portion non épaissie. On comprend aisément qu'il est avantageux de pouvoir localiser directement une portion modifiée d'une artère examinée, ce qu'un

autre développement de l'invention permet totalement.

Si, lorsqu'on examine un malade, on trouve que les deux formes de courbes A1 et B1 sur la figure 4 sont

relativement identiques, on peut raisonnablement suppo-

ser que le vaisseau examiné ne présente aucune modifi-

cation particulière entre les endroits de mesure; aucun

examen supplémentaire n'est donc nécessaire.

D'autre part, si les formes de courbes A1 et B1 sont

très dissemblables, par exemple comme le montre la fi-

gure 4, ceci peut justifier un examen plus approfondi

des raisons de cette dissemblance. En conséquence, se-

lon un autre développement de l'invention,l'opérateur

peut recaler l'appareil par le dispositif 14 afin d'ob-

tenir une image en reliefrdu type représenté sur la figure 8,pour cette partie du vaisseau située sous le transducteur du scanographe ultrasonique. Sur la figure 8, plusieurs diagrammes de pulsationssont présentés simultanément sur par exemple un écran d'images, de façon qu'ils se raccordent sur un axe de temps commun 36 qui s'étend despréférence en oblique sur l'écran et qui, dans le cas représenté sur la figure 8, est placé après les flancs despulsations avant, mais peut bien entendu être placé après le point central calculé précédemment décrit ou point "centrolde" des courbes différentes. On peut par exemple enregistrer le bruit en provenance du

coeur du malade et l'utiliser comme référence de temps.

Comme mentionné dans ce qui précède, on obtient un effet favorable par rapport à l'image sur l'écran du scanographe ultrasonique 8 etpour la résolution réelle des courbes de pulsations lorsqu'on utilise plus de deux ou trois lignes de mesure. En conséquence, lorsque l'opérateur appuie sur un bouton marqué "diagramme en relief" sur le dispositif 14, l'unité de commande à

distance 13 ordonne au processeur de résultats 25 d'or-

donner au processeur de lignes 9 de placer deux ou trois

lignes de mesure relativement proches les unes des au-

tres dans cette partie de l'image sur l'écran 11 sur laquelle les premières lignes de visée dans une image

sont enregistrées. Dans une première séquence de mesu-

re, on enregistre un diagramme de pulsations pour une

* ou plusieurs périodes de pulsations de la manière décri-

3t

te ci-dessus. Les diagrammes ainsi obtenus,qui représen-

tent une période de la course des pulsations, avec un décalage dans le temps calculé, sont stockés dans une mémoire dans le processeur de résultats. Les diagrammes peuvent également être enregistrés en même temps sur l'écran d'images 261. Le processeur de résultats 25 décale alors les lignes de mesure sur l'écran 11 pour obtenir deux ou trois lignes de visée suivantes avec le même écartement entre elles que les premières lignes de mesure et avec la même distance entre la dernière ligne

de mesure de la première séquence de mesure de pulsa-

tionset la première ligne de mesure dans la deuxième

séquence de mesure de pulsations;le processeur 25 enre-

gistre les diagrammes de pulsations avec la même réfé-

rence de temps que dans l'enregistrement du premier dia-

gramme ou dans la première séquence de mesure de pulsa-

tionsaprès avoir ajusté les positions des marqueurs et stocké ces diagrammes de pulsations avec les diagrammes dans la première séquence de mesure de pulsationsdans une mémoire respective, ces diagrammes étant également affichés sur l'écran 261. Le processeur de résultats 25 décale ensuite à nouveau les lignes de mesure sur l'écran 11, etc, et continue à enregistrer des diagrammes de pulsations dans des séquences de mesure de pulsations différentes jusqu'à ce que les lignes de mesure couvrent la totalité de l'écran 11. On utilise progressivement les diagrammes de pulsations enregistrés sur l'écran 261 au fur et à mesure que le processusde mesure se déroule.

comme mentionné précédemment, un nombre classique de li-

gnes de visée pour une image ultrasonique est 64. Il est toutefois inutile d'avoir un si grand nombre de lignes de mesure et l'on peut choisir comme ligne de mesure chaque troisième ou chaque quatrième ligne de

visée, ce qui permet d'enregistrer relativement rapide-

ment les diagrammes de pulsations. Du fait que les dia-

grammes de pulsations séparés formant un diagramme en relief sont enregistrés par paires ou par trois à une vitesse correspondant au plus à la demi-période du pouls de la personne examinée, le choix du nombre de lignes de mesure retenu est un compromis entre la division enlignes du diagramme en relief et le temps

nécessaire pour enregistrer la totalité du diagramme.

La figure 8 montre de manière un peu exagérée l'aspect d'un diagramme en relief lorsqu'un rétrécissement est situé sensiblement au centre de la zone du vaisseau

examiné. Ainsi, les diagrammes de pulsations enregis-

très au centre du rétrécissement sont moins denses que de part et d'autre de celui-ci. Les diagrammes de

pulsations A1 et B1 sur la figure 4 sont particulière-

ment représentés sur la figure 8. En outre, le déca-

lage dans le temps tBf - tAf a été représenté afin d'illustrer la relation entre les courbes de pulsations

de la figure 8 et ceiles de la figure 4.

De nombreuses modifications peuvent être apportées tout

en restant dans le domaine de l'invention.

Claims

Revendications.

1. Appareil pour mesurer des structures élémentaires mobiles.à l'intérieur d'un corps vivant, cet appareil étant prévu pour coopérer avec un scanographe ultrasoni-

que (8) ayant une tête ultrasonique équipée d'une multi-

plicité d'émetteurs ultrasoniques,et étant disposé pour produire des diagrammes de pulsations représentant les

mouvements d'un vaisseau pulsatile dans un corps vi-

vant, caractérisé en ce que des moyens de commande (9)

servent à activer séquentiellement les émetteurs ultra-

soniques dans une séquence ordonnée perpendiculairement au scanographe ultrasonique et, entre chaque activation de l'un des émetteurs ultrasoniques pour l'utilisation

du scanographe ultrasonique, sont agencés pour acti-

ver en séquence au moins deux lignes de mesure choisies (A, B) dont chacune représente un émetteur ultrasonique respectif; en ce que des moyens d'indication de la paroi de vaisseau (15, 25) sont agencés pour recevoir le signal obtenu en réponse à l'activation de l'émetteur ultrasonique sélectionné et sont conçus pour rechercher,

pour chaque ligne de mesure à chaque balayage de celle-

ci, deux limites du vaisseau et pour calculer la varia-

tion de ces limites en fonction d'une indication

précédente de la ligne de mesure; et en ce que des mo-

yens de calcul (25) calculent un diagramme de pulsations pour chaque ligne de mesure choisie pour le vaisseau pulsatile à partir des informations obtenues des moyens d'indications de la paroi du vaisseau et présentent les diagrammes de pulsatiQns sur une unité de présentation

(261Y.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'indication de la paroi du vaisseau (15, 25) comportent deux unités (15, 17, 21, 23, et 16, 18, 22, 24) dont l'une est disposée pour rechercher, pour tous les balayages de lignes de mesure, la limite la plus proche de la tête de mesure (1) pour le vaisseau examiné, et dont l'autre est disposée pour rechercher, parmi tous les balayages de lignes de mesure, la limite

située la plus loin de la tête de mesure.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce

que les moyens d'indication de la paroi du vaisseau (15-

25) sont disposés pour fonctionner dans deux états,

un état de réglage ou d'ajustement dans lequel s'effec-

tue la recherche des parties de signaux dans des signaux

d'échos enregistrés dans la tête ultrasonique en prove-

nance de chaque ligne de mesure représentant la paroi du vaisseau et dans lequel les données de diagrammes de pulsations ne sont pas traitées, et un état de travail dans lequel on calcule, pour chaque indication de ligne de mesure, le décalage des coposantes de signaux dans le signal d'écho représentant la paroi du vaisseau, ce décalage servant de base pour le calcul des diagrammes

de pulsations par les moyens de calcul (25).

4. Appareil selon la revendication 2 ou la revendica-

tion 3, caractérisé en ce que chaque unité comporte une

unité de poursuite d'échos(15, 16) et une mémoire vola-

tile (23, 24), l'unité de poursuite d'échospour chaque séquence de mesure étant disposée pour marquer le moment,

appelé le moment de nouvelle recherche, pour chaque ba-

layage de ligne de mesure o une représentation binaire du signàl d'écho pour la ligne de mesure commence à être lue dans la mémoire volatile (23, 24), et en ce que ce moment est fonction de l'information lue dans

la mémoire volatile dans une séquence de mesure précé-

dente.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que seuls les moments des passages par zéro d'un flanc, flanc arrière ou flanc avant, du signal d'écho pour chaque ligne de mesure sont stockés dans les mémoires volatiles(23, 24) avec une période de stockage notable- ment supérieure à la période des passages par zéro, et en ce que le moment de nouvelle recherche est modifié par des changements dans la valeur contenue dans une

cellule donnée de la mémoire volatile.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le décalage dans le temps At entre les diagrammes de pulsations pour un vaisseau qui, dans le corps examiné, coupe deux lignes de mesure, est calculée par une unité de calcul (25) qui est alimentée par la distance Ax entre les émetteurs ultrasoniques pour les lignes de mesure choisies et qui calcule la vitesse des ondes de pulsations c dans le

corps examiné de façon que c =Ax/At.

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le décalage dans le temps At est calculé comme

décalage dans le temps entre les flancs avant des dia-

grammes de pulsations à l'intérieur d'une période de

pulsations.

8. Appareilselon la revendication 6, caractérisé en ce que le décalage dans le temps At est calculé comme décalage dans le temps entre des calculs "centroides" pour chacune des formes de courbes dans les diagrammes

de pulsations obtenus.

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications

6 à 8,caractérisé en ce que les moyens de calcul (25) calculent la pression du pouls Ap en fonction de la formule c AV Ap = _ K V oh V est un volume, AV est le changement de volume du

vaisseau et K est une constante.

10. Appareil selon la revendication 9 pour mesurer le tonus des vaisseaux, caractérisé en ce que la valeur p de la pression du pouls est stockée dans une mémoire de l'unité de calcul (25) et en ce qu'un débit-mètre ultrasonique à effet Doppler (35) peut être placé au

voisinage de la tête ultrasonique (1) et aligné en di-

rection du vaisseau sanguin à examiner; en ce que l'unité de commande peut être ajustée pour activer en séquence, entre chaque activation de l'un des émetteurs

ultrasoniques dans la séquence normale pour le scano-

graphe ultrasonique, une ligne de mesure sélectionnée

(A) représentant les émetteurs ultrasoniques et le débit-

mètre ultrasonique à effet Doppler (35); en ce que

les moyens de calcul (25) calculent le diamètre instan-

tané du vaisseau sur la base du balayage des lignes de

mesure et, dudébit en fonction du sional obtenu du débit-

mètre ultrasonique à effet Doppler (35) et de -la mesure du diamètre du vaisseau; et en ce que le débit moyen (DEBIT) est calculé pour une période de pulsation et en ce que le tonus du vaisseau Rvaisseau est calculé selon la formule Rvaisseau = Ap/DEBIT

11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fréquence du débit-mètre ultrasonique à effet

Doppler (35) est choisie entre 0,5 et 1 MHz.

12. Appareil selon la revendication 10 ou la revendica-

tion 11, caractérisé en ce que le débit-mètre ultrasoni-

que à effet;Doppler (35) est disposé pour être aligné de telle sorte que l'angle (R) entre son alignement et le vaisseau sanguin examiné soit supérieur à 45 et

inférieur à 60 .

13. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la fréquence du sca-

nographe ultrasonique (8) est choisie entre 3 et 7 MHz.

14. Appareil selon l'une quelconque des revendications

6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de calcul (25) calculent'l'élasticité du vaisseau (E) en fonction de la formule E = c.D. d K.g.a o a est l'épaisseur de la paroi du vaisseau, D est la

densité du sang, d est le diamètre de la cavité du vais-

seau dans une période de diastole et K1 et g sont des constantes.

15. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les moyens de calcul (25) peuvent être commandés de façon que les moyens de commande (9) des émetteurs ultrasoniques effectuent

automatiquement selon une séquence donnée, chaque pério-

de de la séquence comportant au moins une période de la pulsation dans le vaisseau examiné, des mesures sur un nombre limité de lignes de mesure avec des positions sur l'écran (11) choisies par les moyens de calcul (25)

avec un changement de ligne de mesure pour chaque pé-

riode de la séquence, de telle sorte qu'à la fin de cette séquence, des mesures aient été effectuées selon une multiplicité de lignes de mesure également espacées, et en ce que les moyens de calcul (25) calculent des diagrammes de pulsations pour le vaisseau pour chaque balayage de ligne de mesure avec une référence de temps prédéterminée et présente tous les diagrammes de pulsa- tions simultanément sur l'unité de présentation (261)

sous forme d'un diagranme en relief.