FR2692999A1 - Echography probe for medical use - Has normal and zoom modes of operation using micro detectors and parallel transducers connected to channel - Google Patents

Abstract

The N channel probe (1) includes a series of M transducers, and can operate in two modes. In a normal mode, N transducers are selected and are associated with N channels. In a zoom mode N micro detectors of M/N transducers joined in parallel are grouped and each is associated with a channel. In a variant, two series of micro detectors each having a different number of transducers are formed. The first series (Mce-Mce6) for transmission and the second series (Mcr-Mcr4) for reception, so as to attenuate the effects of image lobes. USE/ADVANTAGE - Produces fine resolution whilst conserving same number of channels, and nullifies effects of image lobes.

Description

ii

SONDE POUR ECHOGRAPHIE ET SONPROBE FOR ECHOGRAPHY AND SOUND

APPLICATION A L'ECHOGRAPHIE MEDICALE  APPLICATION TO MEDICAL ULTRASONOGRAPHY

L'invention concerne une sonde pour échographie, notamment  The invention relates to an ultrasound probe, in particular

un échographe utilisé dans le domaine médical.  an ultrasound system used in the medical field.

De façon générale, les échographes utilisent des sondes  In general, ultrasound scanners use probes

constituées de barrettes d'éléments transducteurs acoustiques.  constituted of bars of acoustic transducer elements.

Différentes structures ont été proposées.  Different structures have been proposed.

On connaît notamment des sondes dites "Phased-Array", selon la terminologie anglo-saxonne, dans lesquelles tous les transducteurs sont utilisés simultanément Cependant, il est nécessaire d'assurer à la fois une direction d'émission au pointage et une focalisation de faisceau  Phased-Array probes are known, in the English terminology, in which all the transducers are used simultaneously. However, it is necessary to provide both a pointing direction and a beam focusing.

émis par la sonde.emitted by the probe.

Pour ce faire, les différents transducteurs sont excités par des signaux électriques généralement sinusoïdaux et suivant une loi de retard déterminée d'un transducteur à l'autre On obtient un balayage sectoriel du faisceau émis en effectuant une série de "tirs" successifs en ajustant ladite loi de retard On assure ainsi un champ image de l'ordre de 900 ou  To do this, the different transducers are excited by generally sinusoidal electrical signals and according to a delay law determined from one transducer to the other. A sectoral scan of the emitted beam is obtained by performing a series of successive "shots" by adjusting said delay law This ensures an image field of the order of 900 or

plus.more.

A titre d'exemple non limitatif, une sonde de ce type est  By way of non-limiting example, a probe of this type is

décrite dans la demande de brevet français FR-A-2 570 837.  described in the French patent application FR-A-2 570 837.

Cependant, il existe un phénomène parasite En effet, le diagramme d'émission, pour un tir, dépend d'un certain nombre de paramètres qui vont être détaillés dans ce qui suit En particulier, le diagramme d'émission présente un lobe principal et des lobes secondaires d'amplitudes faibles A ce lobe principal correspond un lobe image indésirable Il est donc nécessaire que ce lobe image soit en  However, there is a parasitic phenomenon Indeed, the emission diagram, for a shot, depends on a number of parameters that will be detailed in the following In particular, the emission diagram has a main lobe and secondary lobes of low amplitudes At this main lobe corresponds an unwanted image lobe It is therefore necessary that this image lobe is in

dehors du champ image utile.outside the useful image field.

Les transducteurs sont le plus souvent équidistants les uns des  Transducers are most often equidistant from each other

autres et séparés par une distance que l'on appellera dans ce qui suit d.  others and separated by a distance which will be called in what follows d.

Si on trace un diagramme "amplitude en fonction de sin O ", o O est l'angle que fait la direction d'émission par rapport à la normale à la barrette de transducteur, les lobes images sont distants de ( 1/d), en sin ( 6), des lobes principaux Dans cette relation, X est la longueur  If one draws a diagram "amplitude as a function of sin O", where O is the angle that the direction of emission with respect to the norm with the transducer bar, the image lobes are separated by (1 / d), in sin (6), main lobes In this relation, X is the length

d'onde des signaux d'excitation.of excitation signals.

Pour une visée précitée sur + 90 , si l'on désire rejeter le lobe ima e à -90 , il est donc N cessaire que obéisse à la relation > X 2 sin ( 90 ), c'est-à-dire X 2 ou encore d <-. De façon plus rigoureuse, d est la distance entre deux voies ou canaux électriques des signaux émission-réception sur les transducteurs car plusieurs transducteurs peuvent être connectés en parallèle pour  For an aforementioned aim on +90, if one wishes to reject the lobe ima e -90, it is Necessary that obey the relation> X 2 sin (90), that is to say X 2 or still d <-. More rigorously, d is the distance between two channels or electrical channels of the transceiver signals on the transducers because several transducers can be connected in parallel for

former ce qui est généralement appelé des "macrocapteurs".  form what is usually called "macrosensors".

Si N est le nombre de canaux, la longueur de l'antenne équivalente, que l'on appellera L dans ce qui suit, obéit à la relation  If N is the number of channels, the length of the equivalent antenna, which will be called L in what follows, obeys the relation

L = N X/22;L = N X / 22;

X étant la longueur d'onde à la fréquence de fonctionnement.  X being the wavelength at the operating frequency.

La résolution angulaire est donnée par la relation L = L N Le nombre de canaux N permet donc d'obtenir, comme il vient d'être rappelé, un cham image supérieur à 90 avec une résolution angulaire de l'ordre de S rvo Il peut être nécessaire, pour certaines applications, de disposer d'un champ image plus faible et surtout d'une résolution angulaire plus  The angular resolution is given by the relation L = LN The number of channels N thus makes it possible to obtain, as has just been recalled, an image area greater than 90 with an angular resolution of the order of S rvo It can be necessary, for some applications, to have a weaker image field and above all more angular resolution

fine On réalise ainsi une fonction "loupe" ou "zoom acoustique".  This is a function "magnifying glass" or "acoustic zoom".

On pourrait naturellement augmenter la valeur de N ce qui donnerait une résolution angulaire plus fine puisque proportionnelle à (-2) Cependant, le nombre de canaux N est en général limité dans la  One could naturally increase the value of N which would give a finer angular resolution since proportional to (-2) However, the number of channels N is generally limited in the

pratique; typiquement N est de l'ordre de 40.  convenient; typically N is of the order of 40.

L'invention se fixe pour but d'obtenir une résolution plus fine  The aim of the invention is to obtain a finer resolution

tout en conservant le même nombre de canaux.  while maintaining the same number of channels.

L'invention permet avantageusement un choix entre plusieurs modes de fonctionnement: un mode de fonctionnement standard et un  The invention advantageously allows a choice between several modes of operation: a standard operating mode and a

mode de fonctionnement "zoom"; celui-ci pouvant être ajustable.  "zoom" mode of operation; it can be adjustable.

Pour ce faire, un groupement sélectif des transducteurs est réalisé en mode "zoom" de manière à constituer N macrocapteurs; le  To do this, a selective grouping of the transducers is performed in "zoom" mode so as to constitute N macrosensors; the

nombre de canaux restant constant d'un mode à l'autre.  number of channels remaining constant from one mode to another.

L'invention a donc pour objet une sonde pour échographie comprenant une barrette de transducteurs électroacoustiques couplés sélectivement à un nombre déterminé de canaux; lesdits transducteurs étant excités par des signaux électriques présentant des retards, d'un transducteur à l'autre, évoluant suivant une loi prédéterminée de manière à émettre une succession de faisceaux focalisés et réaliser un balayage de champ image d'amplitude préétablie; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens permettant le fonctionnement de ladite sonde selon des premier et second modes de fonctionnement; lesdits moyens sélectionnant, dans le premier mode, des transducteurs en nombre égal audit nombre déterminé de canaux et couplant chaque transducteur sélectionné à un des canaux; et, dans le second mode de fonctionnement, constituant des groupements de transducteurs en parallèle, en nombre égal audit nombre déterminé de canaux, et couplant chacun des groupements constitués à un des canaux; et en ce que le nombre de transducteurs de chaque groupement est un nombre entier supérieur ou égal à deux, de manière à, simultanément, réduire ladite amplitude du champ image balayé et à augmenter la résolution de  The subject of the invention is therefore an ultrasound probe comprising a bar of electroacoustic transducers selectively coupled to a determined number of channels; said transducers being excited by electrical signals presenting delays, from one transducer to the other, evolving according to a predetermined law so as to emit a succession of focussed beams and to perform a pre-established amplitude image field scan; characterized in that it further comprises means for operating said probe in first and second modes of operation; said means selecting, in the first mode, transducers in number equal to said determined number of channels and coupling each selected transducer to one of the channels; and, in the second mode of operation, forming groups of transducers in parallel, in number equal to said determined number of channels, and coupling each of the groups formed to one of the channels; and in that the number of transducers of each group is an integer greater than or equal to two, so as to simultaneously reduce said amplitude of the scanned image field and to increase the resolution of

chaque faisceau émis.each beam emitted.

L'invention a encore pour objet l'application d'une telle sonde à  The subject of the invention is also the application of such a probe to

l'échographie médicale.medical ultrasound.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et  The invention will be better understood and other characteristics and

avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit et des  The advantages will become apparent from reading the following description and

figures annexées, et parmi lesquelles: La figure 1 illustre une sonde d'échographie de l'Art Connu réalisée sous forme de barrette linéaire de transducteurs; La figure 2 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d'une sonde selon l'invention; La figure 3 illustre schématiquement un second mode de réalisation d'une sonde selon l'invention; Les figures 4 et 5 sont des diagrammes illustrant le fonctionnement des sondes selon l'invention; La figure 6 est l'application des enseignements de l'invention  annexed figures, and among which: FIG. 1 illustrates an ultrasound probe of the Known Art made in the form of a linear array of transducers; FIG. 2 diagrammatically illustrates a first embodiment of a probe according to the invention; FIG. 3 schematically illustrates a second embodiment of a probe according to the invention; Figures 4 and 5 are diagrams illustrating the operation of the probes according to the invention; FIG. 6 is the application of the teachings of the invention

à une sonde à géométrie courbe.to a probe with a curved geometry.

On va tout d'abord rappeler brièvement le fonctionnement d'une sonde pour échographe selon l'Art Connu en se référant au  We will first briefly recall the operation of an ultrasound probe according to the known art by referring to the

dispositif illustré schématiquement par la figure 1.  device schematically illustrated in Figure 1.

La sonde 1 est constituée par une barrette de M transducteurs: Tl à TM Des circuits électroniques (non représentés) alimentent individuellement ces transducteurs en signaux électriques déphasés selon une loi déterminée, de manière à ce que, pour chaque tir, les axes moyens A 1 à Ax des x faisceaux successifs émis, F 1 à Fx, fassent des angles O avec un axe à orthogonal à la barrette 1, O variant par exemple entre -45 et + 45 Le champ image couvert est alors de 900, comme il a été indiqué La loi de variation de phase est telle que l'on obtienne un balayage régulier de -45 à + 450 entre le premier  The probe 1 is constituted by a bar of M transducers: T1 to TM Electronic circuits (not shown) individually supply these transducers with electrical signals out of phase according to a specific law, so that, for each shot, the average axes A 1 at Ax of x successive beams emitted, F 1 to Fx, make angles O with an axis orthogonal to the bar 1, O varying for example between -45 and +45 The field covered image is then 900, as it was The phase variation law is such that one gets a regular scan from -45 to + 450 between the first

(faisceau F 1) et le dernier tir (faisceau Fx) comme illustré par la figure 1.  (beam F 1) and the last shot (beam Fx) as shown in Figure 1.

Si le nombre de canaux de l'échographe est N il y aura autant de valeurs discrètes de l'angle O En d'autres termes x = N. Une première variante de réalisation d'un dispositif selon l'invention va maintenant être décrite par référence à la figure 2 On se place, pour fixer les idées, dans le cadre d'une structure similaire à celle illustrée par la figure 1; c'est-à-dire une sonde constituée d'une barrette linéaire de M transducteurs Comme précédemment, ces transducteurs  If the number of channels of the ultrasound system is N there will be as many discrete values of the angle O In other words x = N. A first variant embodiment of a device according to the invention will now be described by Referring to FIG. 2, in order to fix the ideas, one places oneself within the framework of a structure similar to that illustrated in FIG. 1; that is to say a probe consisting of a linear array of M transducers As previously, these transducers

ont été repérées Ti à TM.have been labeled Ti to TM.

Le nombre de canaux est égal à N. Selon l'un des aspects importants de l'invention, en mode que l'on appellera dans ce qui suit "standard", on sélectionne N transducteurs pour créer N canaux En général, on sélectionne les N  The number of channels is equal to N. According to one of the important aspects of the invention, in what will be referred to hereinafter as "standard" mode, N transducers are selected to create N channels. NOT

transducteurs centraux de la barrette constituant la sonde 1.  central transducers of the bar constituting the probe 1.

Pour ce faire, on utilise un circuit de sélection Ce circuit peut être réalisé de façon classique à l'aide de commutateurs électroniques ou électriques Il est à la portée de l'Homme de Métier et ne nécessite pas  To do this, we use a selection circuit This circuit can be realized in a conventional manner using electronic or electrical switches It is within the reach of the skilled person and does not require

d'être décrit plus avant.to be described further.

En mode standard, ce circuit réalise donc les connexions nécessaires entre les canaux C 1 à CN et les N transducteurs sélectionnés. Selon l'invention, en mode "zoom", on obtient un champ image plus étroit en groupant les M transducteurs T 1 à TM de la sonde 1 en N macrocapteurs Plus précisément, chaque macrocapteur est réalisé en associant en parallèle des transducteurs Dans une variante de réalisation préférée, on roupe les capteurs de façon jointive Chaque groupement comprend ( transducteurs Les valeurs relatives de M et N doivent être naturellement telles que le rapport (-) soit un nombre entier. A priori N étant le nombre de canaux, nombre fixé à l'avance, M est un multiple entier de N On réalise ainsi une antenne lacunaire,  In standard mode, this circuit thus makes the necessary connections between the channels C 1 to CN and the N selected transducers. According to the invention, in "zoom" mode, a narrower image field is obtained by grouping the M transducers T 1 to TM of the probe 1 into N macrosensors. More precisely, each macrosensor is produced by combining transducers in parallel. In a preferred embodiment, the sensors are closely grouped together. Each group comprises (transducers). The relative values of M and N must naturally be such that the ratio (-) is an integer. A priori N being the number of channels, the number fixed at in advance, M is an integer multiple of N, thus producing a gap antenna,

c'est-à-dire dont le pas d' est plus grand que la longueur d'onde.  that is to say, whose pitch is greater than the wavelength.

Dans une variante préférée de l'invention, l'association de transducteurs en parallèle est obtenue par des commutations internes  In a preferred variant of the invention, the association of transducers in parallel is obtained by internal commutations.

des circuits sélecteurs 2.selector circuits 2.

Pour ce faire, dans une variante de réalisation par circuits de commutation électroniques, les circuits sélecteurs 2 sont commandés par  To do this, in an alternative embodiment by electronic switching circuits, the selector circuits 2 are controlled by

un signal Vc à deux états.a signal Vc with two states.

Chaque macrocapteur est alors connecté à un des canaux: Cl à CN. On a représenté sur la figure 2 des liaisons bidirectionnelles pour indiquer que les transducteurs reçoivent, en émission, des signaux d'excitation propres à obtenir le balayage décrit en relation avec la figure 1; et, en réception, à capter les signaux issus de la réflexion sur une  Each macrosensor is then connected to one of the channels: C1 to CN. FIG. 2 shows bidirectional links to indicate that the transducers receive, in transmission, excitation signals suitable for obtaining the scanning described in relation with FIG. 1; and, in reception, to capture the signals from the reflection on a

cible Ce processus ne diffère pas, en soi, de l'Art Connu.  target This process does not differ, in itself, from the Known Art.

Comme dans l'Art Connu, à chaque lobe principal ou lobe utile,  As in the Known Art, at each main lobe or lobe useful,

on doit associer un lobe image ou lobe parasite.  we must associate an image lobe or spurious lobe.

Selon une autre caractéristique importante de l'invention, on peut éliminer les inconvénients apportés par ces lobes images en adoptant une configuration particulière des macrocapteurs de la sonde en  According to another important characteristic of the invention, it is possible to eliminate the disadvantages brought about by these image lobes by adopting a particular configuration of the macro-sensors of the probe.

mode "zoom".zoom mode.

Pour ce faire, on sélectionne un pas différent entre macrocapteurs, selon qu'il s'agit de l'émission ou de la réception On  To do this, we select a different step between macrosensors, depending on whether it is the emission or the reception On

définit les pas inter-macrocapteurs comme étant la longueur de ceux-ci.  defines the inter-macro-sensor steps as the length of these.

Par ce biais, on obtient un pointage dans des directions  In this way, we obtain a score in directions

différentes des lobes principaux et des lobes images.  different from the main lobes and image lobes.

La figure 3 illustre schématiquement une telle disposition.  Figure 3 schematically illustrates such an arrangement.

Dans un but de simplicité, on a représenté, sur cette figure, une sonde constituée de vingt quatre transducteurs au total. Pour fixer les idées, les macrocapteurs en émission comportent chacun quatre transducteurs jointifs réunis en parallèle et les macrocapteurs de réception six transducteurs jointifs en parallèle Il y a donc quatre macrocapteurs, Mcr 1 à Mcr 4, en réception, et six en émission, Mce 1 à Mce 6 Les liaisons de sortie (réception) ou d'entrée (émission), dont une seule, respectivement lr 4 et le 6, a été représentée pour chaque série de macrocapteurs, seront reliées à deux sélecteurs (non représentés); un pour la réception et un pour l'émission Dans une autre variante, il peut s'agir d'un sélecteur unique comprenant un double réseau de commutateurs Comme précédemment, en mode standard, seuls N transducteurs sont sélectionnés et associés aux N canaux En mode "zoom", les macrocapteurs d'émission sont également au nombre  For the sake of simplicity, there is shown in this figure, a probe consisting of twenty four transducers in total. To fix ideas, the emitting macro-sensors each have four contiguous transducers joined in parallel and the reception macrosensors six contiguous transducers in parallel. There are therefore four macrosensors, Mcr 1 to Mcr 4, in reception, and six in transmission, Mce 1 The output (receive) or input (transmit) links, of which only one, respectively 1r 4 and 6, have been represented for each series of macrosensors, will be connected to two selectors (not shown); one for reception and one for transmission In another variant, it may be a single selector comprising a double network of switches As previously, in standard mode, only N transducers are selected and associated with N channels In mode "zoom", emission macro-sensors are also among the

de N, c'est-à-dire le nombre de canaux.  of N, that is to say the number of channels.

Dans un exemple de réalisation pratique, le nombre de transducteurs sera en général plus grand que les vingt quatre de l'exemple décrit Pour fixer les idées, on suppose que le nombre de canaux est égal à quarante (N = 40) On choisit une fréquence du signal  In an exemplary practical embodiment, the number of transducers will generally be greater than the twenty four of the example described. To fix the ideas, it is assumed that the number of channels is equal to forty (N = 40). signal

d'excitation égale à 5 M Hz (longueur d'onde X = 0 3 mm dans l'eau).  of excitation equal to 5 M Hz (wavelength X = 0 3 mm in water).

En mode standard, l'antenne comportera donc quarante transducteurs, soit le nombre N de canaux, au pas de 0,5 X comme il a été indiqué La longueur utile de l'antenne est donc I = 40 x 0,5 x, soit 6 mm. Dans ces conditions, la résolution angulaire est de 1/20 rds,  In standard mode, the antenna will therefore include forty transducers, the number N of channels, at a pitch of 0.5 X as indicated. The effective length of the antenna is therefore I = 40 × 0.5 ×, ie 6 mm. Under these conditions, the angular resolution is 1/20 rds,

soit 3 environ.about 3.

Si on désire passer en mode "zoom", avec un grossissement de 4, il sera nécessaire de disposer d'une sonde constituée de x 4 = 160 transducteurs Le pas doit rester égal à 0,5 X, soit une longueur de 24 mm pour la fréquence précitée Chaque macrocapteur  If you want to switch to "zoom" mode, with a magnification of 4, it will be necessary to have a probe consisting of x 4 = 160 transducers The pitch must remain equal to 0.5 X, a length of 24 mm for the aforementioned frequency Each macro-sensor

comporte alors quatre transducteurs en parallèle.  then has four transducers in parallel.

On appellera dans ce qui suit dr la distance inter-  In what follows, the distance between

macrocapteurs en réception et de la distance inter-macrocapteurs en émission. Le champ image est réduit, conformément à la relation habituelle, à d r Les limites du champ image sont donc comprises entre et + en sin ( 0) 2 d r 2 d La figure 4 illustre le diagramme de réception lamplitude-sin O e d'un macrocapteur pour une des voies, voie pour laquelle le déport du  macrosensors in reception and inter-macro-sensor distance in transmission. The image field is reduced, in accordance with the usual relation, to dr. The boundaries of the image field are thus between and + in sin (0) 2 dr 2 d FIG. 4 illustrates the amplitude-sin reception diagram O e of a macrosensor for one of the tracks, the path for which the

faisceau est maximal, par exemple égal à + X/dr.  beam is maximal, for example equal to + X / dr.

Dans ces conditions le lobe image est à -X/2 dr On trouverait une valeur symétrique pour le lobe principal à -X/2 dr Le champ image est  Under these conditions the image lobe is at -X / 2 dr We would find a symmetrical value for the main lobe at -X / 2 dr The image field is

donc limité à -X/dr.therefore limited to -X / dr.

En réception, selon les dispositions illustrées par la figure 3, la distance inter-macrocapteurs d'émission n'est plus égale à dr mais égale  In reception, according to the arrangements illustrated in FIG. 3, the inter-macro-transmitters distance is no longer equal to dr but equal to

à de En outre, on choisit dr > de.In addition, we choose dr> de.

Comme illustré par le diagramme de la figure 5 représentant également les variations de la fonction lamplitude-sin(O)1, le lobe image se trouve à la distance X/de (en sin (e" de la direction de pointage 1/2 dr  As illustrated by the diagram of FIG. 5 also representing the variations of the function lamplitude-sin (O) 1, the image lobe is at the distance X / of (in sin (e "of the pointing direction 1/2 dr

(déport maximal du faisceau émis).  (maximum offset of the emitted beam).

La largeur du lobe principal pour l'amplitude nulle est égale à 21/L, avec L longueur de l'antenne On peut donc obtenir une extinction ou du moins une atténuation très forte du lobe image en effectuant le produit des diagrammes émission-réception, tel que la relation suivante soit satisfaite:  The width of the main lobe for the null amplitude is equal to 21 / L, with L length of the antenna One can thus obtain a extinction or at least a very strong attenuation of the image lobe by producing the product of the emission-reception diagrams, as the following relation is satisfied:

X _ > 2 _X _> 2 _

de dr L On choisit de = 2 k, c'est-à-dire un macrocapteur d'émission formé, dans l'exemple précité, de quatre transducteurs de longueur ?/2; et dr = 2,5 X, c'est-à-dire un macrocapteur de réception formé de cinq transducteurs. La relation qui vient d'être rappelée est amplement satisfaite  A choice of = 2 k, that is to say a transmission macro-sensor formed, in the aforementioned example, of four transducers of length? / 2; and dr = 2.5 X, i.e., a reception macrosensor formed of five transducers. The relationship that has just been recalled is amply satisfied

car on obtient alors 1/10 > 1/40, soit un rapport de un à quatre.  because we get 1/10> 1/40, a ratio of one to four.

En outre, la longueur maximale d'un macrocapteur doit satisfaire une autre contrainte Elle doit être telle que sa distance de Fresnel soit inférieure à la distance minimale d'observation Dmin Cette distance est définie comme étant la distance pour laquelle la différence  In addition, the maximum length of a macrosensor must satisfy another constraint It must be such that its Fresnel distance is less than the minimum observation distance Dmin This distance is defined as the distance for which the difference

de marche de l'onde émise est égale à X/4.  of the emitted wave is equal to X / 4.

A titre d'exemple, si Dmin = 10 mm pour une fréquence de M Hz, dans le cadre l'exemple retenu pour illustration, cette condition supplémentaire est telle que: d <D X= 5,77 1 r Ymin Pour cet exemple de réalisation, on peut donc résumer les principales caractéristiques de la sonde pour échographe comme suit fréquence d'utilisation: 5 M Hz antenne comportant 160 transducteurs à k 1/2, de longueur 24 mm nombre de canaux: 40 Mode "standard": utilisation de 40 transducteurs élémentaires champ image > 90 résolution: # 3 Mode "zoom": utilisation de 40 macrocapteurs à l'émission (nombre de canaux) et de 32 macrocapteurs à la réception champ image: # 200 résolution: # 0,750 L'exemple de réalisation qui vient d'être décrit n'est  By way of example, if Dmin = 10 mm for a frequency of M Hz, in the context of the example used for illustration, this additional condition is such that: d <DX = 5.77 1 r Ymin For this embodiment example , we can summarize the main characteristics of the probe for ultrasound as follows frequency of use: 5 M Hz antenna comprising 160 transducers at k 1/2, length 24 mm number of channels: 40 "Standard" mode: use of 40 elementary transducers image field> 90 resolution: # 3 "zoom" mode: use of 40 macrosensors on transmission (number of channels) and 32 macrosensors on reception image field: # 200 resolution: # 0,750 The exemplary embodiment which just described is

naturellement pas limitatif de la portée de l'invention.  naturally not limiting the scope of the invention.

On peut notamment utiliser une fréquence différente d'un mode à l'autre (standard et "zoom") On peut également permuter le  We can use a frequency different from one mode to another (standard and "zoom") We can also switch the

dimensionnement des macrocapteurs émission-réception.  sizing of the transceiver macrosensors.

On peut aussi obtenir, en mode "zoom", plusieurs grossissements différents Il faut naturellement, pour les différents coefficients de grossissement, que les conditions qui ont été énoncées soient satisfaites Dans la pratique, le nombre de coefficients possibles  It is also possible to obtain, in "zoom" mode, several different magnifications. Naturally, for the different coefficients of magnification, the conditions that have been stated are satisfied. In practice, the number of possible coefficients

sera limité à une gamme restreinte.  will be limited to a restricted range.

Enfin, dans ce qui précède, la structure géométrique de la sonde a été supposée linéaire Il existe cependant, dans l'Art Connu, des sondes de structure géométrique différente, notamment des sondes à géométrie courbe La demande de brevet français précité illustre, parmi  Finally, in the foregoing, the geometric structure of the probe has been assumed to be linear. There are however, in the prior art, probes of different geometrical structure, particularly probes with a curved geometry. The above-mentioned French patent application illustrates, among

d'autres possibles, une structure de ce type.  others possible, a structure of this type.

La figure 6 illustre schématiquement une telle structure pour ce type de sonde Habituellement, le balayage est obtenu par décalage Il faut entendre par là que, l'antenne 1 comprenant k transducteurs au pas de 0, 5 X, seul un sous-ensemble comprenant N transducteurs est utilisé pour une direction de tir donnée Ay; par exemple le sous-ensemble 100  FIG. 6 schematically illustrates such a structure for this type of probe. Usually, the scanning is obtained by offset. It should be understood that, since the antenna 1 comprises k transducers with a pitch of 0.5 X, only a subset comprising N transducers is used for a given firing direction Ay; for example the subset 100

sur la figure 6.in Figure 6.

L'enseignement de l'invention peut s'appliquer également à cette structure Pour un sous-ensemble de N transducteurs utilisés pour un tir dans une direction donnée, en mode "zoom", les macrocapteurs seront réalisés de façon temporaire, par exemple par multiplexage électronique. Dans la pratique, en mode standard, des circuits de sélection seront utilisés pour sélectionner, pour chaque tir, un sous- ensemble de N transducteurs et réaliser un décalage d'un tir à l'autre, N étant égal au  The teaching of the invention can also be applied to this structure For a subset of N transducers used for shooting in a given direction, in "zoom" mode, the macrosensors will be made temporarily, for example by multiplexing electronic. In practice, in standard mode, selection circuits will be used to select, for each shot, a subset of N transducers and make a shift from one shot to another, N being equal to

nombre de canaux.number of channels.

En mode "zoom", cette opération est également réalisée en sélectionnant M transducteurs, avec M = g N; g étant le coefficient de  In "zoom" mode, this operation is also performed by selecting M transducers, with M = g N; g being the coefficient of

grossissement En outre pour chaque sous-ensemble sélectionné, c'est-à-  magnification Also for each selected subset, ie

dire pour chaque tir, des macrocapteurs sont formés conformément à ce qui a été décrit précédemment, mais avec une différence explicitée dans  say for each shot, macrosensors are formed in accordance with what has been described previously, but with an explicit difference in

ce qui suit.what follows.

Si I est la longueur d'un macrocapteur, sa directivité propre possède un lobe principal de largeur égale à XII Il est nécessaire que cette directivité intercepte le champ image en mode "zoom", ce qui impose une longueur maximum des macrocapteurs: maxi= Omin étant la valeur minimale de O 20 min Avantageusement, la longueur des macrocapteurs peut être variable; la relation suivante restant vérifiée: I <; relation dans laquelle Omin et Omax sont respectiv 1 ânt les valirs  If I is the length of a macrosensor, its own directivity has a main lobe of width equal to XII It is necessary that this directivity intercepts the image field in "zoom" mode, which imposes a maximum length of the macrosensors: max = Omin being the minimum value of O 20 min Advantageously, the length of the macrosensors can be variable; the following relation remaining verified: I <; relationship in which Omin and Omax are respectively at the valirs

minimale et maximale de 0.minimum and maximum of 0.

Suivant une variante, on peut envisager un système hybride dans lequel, pour un système d'observation de largeur donnée, dont l'axe est fixé par décalage, on dépointe autour de cet axe par déphasage  According to a variant, a hybrid system can be envisaged in which, for an observation system of given width, the axis of which is fixed by offset, the phase is deposited around this axis by phase shift.

des signaux des macrocapteurs.signals from the macrosensors.

Ces macrocapteurs comprennent, dans une variante préférée  These macrosensors comprise, in a preferred variant

de réalisation, g transducteurs jointifs câblés en parallèle.  embodiment, contiguous transducers wired in parallel.

On conçoit que les circuits assurant la sélection et le multiplexage seront plus complexes que ceux à mettre en oeuvre pour  It is conceivable that the circuits ensuring the selection and the multiplexing will be more complex than those to be implemented for

réaliser les dispositifs décrits en relation avec les figures 2 ou 3.  performing the devices described in connection with Figures 2 or 3.

Ces circuits peuvent être réalisés, par exemple, en faisant appel à une matrice de commutateurs électroniques dont les états successifs sont commandés par un mot numérique de commande, via un circuit décodeur Le mot numérique peut être élaboré par un processeur tel qu'un micro- ordinateur, ou un circuit spécialisé comprenant, par exemple, une mémoire connue sous le sigle anglo-saxon de "PROM",  These circuits can be made, for example, by using a matrix of electronic switches whose successive states are controlled by a digital control word, via a decoder circuit. The digital word can be developed by a processor such as a micro-processor. computer, or a specialized circuit comprising, for example, a memory known under the acronym "PROM",

dans laquelle est enregistrée une séquence d'instructions de commande.  wherein a command command sequence is recorded.

Les différentes valeurs que prend le mot de commande sont transmises aux circuits de sélection et de multiplexage et déterminent le mode de fonctionnement (standard ou "zoom"), le sous-ensemble de transducteurs sélectionnés et la configuration des macrocapteurs (en  The different values that the control word takes are transmitted to the selection and multiplexing circuits and determine the operating mode (standard or "zoom"), the subset of selected transducers and the configuration of the macrosensors (in

mode "zoom")."zoom" mode).

L'invention s'applique notamment à l'échographie médicale.  The invention applies in particular to medical ultrasound.

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Claims (5)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T IO N S 1 Sonde pour échographie comprenant une barrette ( 1) de transducteurs électroacoustiques (T 1 à TM) couplés sélectivement à un nombre (N) déterminé de canaux (C 1 à CN); lesdits transducteurs étant excités par des signaux électriques présentant des retards, d'un transducteur à l'autre, évoluant suivant une loi prédéterminée de manière à émettre une succession de faisceaux (F 1 à Fx) focalisés et réaliser un balayage de champ image d'amplitude préétablie; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens ( 2) permettant le fonctionnement de ladite sonde selon des premier et second modes de fonctionnement; lesdits moyens sélectionnant, dans le premier mode, des transducteurs en nombre égal audit nombre (N) déterminé de canaux et couplant chaque transducteur sélectionné à un des canaux (C 1 à CN); et, dans le second mode de fonctionnement, constituant des groupements de transducteurs en parallèle, en nombre égal audit nombre (N) déterminé de canaux, et couplant chacun des groupements constitués à un des canaux (C 1 à CN); et en ce que le nombre de transducteurs de chaque groupement (Cl à CN) est un nombre entier supérieur ou égal à deux, de manière à, simultanément, réduire ladite amplitude du champ image  Ultrasound probe comprising a bar (1) of electroacoustic transducers (T 1 to TM) selectively coupled to a determined number (N) of channels (C 1 to CN); said transducers being excited by electrical signals exhibiting delays, from one transducer to the other, evolving according to a predetermined law so as to emit a succession of focused beams (F 1 to Fx) and to perform an image field scan of pre-established amplitude; characterized in that it further comprises means (2) for operating said probe in first and second modes of operation; said means selecting, in the first mode, transducers in number equal to said determined number (N) of channels and coupling each selected transducer to one of the channels (C 1 to CN); and, in the second mode of operation, constituting groups of transducers in parallel, in number equal to said determined number (N) of channels, and coupling each of the groups constituted by one of the channels (C 1 to CN); and in that the number of transducers of each group (C1 to CN) is an integer greater than or equal to two, so as to simultaneously reduce said amplitude of the image field balayé et à augmenter la résolution de chaque faisceau émis.  scanned and increase the resolution of each emitted beam. 2 Sonde selon la revendication 1; caractérisée en ce que, le nombre déterminé de canaux étant égal à N la barrette ( 1) ayant une structure linéaire et étant constituée de M transducteurs, le nombre M est choisi tel que le rapport lM/Nl soit un nombre entier supérieur à l'unité; et en ce que, dans ledit second mode, chaque groupement de transducteurs est constitué par un nombre de transducteurs jointifs  Probe according to claim 1; characterized in that, the determined number of channels being equal to N the strip (1) having a linear structure and consisting of M transducers, the number M is chosen such that the ratio lM / Nl is an integer greater than 1 unit; and in that, in said second mode, each group of transducers is constituted by a number of contiguous transducers réunis en parallèle égal audit rapport.  in parallel with that report. 3 Sonde selon la revendication 1 i; caractérisée en ce que, le nombre déterminé de canaux étant égal à N, la barrette ( 1) ayant une structure géométrique courbe et étant constituée de k transducteurs; en ce que, pour chaque émission de faisceau pendant ledit balayage, un sous- ensemble ( 100) de M transducteurs étant sélectionné, le nombre M est choisi tel que le rapport lM/Nl soit un nombre entier supérieur à l'unité; et en ce que, dans ledit second mode, chaque groupement de transducteurs est constitué par un nombre de transducteurs jointifs  Probe according to claim 1; characterized in that the determined number of channels being equal to N, the bar (1) having a curved geometric structure and consisting of k transducers; in that, for each beam emission during said scanning, a subset (100) of M transducers being selected, the number M is selected such that the ratio lM / Nl is an integer greater than unity; and in that, in said second mode, each group of transducers is constituted by a number of contiguous transducers réunis en parallèle égal audit rapport.  in parallel with that report. 4 Sonde selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3  Probe according to any one of claims 2 or 3 caractérisée en ce que lesdits groupements constitués forment, pendant l'émission desdits faisceaux, une première série de groupements (Mce 1 à Mce 6) de transducteurs; et en ce que lesdits transducteurs sont groupés, pendant la réception des faisceaux réfléchis par un obstacle, pour former une seconde série de groupements (Mcr 1 à Mcr 4) de transducteurs jointifs en parallèle; le nombre de transducteurs réunis en parallèle dans les groupements de cette seconde série étant différent  characterized in that said formed groups form, during the emission of said beams, a first series of groups (Mce 1 to Mce 6) of transducers; and in that said transducers are grouped, during the reception of the beams reflected by an obstacle, to form a second series of groups (Mcr 1 to Mcr 4) of contiguous transducers in parallel; the number of transducers joined in parallel in the groups of this second series being different dudit rapport lM/Nl.said report 1M / Nl. Sonde selon la revendication 4; caractérisée en ce que le pas entre groupements (Mce 1 à Mce 6) de transducteurs de ladite première série étant égal à une valeur de et le pas entre groupements (Mcr 1 à Mcr 4) de transducteurs de ladite seconde série étant égal à une  Probe according to claim 4; characterized in that the pitch between groups (Mce 1 to Mce 6) of transducers of said first series being equal to a value of and the pitch between groups (Mcr 1 to Mcr 4) of transducers of said second series being equal to one valeur dr, la relation suivante est satisfaite: dr > de.  value dr, the following relation is satisfied: dr> de. 6 Sonde selon la revendication 5; caractérisée en ce que X étant la longueur d'onde desdits signaux électriques d'excitation, L la longueur totale de la sonde, la relation suivante est en outre satisfaite  Probe according to claim 5; characterized in that X being the wavelength of said electrical excitation signals, L the total length of the probe, the following relationship is further satisfied X X> 21X X> 21 _ _-2_ _-2 d d L e r 7 Application d'une sonde selon l'une quelconque des  d d L e r 7 Application of a probe according to any of the revendications 1 à 6 à l'échographie médicale.  Claims 1 to 6 on medical ultrasound.