FR2994525A1 - Systeme et procede d'imagerie echographique - Google Patents

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Daniel John Buckton
Christian Fritz Perrey
Dieter Claus Hoenigmann
Armin Schoisswohl
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Original Assignee
General Electric Co
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Abstract

Système d'imagerie échographique (100) comportant une sonde (106), un dispositif d'affichage (118) et un processeur (116). Le processeur (116) est configuré pour acquérir des premières données échographiques 4D d'un premier volume partiel (158) pendant un laps de temps plus long qu'un cycle cardiaque estimé et des deuxièmes données échographiques 4D d'un deuxième volume partiel (160) pendant un deuxième laps de temps plus long que le cycle cardiaque estimé. Le processeur (116) est configuré pour combiner les premières données échographiques 4D avec les deuxièmes données échographiques 4D afin de produire des données échographiques 4D de la région à échographier. Le processeur (116) est configuré pour afficher une image produite à partir des données échographiques 4D de la région à échographier.

Description

Système et procédé d'imagerie échographique La présente invention concerne de façon générale un système d'imagerie échographique et un procédé pour produire des données échographiques 4D d'une région à échographier en acquérant des données échographiques 4D pour une pluralité de volumes partiels. Les sondes 2D à barrette équipées de systèmes échographiques de l'actuelle génération ne sont pas suffisamment rapides pour acquérir des volumes de dimensions cliniquement adéquates dans des applications telles que l'imagerie du coeur foetal. A l'heure actuelle, il n'est possible de parvenir ni à la résolution temporelle requise ni à la résolution spatiale requise à partir d'un seul volume acquis à l'aide d'une sonde 2D à barrette selon la technique antérieure. Dans ces conditions, certains systèmes échographiques selon la technique antérieure balayent lentement la totalité d'un volume en acquérant, au cours du balayage, des trames d'image 2D en différents endroits. Par exemple, le balayage peut prendre 8 à 12 secondes pour un coeur foetal ordinaire. Au cours du balayage, le coeur foetal peut battre de 16 à 30 fois. Les données de phases indiquant la phase du cycle cardiaque à l'instant de l'acquisition de chaque trame d'image 2D peuvent être acquises d'après des données issues d'acquisitions en mode M. Dans des techniques antérieures telles que la corrélation spatio-temporelle des images (STIC), des images du volume entier lors de différentes phases du cycle cardiaque sont "synthétisées" à l'aide de trames issues de cycles cardiaques distincts. Autrement dit, chaque volume n'est pas acquis pendant le même cycle cardiaque. Au contraire, chaque tranche ou image du volume est acquise pendant un cycle cardiaque différent. Les volumes "synthétisés" pour chacune des phases du cycle cardiaque peuvent ensuite être mis dans un ordre représentant un cycle cardiaque complet. Un utilisateur peut alors choisir d'observer une image de n'importe quel plan prise de l'intérieur du volume ou l'utilisateur peut observer un rendu d'une partie ou de la totalité du volume. Des techniques classiques telles que la STIC souffrent d'au moins deux problèmes : il faut trop de temps pour acquérir toutes les données et le volume obtenu a une résolution limitée dans le sens de la hauteur. En particulier, puisque une seul trame d'image 2D est choisie dans chaque cycle cardiaque, la résolution dans le sens de la hauteur est limitée au nombre de cycles cardiaques de l'acquisition. L'emploi d'une technique nécessitant un long temps d'acquisition accentue également le risque d'acquérir des données contenant des artefacts de mouvements. Par exemple, le clinicien tenant la sonde à barrette 2D et le patient risquent davantage l'un et l'autre de bouger au cours d'une acquisition plus longue. Tout mouvement relatif entre la sonde à barrette 2D et la structure anatomique examinée d'un patient risque d'induire des artefacts de mouvement. En outre, d'éventuelles irrégularités des battements du coeur du patient risquent de provoquer des artefacts de mouvement ou spatiaux supplémentaires. Pour ces raisons et d'autres, un procédé et un système d'imagerie échographique perfectionnés sont souhaitables pour acquérir des données échographiques 4D. Les inconvénients, défauts et problèmes ci-dessus sont résolus ici, comme on le comprendra à la lecture attentive de la description ci-après.
Dans une forme de réalisation, un procédé d'imagerie échographique comporte la division d'une région à échographier en une pluralité de volumes partiels comprenant un premier volume partiel et un deuxième volume partiel. Le procédé comporte l'acquisition de premières données échographiques 4D du premier volume partiel pendant un premier laps de temps plus long qu'une période de cycle cardiaque estimée. Le procédé comporte l'acquisition de deuxièmes données échographiques 4D du deuxième volume partiel pendant un deuxième laps de temps plus long qu'une période de cycle cardiaque estimée, le deuxième laps de temps survenant après le premier laps de temps. Le procédé comporte la combinaison des premières données échographiques 4D avec les deuxièmes données échographiques 4D pour produire des données échographiques 4D de la région à échographier. Le procédé comporte la production d'une image a partir des données échographiques 4D de la région à échographier et l'affichage de l'image. Dans une forme de réalisation, un procédé d'imagerie échographique comporte la détermination d'une période de cycle cardiaque estimée, la division d'une région à échographier en une pluralité de volumes partiels comprenant un premier volume partiel et un deuxième volume partiel. Le procédé comporte l'acquisition de premières données échographiques 4D du premier volume partiel pendant un premier laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée. Le procédé comporte l'acquisition de premières données de phase au cours de l'acquisition des premières données échographiques 4D et l'association des premières données de phase avec les premières données échographiques 4D. Le procédé comporte l'acquisition de deuxièmes données échographiques 4D du deuxième volume partiel pendant un deuxième laps de temps plus long qu'une période de cycle cardiaque estimée. Le deuxième laps de temps survient après le premier laps de temps. Le procédé comporte l'acquisition de deuxièmes données de phase au cours de l'acquisition des deuxièmes données échographiques 4D et l'association des deuxièmes données de phase avec les deuxièmes données échographiques 4D. Le procédé comporte l'interpolation des premières données échographiques 4D pour produire des premières données échographiques 4D interpolées, l'interpolation des deuxièmes données échographiques 4D pour produire des deuxièmes données échographiques 4D interpolées et la combinaison des premières données échographiques 4D interpolées avec les deuxièmes données échographiques 4D interpolées pour produire, sur un cycle cardiaque complet, des données échographiques 4D de la région à échographier. Le procédé comporte la production d'une image a partir des données échographiques 4D de la région à échographier et l'affichage de l'image. Dans une autre forme de réalisation, un système d'imagerie échographique comporte une sonde, un dispositif d'affichage et un processeur communiquant par voie électronique avec la sonde et le dispositif d'affichage. Le processeur est configuré pour diviser une région à échographier en un premier volume partiel et un deuxième volume partiel. Le processeur est configuré pour déterminer une période de cycle cardiaque estimée. Le processeur est configuré pour commander la sonde afin d'acquérir des premières données échographiques 4D du premier volume partiel pendant un premier laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée et pour commander la sonde afin d'acquérir des deuxièmes données échographiques 4D du deuxième volume partiel pendant un deuxième laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée. Le processeur est configuré pour associer des données de phases à la fois avec les premières données échographiques 4D et avec les deuxièmes données échographiques 4D et pour combiner les premières données échographiques 4D avec les deuxièmes données échographiques 4D d'après les données de phases afin de produire des données échographiques 4D de la région échographier. Le processeur est également configuré pour produire une image d'après les données échographiques 4D de la région à échographier et pour afficher l'image sur le dispositif d'affichage.
L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une vue schématique d'un système d'imagerie échographique selon une forme de réalisation ; -la figure 2 est un organigramme d'un procédé selon une forme de réalisation ; -la figure 3 est une représentation schématique d'une sonde et d'une région à échographier divisée en trois volumes partiels selon une forme de réalisation ; et -la figure 4 est une courbe illustrant la chronologie d'acquisitions de volumes par rapport à la phase relative du cycle cardiaque selon une forme de réalisation. La figure 1 est une vue schématique d'un système d'imagerie échographique 100 selon une forme de réalisation. Le système d'imagerie échographique 100 comporte un conformateur de faisceau d'émission 101 et un émetteur 102 qui amènent des éléments 104 présents dans une sonde 106 à émettre des ultrasons pulsés vers un corps (non représenté). Dans une forme de réalisation, la sonde 106 peut être une sonde 2D à barrette.
Cependant, dans d'autres formes de réalisation, on peut utiliser n'importe quel autre type de sonde totalement orientable dans le sens de la hauteur et apte à acquérir des données échographiques dans quatre dimensions (4D). Aux fins de la présente description, l'expression « données échographiques à quatre dimensions » ou « données échographiques 4D », se définit comme désignant des données échographiques couvrant de multiples volumes d'une région à échographier, acquises au cours d'un laps de temps. Les données échographiques 4D contiennent des informations sur la manière dont un volume change au fil du temps. Chacun des volumes peut comprendre une pluralité d'images ou tranches 2D. Toujours en référence à la figure 1, les ultrasons pulsés sont rétrodiffusés depuis des structures du corps telles que des globules sanguins ou des tissus musculaires afin de produire des échos qui reviennent aux éléments 104. Les échos sont convertis en signaux électriques, ou données échographiques, par les éléments 104 et les signaux électriques sont reçus par un récepteur 108. Les signaux électriques représentant les échos reçus sont amenés à passer par un conformateur de faisceau de réception 110 qui délivre des données échographiques. Dans certaines formes de réalisation, la sonde 106 peut contenir des circuits électriques pour réaliser tout ou partie de la conformation de faisceau d'émission ou de réception/ Par exemple, le conformateur de faisceau d'émission 101, l'émetteur 102, le récepteur 108 et le conformateur de faisceaux de réception 110 peuvent être partiellement ou entièrement situés dans la sonde 106. Le terme « balayage » ou « examen » peut également servir, dans la présente description, à évoquer l'acquisition de données par le biais de l'émission et de la réception d'ultrasons. Les termes « données » ou « données échographiques » peuvent servir, dans la présente description, à désigner un ou plusieurs jeux de données acquis à l'aide d'un système d'imagerie échographique. Une interface utilisateur 115 peut servir à commander le fonctionnement du système d'imagerie échographique 100, notamment à commander la saisie des données sur le patient, à modifier un paramètre d'examen ou d'affichage, etc.
Le système d'imagerie échographique 100 comporte également un processeur 116 pour commander le conformateur de faisceau d'émission 101, l'émetteur 102, le récepteur 108 et le conformateur de faisceaux de réception 110. Le processeur 116 communique par voie électronique avec la sonde 106. Le processeur 116 peut commander la sonde 106 pour acquérir des données. Le processeur 116 commande l'activation d'un certain nombre d'éléments 104 et la forme d'un faisceau émis par la sonde 106. Le processeur 116 communique également par voie électronique avec un dispositif d'affichage 118 et le processeur 116 peut transformer les données en images à afficher sur le dispositif d'affichage 118. Aux fins de la présente description, l'expression « communication par voie électronique » peut se définir comme incluant des connexions aussi bien filaires que radioélectriques. Dans une forme de réalisation, le processeur 116 peut comprendre une unité centrale (CPU). Dans d'autres formes de réalisation, le processeur 116 peut comprendre d'autres composants électroniques aptes à exécuter des fonctions de traitement, notamment un processeur de signaux numériques, un réseau prédiffusé programmable par l'utilisateur (FPGA) ou une carte graphique. Dans d'autres formes de réalisation, le processeur 116 peut comprendre de multiples composants électroniques aptes à exécuter des fonctions de traitement. Par exemple, le processeur 116 peut comprendre deux ou plus de deux composants électroniques choisis parmi les composants électroniques suivants : une unité centrale, un processeur de signaux numériques, un réseau prédiffusé programmable par l'utilisateur et une carte graphique. Dans une autre forme de réalisation, le processeur 116 peut également comprendre un démodulateur complexe (non représenté) qui démodule les données RF et produit des données brutes. Dans une autre forme de réalisation, la démodulation peut avoir lieu plus tôt dans la chaîne de traitement. Le processeur 116 peut être apte à effectuer sur les données une ou plusieurs opérations de traitement suivant une pluralité de modalités d'échographie sélectionnables. Les données peuvent être traitées en temps réel pendant une séance d'examen, au fur et à mesure de la réception des échos. Aux fins de la présente description, l'expression « en temps réel » se définit comme qualifiant une procédure exécutée sans temporisation volontaire. Par exemple, une forme de réalisation peut acquérir et afficher des données à un rythme de volumes en temps réel de 7 à 20 volumes/s.
Cependant, la cadence de trames en temps réel peut dépendre du temps nécessaire à l'acquisition de chaque volume de données. De la sorte, lors de l'acquisition d'un volume de données relativement grand, le rythme de volumes en temps réel peut être plus lent. Ainsi, certaines formes de réalisation peuvent avoir un rythme de volumes en temps réel supérieur à 20 volumes/s, tandis que d'autres formes de réalisation peuvent avoir un rythme de volumes en temps réel inférieur à 7 volumes/s. Les données peuvent être stockées temporairement dans une mémoire tampon (non représentée) pendant une séance d'examen et être traitées moins vite qu'en temps réel lors d'une opération en ligne ou hors ligne. Certaines formes de réalisation de l'invention peuvent comporter de multiples processeurs (non représentés) pour gérer les tâches de traitement. Par exemple, un premier processeur peut servir à démoduler et décimer le signal RF tandis qu'un deuxième processeur peut servir à encore traiter les données avant d'afficher une image. D'autres formes de réalisation peuvent employer une combinaison de processeurs différente. Le système d'imagerie échographique 100 peut acquérir des données en continu à une fréquence de volumes de, par exemple, 10 Hz à 30 Hz. Les images produites à l'aide des données peuvent être rafraîchies à une fréquence de volumes similaire. D'autres formes de réalisation peuvent acquérir et afficher des données à une cadence différente. Par exemple, certaines formes de réalisation peuvent acquérir des données à une fréquence de volumes inférieure à 10 Hz ou supérieure à 30 Hz selon les dimensions du volume et l'application souhaitée. Une mémoire 120 est incluse pour stocker des trames traitées de données acquises. Dans un exemple de forme de réalisation, la mémoire 120 a une capacité suffisante pour stocker au moins l'équivalent de plusieurs secondes de trames de données échographiques. Les trames de données sont stockées de manière à faciliter leur extraction dans l'ordre ou selon la chronologie de leur acquisition. La mémoire 120 peut comprendre n'importe quel support de stockage de données connu. Eventuellement, on peut mettre en oeuvre des formes de réalisation de la présente invention en utilisant des produits de contraste. L'échographie de contraste crée des images très contrastées de structures anatomiques et de flux sanguins dans un corps à l'aide de produits de contraste échographique comprenant des microbulles. Après l'acquisition de données au moyen d'un produit de contraste, l'analyse des images comprend la séparation des composantes harmoniques et linéaires, l'accentuation des composantes harmoniques et la production d'une image échographique à l'aide de la composante harmonique accentuée. La séparation de composantes harmoniques d'avec les signaux reçus s'effectue à l'aide de filtres adéquats. L'utilisation de produits de contraste en imagerie échographique est bien connue des spécialistes de la technique et ne sera donc pas décrite plus en détail. Dans diverses formes de réalisation de la présente invention, les données peuvent être traitées par le processeur 116, par des modules liés à des modes autres ou différents (p. ex. le mode B, le Doppler couleur, le mode M, le moteur M couleur, le Doppler spectral, l'élastographie, l'imagerie TVI à variance temporelle, la déformation, la vitesse de déformation et autres) pour former des données 2D ou 3D. Par exemple, un ou plusieurs modules peuvent générer, entre autres, le mode B, le Doppler couleur, le mode M, le mode M couleur, le Doppler spectral, l'élastographie, l'imagerie TVI, la déformation, la vitesse de déformation et des combinaisons de ceux-ci. Les faisceaux et/ou trames d'images sont mémorisés et des informations de chronologie indiquant un instant d'acquisition des données mémorisées peuvent être enregistrées. Les modules peuvent comprendre, par exemple, un module de conversion de balayage afin d'effectuer des opérations de conversion de balayage pour convertir les trames d'images de l'espace de faisceaux de coordonnées dans le but d'afficher des coordonnées de l'espace. Il peut être prévu un module de processeur vidéo qui extrait les trames d'images d'une mémoire et affiche en temps réel les trames d'images pendant l'exécution d'une procédure sur un patient. Un module de processeur vidéo peut stocker les trames d'images dans une mémoire d'images de laquelle les images sont extraites pour être affichées. La figure 2 est un organigramme d'un procédé selon un exemple de forme de réalisation. Les différents blocs de l'organigramme représentent des étapes pouvant être réalisées suivant le procédé 200. Des formes de réalisation supplémentaires peuvent exécuter dans un ordre différent les étapes indiquées et/ou des formes de réalisation supplémentaires peuvent comporter des étapes non indiquées sur la figure 2. Le procédé 200 a pour effet technique l'affichage d'une image produite à partir de données échographiques 4D acquises sous la forme d'une pluralité de volumes partiels. On décrira le procédé 200 dans le cadre d'un exemple de forme de réalisation où le procédé 200 est appliqué par le processeur 116 du système d'imagerie échographique 100 de la figure 1. De plus, le procédé 200 sera décrit dans le cadre d'une forme de réalisation où sont acquises des données échographiques 4D d'un coeur foetal. Dans d'autres formes de réalisation, le procédé 200 peut également servir à acquérir des données échographiques 4D d'une partie ou de la totalité d'un coeur d'adulte. En référence aux figures 1 et 2, lors de l'étape 202, des données de rythme cardiaque sont acquises. Dans une forme de réalisation concernant un coeur foetal, l'acquisition de données sur le coeur foetal peut comprendre l'acquisition de données échographiques et l'analyse des données échographiques obtenues pour identifier le rythme cardiaque ou une estimation du rythme cardiaque. Par exemple, des images peuvent être acquises durant un laps de temps et subir un traitement pour déterminer un rythme cardiaque moyen. Selon une autre possibilité, des données en mode M peuvent être acquises sur une ou plusieurs lignes et analysées pour déterminer le rythme cardiaque. Dans encore d'autres formes de réalisation, un ECG ou un ECG foetal peut servir à acquérir des données de phases ou à déterminer un ou plusieurs déclencheurs par cycle cardiaque. Les déclencheurs peuvent être associés à une phase particulière du cycle cardiaque et, de la sorte, les déclencheurs peuvent servir à déterminer une approximation du rythme cardiaque du patient.
Lors de l'étape 204, une période de cycle cardiaque estimée est déterminée d'après les données sur le rythme cardiaque. Dans une forme de réalisation, le processeur 116 peut servir à calculer la période de cycle cardiaque estimée. La période de cycle cardiaque estimée peut être déterminée d'après l'équivalent d'un ou de plusieurs cycles cardiaques de données sur le rythme cardiaque. Dans d'autres formes de réalisation, la période cardiaque estimée peut être déterminée avec d'autres techniques. Ensuite, lors de l'étape 206, un utilisateur peut saisir des paramètres d'acquisition voulus à l'aide de l'interface utilisateur 115. Le paramètre d'acquisition peut comprendre des paramètres tels que le choix d'une région à échographier, ou RAE, la résolution, la profondeur, le mode d'image, la résolution temporelle voulue et autres. Aux fins de la présente description, l'expression RAE se définit comme couvrant un volume. Certains ou la totalité des paramètres d'acquisition peuvent être préalablement choisis dans le cadre d'un réglage par défaut du système d'imagerie échographique 100. Lors de l'étape 208, le processeur 116 divise la RAE en une pluralité de volumes partiels. Le processeur 116 peut déterminer les dimensions et/ou la répartition des volumes partiels d'après les paramètres d'acquisition saisis lors de l'étape 206 et les moyens techniques du système d'imagerie échographique 100, dont la sonde 2D à barrette 106. Dans d'autres formes de réalisation, l'utilisateur peut sélectionner manuellement la position et/ou la géométrie des volumes partiels. La figure 3 est une représentation schématique de la RAE 156 divisée en trois volumes partiels selon une forme de réalisation. La figure 3 comporte également une sonde 2D à barrette 152 et un coeur foetal 154. La RAE 156 est divisée en un premier volume partiel 158, un deuxième volume partiel 160 et un troisième volume partiel 162. Lorsqu'ils sont combinés, le premier volume partiel 158, le deuxième volume partiel 160 et le troisième volume partiel 162 couvrent la RAE tout entière 156. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 3, les volumes partiels 158, 160, 162 ne se chevauchent pas. Cependant, dans d'autres formes de réalisation, chacun des volumes partiels 158, 160, 162 peut chevaucher n'importe quels autres volumes partiels adjacents. Ainsi, le premier volume partiel 158 peut chevaucher le deuxième volume partiel 160, le deuxième volume partiel 160 peut chevaucher le premier volume partiel 158 ainsi que le troisième volume partiel 162 et le troisième volume partiel 162 peut chevaucher le deuxième volume partiel 160. Dans d'autres formes de réalisation, la RAE 156 peut être divisée en un nombre différent de volumes partiels. Le procédé 200 peut servir à acquérir des données pour n'importe quel nombre de volumes partiels, supérieur ou égal à 2. En référence aux figures 1, 2 et 3, lors de l'étape 210, le processeur 116 acquiert un volume de données pour le premier volume partiel 158. Le processeur 116 commande de conformateur de faisceau d'émission 101, l'émetteur 102, la sonde 106, le récepteur 108 et le conformateur de faisceau de réception 110 pour commander l'acquisition des données échographiques. Dans une forme de réalisation, le processeur 116 peut acquérir des données échographiques du premier volume partiel 158 par l'acquisition d'une pluralité de trames d'images 2D suivant différents angles d'élévation dans le premier volume partiel 158. L'acquisition de données d'un volume par l'acquisition d'une pluralité de trames d'images 2D est bien connue des spécialistes de la technique. Ensuite, lors de l'étape 212, le processeur commande l'acquisition de données de mode M. L'acquisition de données de mode M comprend l'acquisition de données de mode M comprend l'acquisition de données à différents instants sur une ligne de balayage. Les données de mode M sont acquises très rapidement et servent ordinairement à déterminer un mouvement. Dans d'autres formes de réalisation, l'acquisition des données de mode M peut être entrelacée avec l'acquisition de données échographiques 4D. Lors de l'étape 214, le processeur 116 détermine s'il est souhaitable d'acquérir un autre volume de données échographiques du premier volume partiel 158. S'il est souhaitable d'acquérir un volume supplémentaire de données échographiques, le procédé 200 revient à l'étape 210 et les étapes 210 et 212 sont répétées. La vitesse d'acquisition de chaque volume du premier volume partiel 158, ou de n'importe lequel les autres volumes partiels, peut varier en fonction des paramètres d'acquisition sélectionnés lors de l'étape 206 et des caractéristiques du système d'imagerie échographique 100. Cependant, il doit être possible d'acquérir, au cours d'un seul cycle cardiaque, de nombreux volumes d'un volume partiel donné. Dans une forme de réalisation, le processeur 116 commande le reste du système d'imagerie échographique 100 de façon que des données échographiques 4D du premier volume partiel 158 soient acquises pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée calculée pendant l'étape 204. Autrement dit, le procédé 200 répète les étapes 210, 212 et 214 pendant un laps de temps prédéterminé afin d'acquérir, au fil du temps, une pluralité de volumes, ce qu'on appellera données échographiques 4D. Dans une autre forme de réalisation, le processeur 116 peut utiliser des déclencheurs présents sur un ECG ou un ECG foetal pour assurer que des données échographiques 4D ont été acquises pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée. Après l'acquisition de données échographiques 4D du premier volume partiel pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée, lors de l'étape 214, le processeur 116 détermine qu'il n'est pas souhaitable d'acquérir des volumes supplémentaires du premier volume partiel 158 et le procédé 200 passe à l'étape 216.
Lors de l'étape 216, le processeur 116 détermine s'il est souhaitable de passer au volume partiel suivant. Dans un exemple de forme de réalisation, après l'acquisition d'une première pluralité de volumes du premier volume partiel 158, il est souhaitable de passer au volume suivant, à savoir le deuxième volume partiel 160.
Le procédé 200 répète ensuite les étapes 210, 212 et 214 jusqu'à ce qu'une deuxième pluralité de volumes du deuxième volume partiel 160 ait été acquise. La deuxième pluralité de volumes représente le deuxième volume partiel 160 au fil du temps et peut, collectivement, être appelée deuxièmes données échographiques 4D.
Le processeur 116 commande l'acquisition afin que des volumes du deuxième volume partiel 160 soient acquis de manière répétée pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée déterminée pendant l'étape 204. Après la répétition des étapes 210, 212 et 214 pendant le laps de temps voulu et l'acquisition des deuxièmes données échographiques 4D, le processeur 116 détermine lors de l'étape 214 qu'il n'est pas souhaitable d'acquérir un autre volume du deuxième volume partiel 160 et le procédé 200 passe à l'étape 216. Lors de l'étape 216, le processeur 116 détermine qu'il est souhaitable de passer au volume partiel suivant qui, dans un exemple de forme de réalisation, peut être le troisième volume partiel 162. Le procédé 200 répète les étapes 210, 212 et 214 afin d'acquérir des troisièmes données échographiques 4D. Dans un exemple de forme de réalisation, les troisièmes données échographiques 4D indiquent comment le troisième volume partiel 162 change au fil du temps. Comme avec le premier volume partiel 158 et le deuxième volume partiel 160, le processeur 116 peut commander le reste du système d'imagerie échographique 100 afin d'acquérir des données échographiques 4D du troisième volume partiel 162 pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée. Le processeur 116 peut diviser les données de phases acquises lors de l'étape 212, pendant de multiples itérations du procédé 200, en premières données de phase acquises pendant le processus d'acquisition des premières données échographiques 4D, en deuxièmes données de phase acquises pendant le processus d'acquisition des deuxièmes données échographiques 4D et en troisièmes données de phase acquises pendant le processus d'acquisition des troisièmes données échographiques 4D. Dans d'autres formes de réalisation, les données de phases peuvent être déterminées, à l'aide de techniques de traitement d'images, pendant un post-traitement des données échographiques 4D. Le processeur 116 peut ensuite associer les données de phases aux volumes individuels qui ont été acquis dans le cadre des données échographiques 4D. Par exemple, le processeur 116 peut associer à une phase particulière chaque volume faisant partie des données échographiques 4D pour chacun des volumes partiels. Après l'acquisition de données échographiques 4D pour chacun des trois volumes partiels 158, 160 et 162, le processeur 116 détermine, lors de l'étape 216, que suffisamment de données échographiques 4D ont été acquises et qu'il n'est pas souhaitable de passer au volume partiel suivant. Par conséquent, le procédé passe à l'étape 218. La figure 4 est une courbe illustrant la chronologie des acquisitions de volumes par rapport à la phase relative du cycle cardiaque. La courbe 170 illustre un peu plus de 4 cycles cardiaques. La courbe 170 sera décrite en référence à un exemple de forme de réalisation où les données ont été recueillies suivant le procédé 200 (illustré sur la figure 2). Les nombres (0, 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5 et 4) sur l'axe x indiquent la phase relative du cycle cardiaque. Un tracé 172 est figuré à titre illustratif. Le tracé 172 a une forme similaire à celle d'un tracé d'ECG pour illustrer plus clairement la phase relative du cycle cardiaque. Le tracé 172 porte un "X" à chaque instant d'acquisition d'un volume de données.
Considérant maintenant la figure 2 ainsi que la figure 4, chaque "X" sur le tracé 172 représente l'instant où un volume a été acquis lors de l'étape 210 du procédé 200. Chaque "X" représente l'acquisition d'un volume d'un des volumes partiels 158, 160 et 162. Dans une forme de réalisation, l'acquisition de données échographiques 4D pour le premier volume partiel 158 (représenté sur la figure 3) débute à l'instant Ti. La période de cycle cardiaque dure de l'instant Ti à l'instant T2. Le processeur 116 commande l'acquisition de données échographiques 4D du premier volume partiel 158 pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée déterminée lors de l'étape 204. En référence à la figure 4, l'acquisition de données échographiques 4D pour le premier volume partiel 158 dure entièrement jusqu'à l'instant T3, ce qui est plus long que la période de cycle cardiaque. A partir de l'instant T3, le procédé 200 acquiert des données échographiques 4D pour le deuxième volume partiel 160. La période de cycle cardiaque dure de l'instant T3 à l'instant T4. Cependant, l'acquisition de données échographiques 4D du deuxième volume partiel 160 dure entièrement jusqu'à l'instant T5, donc également plus longtemps que la période de cycle cardiaque et la période de cycle cardiaque estimée. De même, le procédé 200 acquiert des données échographiques 4D pour le troisième volume partiel 162 à partir de l'instant T5. La période de cycle cardiaque dure de l'instant T5 à l'instant T6, mais l'acquisition de données échographiques 4D du troisième volume partiel 162 dure jusqu'à l'instant T7, donc pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque et la période de cycle cardiaque estimée. Après l'acquisition de données échographiques 4D pour chacun des trois volumes partiels, le procédé 200 passe à l'étape 218, le processeur 116 interpole les données échographiques 4D.
Les données échographiques 4D peuvent comprendre des premières données échographiques 4D du premier volume partiel 158, des deuxièmes données échographiques 4D du deuxième volume partiel 160 et des troisièmes données échographiques 4D du troisième volume partiel 162. Dans une forme de réalisation, seuls les volumes représentés par un "X" cerclé peuvent être utilisés pendant le processus d'interpolation de l'étape 218. L'interpolation aboutit à la création de premières données échographiques 4D interpolées pour le premier volume partiel 158, de deuxièmes données échographiques 4D interpolées pour le deuxième volume partiel 160 et de troisièmes données échographiques 4D interpolées pour le troisième volume partiel 162. Comme les données échographiques 4D pour chacun des volumes partiels comprennent une suite de volumes, pour des images 4D de haute qualité de la RAE tout entière, il convient de combiner des volumes avec la même phase.
Puisque les acquisitions de données échographiques 4D ne sont pas alignées sur le cycle cardiaque pendant l'acquisition, les phases relatives des volumes ne sont pas connues. Par conséquent, une fois que les données de phases ont été associées aux données échographiques 4D, il peut être nécessaire de réaliser une interpolation entre certains ou la totalité des volumes afin de produire des volumes synchrones à partir de chacun des volumes partiels. Par exemple, le processeur 116 peut déterminer pour commencer combien de volumes sont nécessaires pour couvrir le cycle cardiaque, puis le processeur 116 peut calculer la phase voulue pour chacun des volumes. A l'aide d'informations sur la phase voulue, le processeur 116 détermine ensuite quels volumes acquis utiliser comme base pour chaque interpolation. On peut utiliser de nombreux types d'algorithmes d'interpolation, notamment linéaire, linéaire à étapes, le plus proche voisin et cubique. Au terme lors de l'interpolation lors de l'étape 218, le procédé 200 passe à l'étape 220 où sont combinées les données échographiques 4D des volumes partiels. Comme décrit plus haut, l'interpolation lors de l'étape 218 assure que chacun des jeux de données échographiques 4D interpolées comprend des volumes aux mêmes phases relatives. Comme tous les volumes sont aux mêmes phases relatives, il est possible de relier les uns aux autres, dans l'espace, les volumes présents dans chacun des jeux de données échographiques 4D interpolées, représentant les volumes partiels individuels. Ainsi, des volumes représentant chacun des trois volumes partiels peuvent être combinés sur une pluralité de phases différentes du cycle cardiaque. Pendant l'étape 220 ont été produites des données échographiques 4D de la RAE qui représentent un cycle cardiaque complet reposant sur les données échographiques 4D interpolées pour chacun des volumes partiels. Ensuite, lors de l'étape 222, le processeur 116 produit une image à partir des données échographiques 4D. L'image peut être une image statique d'un plan, une image à rendu de volume, une image cinématographique d'un plan ou tout autre type d'image produite à partir des données échographiques 4D. Dans une forme de réalisation, l'utilisateur peut sélectionner manuellement l'emplacement du plan d'après des saisies à l'aide de l'interface utilisateur 115, ou le processeur 116 peut sélectionner automatiquement un ou plusieurs plans courants. Lors de l'étape 224, l'image est affichée sur le dispositif d'affichage 118. Les spécialistes de la technique savent que rythme du coeur foetal peut varier considérablement pendant le processus d'acquisition de données échographiques. Par exemple, il est banal que le rythme du coeur foetal varie dans une mesure atteignant 10 à 15 % pendant seulement quelques battements. En assurant que les données échographiques 4D de chaque volume partiel sont acquises pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée, le procédé 200 accroît la probabilité que suffisamment de données échographiques 4D soient acquises pour chacun des volumes partiels afin d'inclure toutes les phases requises du cycle cardiaque, même si le rythme cardiaque du patient vient à varier de 15 % ou davantage. Par exemple, en acquérant des données échographiques 4D d'un volume partiel pendant un laps de temps plus long d'au moins 15 % qu'une période de cycle cardiaque estimée, le procédé assure l'acquisition de volumes représentant un cycle cardiaque complet, même si le cycle cardiaque du patient vient à augmenter de 15 °A. Par conséquent, en acquérant des données échographiques 4D pendant un laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée, le procédé 200 est suffisamment robuste pour s'adapter aisément à des fluctuations du rythme cardiaque sans nécessiter l'acquisition de données échographiques supplémentaires. Comme évoqué plus haut, dans un exemple de forme de réalisation, il peut être souhaitable d'amener les données échographiques 4D à être acquises pendant un laps de temps plus long d'environ 15 % que la période de cycle cardiaque estimée. Cela doit capturer assez de données échographiques 4D pour faire face aux fluctuations les plus courantes du rythme cardiaque. Dans une autre forme de réalisation, il peut être souhaitable d'acquérir des données échographiques 4D pour chacun des volumes partiels pendant un laps de temps plus long d'environ 30 % que la période de cycle cardiaque estimée. Cela doit constituer une marge supplémentaire contre les variations du cycle cardiaque et encore aboutir à un temps global d'acquisition bien plus court que dans les techniques antérieures. Dans d'autres formes de réalisation, il peut être souhaitable d'acquérir des données échographiques 4D pendant un laps de temps plus long d'au moins 100% que la période de cycle cardiaque estimée. En acquérant des données échographiques 4D pendant un laps de temps 2 fois plus long que la période de cycle cardiaque estimée, le processeur 116 doit avoir des volumes supplémentaires parmi lesquels choisir pendant l'étape d'interpolation. Par exemple, seul un sous-ensemble limité des données échographiques 4D acquises au cours de 2 cycles cardiaques ou plus pour chaque volume partiel peut être sélectionné d'après des critères qualitatifs afin de produire un jeu de données d'une qualité améliorée. Par exemple, les données échographiques 4D peuvent être examinées du point de vue d'artefacts de mouvements, de contraste, de stabilité d'image, de détection de bords et de tout autre critère potentiellement lié à la qualité. Dans d'autres formes de réalisation, les données échographiques 4D pour chaque volume partiel peuvent être acquises pendant un laps de temps de 115 % à 230 % de la période de cycle cardiaque estimée. L'intervalle de 115 % à 230 % de la période de cycle cardiaque estimée permet de recueillir, pour chacun des volumes partiels, des données échographiques 4D correspondant à deux cycles cardiaques complets même si le rythme cardiaque vient à augmenter de 15 % pendant l'acquisition des données échographiques 4D.
Liste des repères FIGURE 1 100 Système d'imagerie échographique 101 Conformateur de faisceau d'émission 102 Emetteur 104 Elements 106 Sonde 108 Récepteur 110 Conformateur de faisceau de réception 115 Interface utilisateur 116 Processeur 118 Dispositif d'affichage 120 Mémoire FIGURE 2 200 Procédé 202 Acquérir des données de rythme cardiaque 204 Déterminer une période de cycle cardiaque estimée 206 Saisir des paramètres d'acquisition 208 Diviser la RAE en volumes partiels 210 Acquérir un volume pour volume partiel 212 Acquérir des données en mode M 214 Répéter OUI/NON ? 216 Passer au volume partiel suivant 218 Interpoler les données échographiques 4D 220 Combiner les données échographiques 4D interpolées issues des volumes partiels 222 Produire une image 224 Afficher l'image FIGURE 3 152 Sonde 2D à barrette 154 Coeur foetal 156 Région à échographier (RAE) 158 Premier volume partiel 160 Deuxième volume partiel 162 Troisième volume partiel FIGURE 4 170 Courbe 172 Tracé T1 Instant T2 Instant T3 Instant T4 Instant T5 Instant T6 Instant T7 Instant

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Système d'imagerie échographique (100) comportant : une sonde (106) ; un dispositif d'affichage (118) ; et un processeur (116) communiquant par voie électronique avec la sonde et le dispositif d'affichage (118), le processeur (116) étant configuré pour : diviser une région à échographier (156) en une pluralité de volumes partiels comprenant un premier volume partiel (158) et un deuxième volume partiel (160) ; commander la sonde (106) pour acquérir des premières données échographiques 4D du premier volume partiel (158) pendant un premier laps de temps plus long qu'une période de cycle cardiaque estimée ; commander la sonde (106) pour acquérir des deuxièmes échographiques 4D du deuxième volume partiel (160) pendant un deuxième laps de temps plus long que la période de cycle cardiaque estimée, le second laps de temps survenant après le premier laps de temps ; combiner les premières données échographiques 4D avec les deuxièmes données échographiques 4D pour produire des données échographiques 4D de la région à échographier ; produire une image à partir des données échographiques 4D de la région à échographier ; et afficher l'image sur le dispositif d'affichage (118).
  2. 2. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 1, dans lequel le processeur (116) est configuré pour estimer un rythme cardiaque avant l'acquisition des premièresdonnées échographiques 4D et des deuxièmes données échographiques 4D, et dans lequel le processeur (116) est configuré pour se servir du rythme cardiaque afin de déterminer la période de cycle cardiaque estimée.
  3. 3. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 1, dans lequel le processeur (116) est configuré pour acquérir des données de phases pendant le processus d'acquisition des premières données échographiques 4D et des deuxièmes données échographiques 4D.
  4. 4. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 3, dans lequel le processeur (116) est configuré pour associer les données de phases avec les premières données échographiques 4D ainsi qu'avec les deuxièmes données échographiques 4D, et dans lequel le processeur (116) est en outre configuré pour combiner, d'après les données de phases, les premières données échographiques 4D avec les deuxièmes données échographiques 4D
  5. 5. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 3, dans lequel le processeur (116) est configuré pour acquérir les données de phases en acquérant les données en mode M pendant le processus d'acquisition des premières données échographiques 4D et des deuxièmes données échographiques 4D.
  6. 6. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 3, dans lequel le processeur (116) est configuré pour acquérir les données de phases avec un ECG foetal.
  7. 7. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 1, dans lequel le processeur (116) est configuré pour commander la sonde (106) afin d'acquérir les premières données échographiques 4D pendant un premier laps de temps plus long d'au moins 15 % que la période de cycle cardiaque estimée.
  8. 8. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 1, dans lequel le processeur (116) est configuré pour commander la sonde (106) afin d'acquérir les premières données échographiques 4D pendant un premier laps de temps plus long d'au moins 30 % que la période de cycle cardiaque estimée.
  9. 9. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 1, dans lequel le processeur (116) est configuré pour commander la sonde (106) afin d'acquérir les premières données échographiques 4D pendant un premier laps de temps plus long d'au moins 100 % que la période de cycle cardiaque estimée.
  10. 10. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 1, dans lequel le processeur (116) est configuré pour interpoler les premières données échographiques 4D afin de produire des premières données échographiques 4D interpolées, et le processeur (116) est configuré pour interpoler les deuxièmes données échographiques 4D afin de produire des deuxièmes données échographiques 4D interpolées.
  11. 11. Système d'imagerie échographique (100) selon la revendication 10, dans lequel le processeur (116) est configuré pour combiner les premières données échographiques avec les deuxièmes données échographiques 4D interpolées afin de produire les données échographiques 4D de la région à échographier.
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