FR3047405A1 - - Google Patents

Abstract

Une propagation d'onde de cisaillement est utilisée pour estimer la vitesse du son dans un patient. Un scanner à ultrasons détecte un moment de survenue d'une onde de cisaillement à chacun d'emplacements multiples. La différence temporelle de survenue, compte tenu de la rigidité de tissu ou de la vitesse de cisaillement, est utilisée pour estimer la vitesse du son pour le tissu spécifique du patient.

Description

ARRIERE-PLAN

Les présents modes de réalisation se rapportent à une détermination de vitesse du son avec des ultrasons.

Dans une imagerie par ultrasons, la vitesse du son est supposée, telle que supposée être 1 450 m/s. Les profils de retard ou de phase pour focaliser des faisceaux d’ultrasons reposent sur la vitesse supposée du son. Cette supposition peut ne pas être précise. La vitesse du son dans un tissu varie sur la base des caractéristiques du tissu.

Une tomographie par ultrasons peut être utilisée pour mesurer la vitesse du son. Une tomographie par ultrasons repose sur le placement du patient entre un émetteur et un récepteur. Le temps de parcours pour que l’énergie acoustique depuis l’émetteur traverse totalement le patient jusqu’au récepteur est utilisé pour calculer la vitesse du son dans le patient. La plupart des scanners à ultrasons utilisent un système à impulsion-écho où le même transducteur est utilisé pour les opérations d’émission et de réception, de sorte que la vitesse du son ne peut pas être estimée de la même manière avec des systèmes à impulsion-écho. Puisque l’emplacement de la réflexion acoustique n’est pas connu exactement par rapport au transducteur, le temps de propagation aller-retour impulsion-écho n’indique pas directement la vitesse du son.

BREF RESUME À titre d’introduction, les modes de réalisation préférés décrits ci-dessous incluent des procédés, des supports lisibles par ordinateur, et des systèmes pour une imagerie de vitesse du son. La propagation d’ondes de cisaillement est utilisée pour estimer la vitesse du son dans le patient. Un scanner à ultrasons à système impulsion-écho détecte un moment de survenue d’une onde de cisaillement à chacun d’emplacements multiples. La différence de moment de survenue, compte tenu de la rigidité du tissu ou de la vitesse de cisaillement, est utilisée pour estimer la vitesse du son.

Sous un premier aspect, un procédé est proposé pour une imagerie de la vitesse du son. Un scanner à ultrasons transmet une impulsion de force de rayonnement acoustique dans un tissu d’un patient le long d’une première ligne. Le scanner à ultrasons détecte des déplacements avec le temps du tissu générés en réponse à une onde de cisaillement résultant de l’impulsion de force de rayonnement acoustique. Les déplacements sont détectés à chacun d’au moins deux emplacements espacés de la première ligne. Un changement dans le temps des déplacements avec le temps pour un premier des emplacements par rapport aux déplacements avec le temps pour un deuxième des emplacements est détecté. La vitesse du son dans le patient est calculée à partir du changement dans le temps. Une image de la vitesse du son est générée.

Selon les modes de réalisation, le procédé peut comprendre une ou plusieurs des étapes ou caractéristiques suivantes : - la transmission comprend la transmission de l’impulsion de force de rayonnement acoustique telle que focalisée à une profondeur le long de la première ligne, et dans lequel la détection comprend la détection avec au moins un des emplacements étant à une profondeur différente et avec les emplacements étant le long d’une deuxième ligne différente de la première ligne ; - la transmission comprend la transmission avec la première ligne étant à un angle à l’écart de la normale à un transducteur, et dans lequel la détection comprend la détection avec les emplacements le long d’une deuxième ligne à un angle différent par rapport au transducteur de celui de la première ligne ; - la détection des déplacements avec le temps comprend la détection d’un profil de déplacement pour chacun des emplacements ; - la détection des déplacements comprend la détermination d’une quantité de décalage de tissu par rapport à une référence ; - la détermination comprend l’identification de pics de déplacement dans les déplacements avec le temps pour chacun des emplacements et la détermination d’une différence dans le temps entre les pics de déplacement ; - la détermination comprend la corrélation des déplacements avec le temps d’un premier des emplacements avec les déplacements avec le temps d’un deuxième des emplacements ; - le calcul de la vitesse du son comprend le calcul de la vitesse du son dans le patient entre les emplacements ; et comprenant en outre la répétition de la détection, de la détermination et du calcul pour d’autres ensembles d’emplacements répondant à l’onde de cisaillement ; la génération de l’image comprenant la génération d’une image d’une distribution spatiale des vitesses du son pour le patient pour les ensembles d’emplacements ; - l’estimation d’une vitesse d’onde de cisaillement dans le patient, le calcul de la vitesse du son comprenant le calcul à partir du changement dans le temps et de la vitesse d’onde de cisaillement ; - le calcul de la vitesse du son comprend le calcul à partir du changement dans le temps, d’un angle, d’une vitesse d’onde de cisaillement, d’une vitesse par défaut, et d’une distance entre les emplacements donnée avec la vitesse par défaut ; - le calcul de la vitesse du son comprend le calcul à partir d’un premier rapport d’une vitesse de système à ultrasons utilisé sur la vitesse du son et d’un deuxième rapport d’une distance basée sur le système à ultrasons entre les emplacements et d’une distance basée sur l’onde de cisaillement ; - l’onde de cisaillement se déplace à un angle supérieur à 20 degrés et inférieur à 70 degrés par rapport à une ligne à travers les emplacements, et le calcul comprend le calcul comme une fonction de l’angle ; - la génération de l’image comprend la génération d’une image montrant une valeur de la vitesse du son ; - l’utilisation de la vitesse du son dans un formeur de faisceaux du scanner à ultrasons pour imager le patient ; - la transmission comprend la transmission de l’impulsion de force de rayonnement acoustique comme une telle impulsion dans un motif d’impulsions multiples avec la détection étant effectuée en réponse au motif, et dans lequel la détermination comprend la détermination du changement dans le temps à partir de pics multiples dans les déplacements pour chaque emplacement.

Sous un deuxième aspect, un système est proposé pour une imagerie de la vitesse du son. Un formeur de faisceaux de transmission est configuré pour générer une impulsion d’excitation. Un formeur de faisceaux de réception est configuré pour détecter des réponses de tissu à une onde de cisaillement générée par l’impulsion d’excitation. Les réponses sont détectées à chacun d’une pluralité d’emplacements à chacun d’une pluralité de moments. Un processeur d’images est configuré pour estimer la vitesse du son dans le tissu à partir des réponses du tissu à l’onde de cisaillement. Un afficheur est utilisable pour afficher la vitesse du son.

Selon les variantes, le système peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le processeur d’images est configuré pour estimer la vitesse du son comme une fonction d’une vitesse de cisaillement mesurée dans le tissu et d’une différence dans le temps de l’onde de cisaillement passant par les emplacements ; - le processeur d’images est configuré pour estimer la vitesse du son aux emplacements, et dans lequel l’afficheur est configuré pour afficher les vitesses du son à la pluralité des emplacements comme une image ; - le formeur de faisceaux de transmission, le formeur de faisceaux de réception ou les deux du formeur de faisceaux de transmission et du formeur de faisceaux de réception sont configurés pour balayer avec des profils de retard basés sur la vitesse estimée du son.

Sous un troisième aspect, un support de stockage non transitoire lisible par ordinateur a, stockées dans celui-ci, des données représentant des instructions exécutables par un processeur programmé pour estimer une vitesse du son. Le support de stockage inclut des instructions pour : observer une onde cisaillement se propageant dans un milieu avec un scanner à ultrasons, calculer une vitesse du son dans le milieu comme une fonction de (a) une vitesse de cisaillement ou une rigidité et (b) une différence temporelle pour que l’onde de cisaillement se propage jusqu’à différents emplacements dans le milieu, et transmettre la vitesse du son. D’autres aspects et avantages de l’invention sont discutés ci-dessous en conjonction avec les modes de réalisation préférés.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les composants et les figures ne sont pas nécessairement à l’échelle, l’accent étant plutôt mis sur l’illustration des principes de l’invention. De plus, sur les figures, des numéros de référence semblables désignent des parties correspondantes sur les différentes vues.

La Figure 1 est un ordinogramme d’un mode de réalisation d’un procédé pour imager une vitesse du son ; la Figure 2 illustre un exemple d’agencement de propagation d’onde de cisaillement jusqu’à des emplacements de détection de déplacement ; la Figure 3 montre deux profils de déplacement utilisés pour déterminer un changement dans le temps entre des survenues d’une onde de cisaillement ; les Figures 4A et 4B montrent des exemples d’imagerie en mode B avec une vitesse du son supposée et avec une vitesse du son correcte, respectivement ; la Figure 5 illustre un exemple de signaux en fréquence radio délivrés en sortie par un formeur de faisceaux avec les vitesses supposée et correcte du son ; la Figure 6 est un mode de réalisation d’un système pour estimer une vitesse du son dans un tissu.

DESCRIPTION DETAILLEE DES DESSINS ET DES MODES DE REALISATION AUJOURD’HUI PREFERES

La vitesse du son est estimée et imagée en utilisant une onde de cisaillement. En utilisant une impulsion de force de rayonnement acoustique, l’onde de cisaillement est générée. Les déplacements de tissu causés par l’onde de cisaillement sont obtenus pour des emplacements multiples avec un scanner à ultrasons et analysés pour estimer la vitesse du son. Dans un mode de réalisation, la vitesse du son est estimée en observant une onde de cisaillement se propageant dans un milieu. Une rigidité ou une vitesse de cisaillement connue ou pré-estimée est utilisée avec l’information de propagation d’onde de cisaillement pour estimer la vitesse du son.

Puisque le rythme de déplacement d’onde de cisaillement en différents emplacements est déterminé, des ultrasons impulsion-écho peuvent être utilisés pour estimer la vitesse du son. La vitesse du son peut être utile en termes de diagnostic, telle qu’en se corrélant avec un état maladif plus fortement que d’autres mesures (par exemple se corrélant plus fortement qu’une vitesse de cisaillement ou une rigidité de tissu).

La Figure 1 montre un mode de réalisation d’un procédé pour une imagerie de vitesse du son. Un scanner à ultrasons observe une propagation d’onde de cisaillement dans un milieu. La vitesse du son dans ce milieu est calculée comme une fonction de la vitesse de cisaillement ou de la rigidité de tissu et d’une différence temporelle pour que l’onde de cisaillement se propage jusqu’à différents emplacements dans le milieu. Les emplacements échantillonnés par un scanner à ultrasons utilisent une vitesse du son supposée ou définie au préalable, donc sont à une distance de séparation supposée. En suivant l’onde de cisaillement, la distance réelle entre deux emplacements est trouvée sur la base d’une différence temporelle de survenue de l’onde de cisaillement aux emplacements. Le rapport de cette distance réelle sur la distance supposée est le même que le rapport de la vitesse réelle sur la vitesse supposée, de sorte que la vitesse réelle peut être calculée.

Le procédé est mis en œuvre par le système de la Figure 6 ou un système différent. Par exemple, un quelconque scanner à ultrasons connu aujourd’hui ou développé ultérieurement met en œuvre des actions de toutes les actions. Un processeur, un contrôleur ou un processeur d’images du scanner à ultrasons met en œuvre les actions 28-32. À titre d’alternative, un processeur d’un ordinateur ou d’une station de travail séparé(e) ou distant(e) du scanner à ultrasons met en œuvre une quelconque ou plus des actions 28-32. Des formeurs de faisceaux, une mémoire, des détecteurs et/ou autres dispositifs peuvent être utilisés pour acquérir les données, en utilisant les actions 24 et 26. Le scanner à ultrasons, le processeur d’images, l’afficheur ou autre dispositif peut mettre en œuvre l’action 34. Le processeur d’images peut commander les dispositifs pour mettre en œuvre le procédé de la Figure 1.

Des actions additionnelles, différentes, ou en nombre moindre peuvent être prévues. Par exemple, le procédé est mis en œuvre sans transmettre la vitesse à l’action 34. Comme un autre exemple, l’onde de cisaillement est générée sans une transmission ARFI de l’action 24. Dans encore un autre exemple, une vitesse de cisaillement par défaut ou supposée ou autre caractéristique de tissu (par exemple une rigidité) est utilisée au lieu de calculer la vitesse à l’action 30. Dans d’autres exemples, un filtrage ou autre traitement de données est appliqué aux déplacements ou aux vitesses calculées dans le temps et/ou l’espace.

Les actions sont mises en œuvre dans l’ordre décrit ou montré (par exemple de haut en bas), mais peuvent être mises en œuvre dans d’autres ordres. Par exemple, l’action 24 montre la transmission d’une impulsion d’excitation unique. L’action 24 et les actions en réponse 26, 28 et 32 peuvent être répétées pour mesurer sur une région d’intérêt plus grande. Les actions 26, 28 et 32 peuvent être répétées pour mesurer sur une région d’intérêt plus grande ou avec plus d’échantillons en réponse à une même onde de cisaillement. À titre d’un autre exemple, l’action 30 est mise en œuvre avant l’action 24, tel qu’en utilisant une imagerie ARFI pour déterminer la vitesse de cisaillement dans le tissu d’intérêt avant d’utiliser une ARFI pour déterminer la vitesse du son dans ce tissu d’intérêt. À l’action 24, un scanner à ultrasons transmet une poussée ARFI dans un tissu d’un patient. La transmission est un faisceau de transmission focalisé à une profondeur ou une plage de profondeurs sur une ligne de balayage. La profondeur focale est sur la ligne de balayage de transmission.

Sur la base d’un profil de retard pour les éléments du transducteur, le faisceau de transmission ARFI est transmis le long d’une ligne de balayage de transmission. La ligne de balayage est à un angle quelconque par rapport au transducteur, telle que normale au transducteur. Une impulsion ARFI est utilisée pour générer une onde de cisaillement qui se propage à un angle Θ par rapport aux lignes A ou lignes de balayage de détection à l’action 26. Dans un mode de réalisation, la ligne de balayage pour le faisceau de transmission ARFI est à un angle quelconque au sein du champ de vision du transducteur, tel qu’étant dans une plage de ± 30 degrés par rapport à la normale au transducteur. La Figure 2 montre un exemple avec la ligne de balayage de transmission ARFI 40 à un angle Θ d’environ 20 degrés par rapport à la normale. Le point d’origine sur le transducteur est le centre du transducteur, mais peut être décalé par rapport au centre.

Une matrice d’éléments dans un transducteur à ultrasons transmet le faisceau ARFI converti à partir de formes d’ondes électriques. L’énergie acoustique est transmise au tissu dans un patient. La forme d’onde acoustique est transmise comme une contrainte pour générer une onde de cisaillement pour déplacer le tissu. L’excitation est une impulsion d’excitation ultrasonore. L’énergie acoustique est focalisée pour appliquer une énergie suffisante pour causer la génération d’une ou plusieurs onde(s) qui ensuite se déplace(nt) à travers le tissu depuis l’emplacement focal. La forme d’onde acoustique peut elle-même déplacer le tissu. D’autres sources de contrainte peuvent être utilisées, telles qu’une force mécanique externe ou une force interne.

Pour générer l’onde, des excitations haute amplitude ou puissance sont souhaitées. Par exemple, l’excitation a un indice mécanique proche de mais non supérieur à 1,9 en un quelconque des emplacements focaux et/ou dans le champ de vision. Pour être prudent et tenir compte d’une variation de sonde, un index mécanique de 1,7 ou autre niveau peut être utilisé comme la limite supérieure. Des puissances supérieures (par exemple un IM supérieur à 1,9) ou inférieures peuvent être utilisées. L’impulsion d’excitation est transmise avec des formes d’onde ayant un nombre quelconque de cycles. Dans un mode de réalisation, une, la plupart ou la totalité des formes d’onde pour un événement de transmission d’impulsion de poussée a/ont 100-2 000 cycles. Le nombre de cycles est des dizaines, des centaines, des milliers ou plus pour les formes d’onde de transmission continue appliquées aux éléments de la matrice pour l’impulsion d’excitation. Contrairement aux impulsions d’imagerie qui sont 1-5 cycle(s), l’impulsion d’excitation ou de poussée ARFI a un plus grand nombre de cycles pour générer une contrainte suffisante pour faire en sorte que l’onde de cisaillement déplace un tissu avec une amplitude suffisante pour être détectée. L’onde de cisaillement est générée au niveau de la région focale et se propage latéralement depuis la région focale. L’onde de cisaillement se déplace perpendiculairement à la ligne de balayage de transmission. Dans l’exemple de la Figure 2, l’onde de cisaillement se déplace à un angle supérieur à 0 degré (par exemple supérieur à 20) et inférieur à 90 degrés (par exemple inférieur à 70) par rapport à la ligne A ou aux lignes de balayage utilisées pour suivre l’onde de cisaillement. Dans l’exemple spécifique de la Figure 2, l’angle est environ 20 degrés. Les emplacements A, B de suivi à l’action 26 sont le long d’une ligne de balayage normale à la matrice. Les ondes peuvent se déplacer dans des directions multiples. Les ondes réduisent en amplitude au fur et à mesure que les ondes se déplacent à travers le tissu.

Dans un mode de réalisation, une impulsion d’excitation unique est générée. Dans d’autres modes de réalisation, un motif d’impulsions d’excitation peut être généré. Un quelconque motif prédéterminé peut être utilisé, tel que des impulsions se chevauchant dans le temps, mais avec une fréquence, un foyer, ou autre caractéristique différente. Un exemple de motif est une séquence d’excitations avec une courte pause entre les impulsions. La courte pause peut être inférieure à une durée pour une réduction de réverbération et/ou inférieure à une longueur d’une impulsion d’excitation. Le motif donne des excitations différentes avant le suivi à l’action 26. Du fait du motif, une série d’ondes de cisaillement sont générées. Cela résulte en un motif d’ondes et de déplacements correspondants en différents emplacements. Ce motif peut être utilisé pour donner des pics additionnels ou autres informations pour estimer une vitesse. À l’action 26, le scanner à ultrasons mesure ou détecte des déplacements du tissu générés en réponse à la transmission ARFI. La réponse du tissu à l’onde de cisaillement causée par l’excitation est détectée et utilisée pour mesurer le déplacement. L’onde de cisaillement est générée en réponse à la transmission ARFI. La réponse du tissu est une fonction de l’onde créée par le faisceau ARFI et des caractéristiques du tissu. L’onde est suivie en des emplacements multiples. La Figure 2 représente l’onde comme des lignes parallèles à la ligne 40 de balayage de transmission. Pour une onde de cisaillement, l’onde se déplace perpendiculairement à la ligne 40 de balayage de transmission, de sorte que les lignes parallèles sont espacées perpendiculairement à la ligne 40 de balayage de transmission. Les emplacements A, B de suivi sont le long d’une ligne de balayage de réception qui n’est pas parallèle à la ligne de balayage de transmission. L’onde générée est suivie. Le suivi détecte les effets de l’onde plutôt que d’identifier spécifiquement où l’onde est située à un moment donné. Le suivi est effectué par balayage par ultrasons. Pour détecter le déplacement, une énergie ultrasonore est transmise au tissu subissant un déplacement, et des réflexions de l’énergie acoustique sont reçues. Pour détecter une réponse de tissu aux ondes de cisaillement dans une région d’intérêt, des transmissions sont effectuées sur la région, et une détection est effectuée dans la région. Ces autres transmissions visent à détecter les ondes ou le déplacement plutôt qu’à causer l’onde ou le déplacement. Les transmissions pour détection peuvent avoir une puissance moindre et/ou des impulsions courtes (par exemple 1-5 cycles de porteuse).

Un balayage en mode B ou autre le long d’une ou plusieurs ligne(s) de réception est effectué pour le suivi. Le déplacement indique les effets de l’onde, tel qu’aucun déplacement indiquant une absence de l’onde et un déplacement indiquant un mouvement de tissu causé par l’onde. Alors que l’onde passe sur un emplacement donné, le tissu se déplace d’une quantité ou d’une distance qui s’accroît jusqu’à une quantité de pic et ensuite décroît alors que le tissu revient au repos. De façon similaire, pour un moment donné, un emplacement peut être déplacé plus que d’autres emplacements puisque le pic de l’onde est situé au niveau ou à proximité de cet emplacement. Le suivi peut détecter les effets de l’onde à un stade quelconque (à savoir, pas d’onde, déplacement en accroissement, déplacement maximum ou en décroissement).

Le tissu est balayé un nombre multiple de fois pour déterminer le déplacement, tel qu’un balayage d’une région au moins deux fois. Pour déterminer un déplacement à un moment, un retour d’écho échantillon est comparé à une référence. Le déplacement est donné comme la différence ou le décalage entre le balayage de référence (premier balayage) et un balayage ultérieur (mesure de déplacement). Le tissu est balayé en utilisant une quelconque modalité d’imagerie apte à balayer pour un déplacement pendant la réponse du tissu, tel que pendant ou après l’application de l’impulsion d’excitation ARFI.

Pour un balayage aux ultrasons, l’onde est détectée en des emplacements adjacents à et/ou espacés de la région focale pour l’impulsion d’excitation ARFI. Un nombre quelconque d’emplacements latéraux peut être utilisé, tel que deux ou plus. Les emplacements sont le long d’une ou plusieurs ligne(s) de balayage de réception. Des lignes de réception non parallèles et/ou non verticales peuvent être utilisées. Les transmissions pour détection peuvent avoir un profil de faisceau plus large le long d’au moins une dimension, tel que latéralement, pour former simultanément des échantillons de réception le long d’une pluralité de lignes de balayage (par exemple formation de faisceaux de réception simultanément le long de quatre lignes de réception ou plus). Un nombre quelconque de faisceaux de réception simultanés peut être formé, tel que quatre, huit, seize, trente-deux, soixante-quatre ou plus. Dans un mode de réalisation, un formeur de faisceaux de réception parallèles forme des faisceaux pour échantillonner la totalité de la région d’intérêt. Une formation de faisceaux parallèles est utilisée pour balayer la totalité de la région d’intérêt.

Certains ou la totalité des emplacements échantillons sont à des profondeurs différentes. Comme montré sur la Figure 2, les emplacements échantillons A, B sont positionnés de telle manière que l’onde de cisaillement survient à différents moments aux différents emplacements. Des emplacements échantillons à la même profondeur mais sur des lignes de réception différentes ou autres distributions d’emplacements résultant en ce que l’onde de cisaillement passe à différents moments compte tenu de l’origine de l’onde de cisaillement peuvent être utilisés.

Les transmissions de suivi et les faisceaux de réception correspondants sont effectués séquentiellement. Pour échantillonner dans le temps, la transmission de suivi et la réception d’échos provenant des emplacements multiples simultanément sont répétées. La transmission et la réception pour détection ou suivi sont effectuées un nombre multiple de fois pour chaque ligne de réception pour déterminer un changement dû à un déplacement dans le temps. Toute séquence de transmission et de réception peut être utilisée.

Pour déterminer un déplacement, un balayage de référence de la totalité des lignes de réception dans la région d’intérêt est effectué avant la transmission ARFI de l’action 24. Après la transmission ARFI de l’action 24, le suivi permet de mesurer des déplacements par événement de réception. Les échantillons ou les réponses de tissu mesurées sont utilisé(e)s pour déterminer un déplacement à l’action 26.

Le déplacement est calculé à partir des données de balayage aux ultrasons. Le tissu se déplace entre deux balayages. Un balayage de référence est effectué avant la transmission ARFI de l’action 24 et/ou après que l’onde générée a passé l’emplacement. Les données du balayage échantillon ou du balayage de référence sont traduites ou décalées dans une, deux ou trois dimension(s) par rapport aux données dans l’autre balayage. Pour chaque position relative possible, une quantité de similarité est calculée pour les données autour de l’emplacement. La quantité de similarité est déterminée avec une corrélation, telle qu’une corrélation croisée. Une somme minimum de différences absolues ou autre fonction peut être utilisée. Le décalage spatial avec la corrélation la plus haute ou suffisante indique la quantité de déplacement pour un emplacement donné. Dans d’autres modes de réalisation, un déphasage de données reçues pour différents moments est calculé. Le déphasage indique la quantité de déplacement. Dans encore d’autres modes de réalisation, des données représentant une ligne (par exemple axiale) à différents moments sont corrélées pour déterminer un décalage pour chacune d’une pluralité de profondeurs le long de la ligne.

Une impulsion d’excitation ARFI unique est utilisée pour estimer des déplacements pour tous les emplacements. En répétant la détection de déplacements en utilisant des échantillons provenant du suivi répété, les déplacements pour tous les emplacements sont déterminés pour chacun des moments multiples (par exemple échantillonnage toutes les 0,1 ms sur 0-7 ms). Pour surveiller une région plus grande, des impulsions d’excitation et un suivi peuvent être répétés pour d’autres emplacements.

Puisque le moment de déplacement maximum pour un emplacement donné est inconnu, les déplacements échantillonnés peuvent être ou non associés avec un déplacement maximum causé par l’onde passant sur le tissu. La Figure 3 montre un graphique des déplacements pour chacun des deux emplacements A, B comme une fonction du temps. Les échantillons de déplacement comme une fonction du temps pour un emplacement donné sont un profil de déplacement pour cet emplacement. Le profil commence généralement avec pas de déplacement de cisaillement, monte jusqu'à un pic de déplacement représentant une survenue de l’onde de cisaillement, en ensuite retombe jusqu’à l’état stable de pas de déplacement.

La même onde de cisaillement fait qu’un pic de déplacement survient à différents moments pour différents emplacements. La différence temporelle entre emplacements est une fonction de la distance entre les emplacements, de la vitesse de l’onde de cisaillement et d’un angle.

La Figure 3 montre un pic pour chaque emplacement. Lorsqu’un motif d’impulsions d’excitation est utilisé, des ondes multiples peuvent être générées. Selon que les impulsions d’excitation multiples ont un emplacement de foyer, un angle de ligne de balayage de transmission et/ou un temps relatif identique(s) ou différent(s) et selon le moment échantillonné, plus d’un pic peut survenir dans le déplacement comme une fonction du temps. Les déplacements causés par le motif d’ondes sont détectés après que le motif d’impulsions d’excitation est survenu (par exemple après que les ondes de cisaillement multiples ont été générées). À l’action 28, un processeur d’images détermine un changement dans le temps des déplacements avec le temps entre un nombre quelconque d’emplacements. Le changement dans le temps pour un emplacement par rapport à un autre emplacement est une différence temporelle entre des survenues de l’onde de cisaillement aux emplacements. La Figure 3 montre le changement dans le temps comme ΔΤ. Couplée à la vitesse de cisaillement et à l’angle, cette différence dans le temps est utilisée pour déterminer une distance réelle entre les deux emplacements échantillons A, B.

Dans un mode de réalisation, le changement dans le temps est trouvé à partir des profils de déplacement. Le pic est traité comme l’onde de cisaillement. Le moment du pic indique le moment de survenue de l’onde de cisaillement à l’emplacement. D’autres parties du profil peuvent être utilisées à la place du pic. Le pic est identifié comme le déplacement maximum avec le temps, les déplacements mesurés sont comparés pour trouver le maximum. À titre d’alternative, une courbe est ajustée sur les déplacements mesurés, et le maximum de la courbe ajustée est utilisé. Le pic de déplacement est identifié pour chacun des profils de déplacement (à savoir pour chacun des emplacements).

La différence dans le temps est déterminée à partir des pics de déplacement. Chaque pic à un moment correspondant. Dans l’exemple de la Figure 3, le pic pour l’emplacement A survient au moment 5,8 ms et le pic pour l’emplacement B survient au moment 9,6 ms. La différence dans le temps est calculée à partir des moments de survenue des pics. Sur la Figure 3, ΔΤ est 3,8 ms.

Dans un autre mode de réalisation, les profils de déplacement pour les différents emplacements sont corrélés. Différents décalages temporels du profil d’un emplacement par rapport au profil des autres emplacements sont tentés. La quantité de corrélation est calculée pour chaque décalage. Le décalage temporel avec la plus grande corrélation donne la différence dans le temps. D’autres approches peuvent être utilisées.

Avec deux emplacements, la différence dans le temps est entre les deux pics. Lorsque qu’un motif de pics est fourni, tel que dû à la transmission de l’impulsion ARFI avec une forme de front d’onde définie (à savoir un motif), la différence dans le temps a un échantillonnage plus grand. Les différences entre pics respectifs de pics multiples dans chaque profil sont déterminées. Un changement moyen dans le temps est ensuite trouvé.

Lorsque plus de deux emplacements sont échantillonnés, la différence dans le temps peut être trouvée entre différentes combinaisons d’emplacements. Cela augmente l’échantillonnage pour une région de tissu. À l’action 30, la vitesse d’onde de cisaillement ou la rigidité du tissu est obtenue. La valeur est obtenue à partir d’une mémoire ou calculée à partir de mesures. La vitesse ou la rigidité en combinaison avec un changement dans le temps et un angle peut être utilisée pour dériver la distance réelle entre les emplacements A, B. La vitesse ou la rigidité est connue a priori, obtenue après l’action 26 (par exemple obtenue en réponse à une transmission ARFI différente), ou obtenue à partir des déplacements également utilisés pour calculer la vitesse du son.

La vitesse ou la rigidité peut être supposée. Une valeur par défaut (par exemple une moyenne de population pour le tissu d’intérêt) est utilisée. À titre d’alternative, des mesures de déplacement dans le patient spécifique sont utilisées.

Dans un mode de réalisation, le processeur d’images détermine la vitesse d’onde de cisaillement par une distance de l’origine d’onde de cisaillement à l’emplacement échantillon et un moment de survenue de l’onde de cisaillement à l’emplacement. Le profil de déplacement pour un emplacement espacé latéralement du foyer d’ARFI est utilisé. Différents emplacements le long d’une ligne perpendiculaire à la ligne de balayage de transmission s’étendant depuis le foyer d’ARFI peuvent être utilisés.

Différentes approches pour estimer une vitesse de cisaillement peuvent être utilisées. La vitesse est calculée à partir du pic ou des pics. Lorsqu’un motif d’excitations et des ondes résultantes sont utilisés, alors plus d’un pic peut être localisé pour certains ou la totalité des moments. Ce motif résultant de pics peut être utilisé pour estimer la vitesse de l’onde de cisaillement.

Dans un mode de réalisation, le calcul est simplement le temps d’échantillon pour le pic et la distance de l’emplacement du pic depuis la position focale d’ARFl. Ce calcul peut être répété pour d’autres moments, donnant des vitesses à différents emplacements de pics. À titre d’alternative, les moments de pics pour différents emplacements sont utilisés pour estimer une vitesse pour la région de tissu ou région d’intérêt. À titre d’alternative, la vitesse est calculée en utilisant un phasage. Les profils de déplacements comme une fonction du temps pour différents emplacements sont corrélés. Le déphasage et la différence temporelle d’échantillonnage peuvent être utilisés pour déterminer la vitesse.

Dans un autre mode de réalisation, l’ajustement est directement sur une carte bidimensionnelle de déplacements sans identification de pics. L’ajustement peut être pondéré par les grandeurs des déplacements. Les grandeurs de déplacements peuvent être ajustées pour prendre en compte une atténuation d’onde comme une fonction d’une distance avant l’ajustement pondéré de déplacements. Une fois ajustée, la ligne donne une pente ou un angle utilisé(e) pour calculer la vitesse. En utilisant une formation de faisceaux parallèles sur la totalité de la région d’intérêt, l’ajustement résultant peut être moins sensible aux erreurs causées par un mouvement physiologique.

Lorsqu’un motif d’ondes est généré, l’ajustement peut être différent. Pour chaque moment, des pics multiples sont fournis. Les pics peuvent être distingués les uns des autres de telle sorte que les différentes ondes sont séparées. Le motif de génération d’ondes (par exemple emplacement focal et/ou rythme) est utilisé pour faire la distinction. Des vitesses pour chaque onde sont calculées séparément. Les vitesses résultantes peuvent être combinées. À titre d’alternative, des modèles de motifs sont mis en correspondance ou ajustés sur le motif d’emplacements de pics. Le motif de meilleur ajustement est associé avec une vitesse prédéterminée. D’autres approches peuvent être utilisées, telles que l’utilisation d’une séparation des emplacements de pics à un moment donné pour indiquer la vitesse.

Dans un mode de réalisation, la rigidité de tissu est utilisée au lieu ou en plus de la vitesse d’onde de cisaillement. Un calcul quelconque de rigidité peut être utilisé. Par exemple, la rigidité est calculée à partir de la vitesse d’onde de cisaillement en supposant un milieu élastique et isotrope. La rigidité ou module de Young, E, est calculé(e) comme :

où p est la densité et Vs est la vitesse de cisaillement.

Le calcul de la vitesse d’onde de cisaillement ou de la rigidité de tissu peut utiliser les déplacements mesurés à l’action 26. La distance depuis l’origine de l’onde de cisaillement jusqu’à l’emplacement d’échantillon peut ne pas être exacte, mais la vitesse d’onde de cisaillement ou la rigidité résultante peut être suffisamment précise. La supposition de vitesse du son peut résulter en une imprécision de la distance basée sur le formeur de faisceaux entre le foyer d’ARFI et l’emplacement d’échantillon (par exemple, emplacement B). À titre d’alternative, des déplacements mesurés en réponse à une onde de cisaillement différente sont utilisés. Les déplacements peuvent être mesurés pour des emplacements autres que les emplacements utilisés pour calculer la vitesse du son. À l’action 32, le processeur d’images calcule la vitesse du son. La vitesse du son dans la patient spécifique, le tissu spécifique, et/ou un emplacement spécifique de tissu est calculée. La vitesse du son entre les emplacements échantillons A, B est calculée.

La vitesse du son est calculée à partir du changement dans le temps depuis l’action 28 et la vitesse de cisaillement ou la rigidité du tissu de l’action 30. Puisque la vitesse d’onde de cisaillement est connue et que la différence dans le temps de survenue de l’onde de cisaillement aux différents emplacements est mesurée, la distance réelle entre les emplacements peut être déterminée. Le rapport de la distance réelle sur la distance attendue ou basée sur le formeur de faisceaux indique un poids pour la vitesse du son attendue utilisé par le formeur de faisceaux pour fournir la vitesse réelle du son.

En référence à la Figure 2, la vitesse du son est une fonction de la géométrie relative au déplacement de l’onde de cisaillement jusqu’aux emplacements. La vitesse du son, c, est calculée à partir du changement dans le temps ΔΤ, de l’angle Θ, de la vitesse d’onde de cisaillement Vs ou de la rigidité, de la vitesse par défaut du son c’ utilisée par le formeur de faisceaux, et de la distance par défaut d’entre les emplacements échantillons, étant donnée la vitesse par défaut (à savoir la distance attendue en fonction de la formation de faisceau ou de la géométrie de balayage). La distance réelle, d, qui est la composante de la distance de déplacement d’onde de cisaillement dans la direction de la ligne A acquise (à savoir le long de la ligne de balayage de réception passant par A et B), est donnée par :

(1)

La distance par défaut d’ est basée sur le formeur de faisceaux du scanner à ultrasons. La vitesse par défaut c’ est utilisée par le formeur de faisceaux pour attribuer les emplacements échantillons. La distance par défaut d’entre les points A et B est donnée par :

(2) où dt est le changement dans le temps ou ΔΤ et β est un rapport de c’ et c.

(3)

Le rapport du scanner à ultrasons ou de la vitesse par défaut c’ sur la vitesse réelle c est égal au rapport du scanner à ultrasons ou de la distance par défaut d’sur la distance réelle d. la vitesse vraie ou réelle est donnée par :

(4)

Puisque la distance d est déterminée à partir des résultats des actions 28 et 30 et que l’angle de la propagation d’onde de cisaillement par rapport à une ligne passant par les deux emplacements échantillons est connu à partir de la géométrie de balayage, la vitesse réelle est déterminée.

Lorsque plus de deux emplacements échantillons sont utilisés, la détection de l’action 26, la détermination de l’action 28, et le calcul de l’action 32 peuvent être répétés. La même onde de cisaillement et la même vitesse d’onde de cisaillement sont utilisées dans les répétitions. À titre d’alternative, les déplacements pour la totalité des emplacements sont mesurés en utilisant une formation de faisceaux parallèles ou une formation de faisceaux sur une seule ligne, de sorte que l’action 26 n’est pas répétée. Dans d’autres alternatives, la vitesse de cisaillement est différente pour différentes paires d’emplacements, de sorte que l’action 30 est également répétée.

En répétant le calcul de la vitesse du son pour différents ensembles d’emplacements, l’échantillonnage accru peut être utilisé de telle sorte qu’une vitesse moyenne est plus précise. Dans un autre mode de réalisation, la répétition donne des valeurs pour la vitesse du son à chacun(e) de différentes emplacements ou régions. Une carte uni, bi ou tridimensionnelle de mesures de vitesse du son est fournie. La vitesse du son est différente pour un tissu différent et/ou un tissu avec des caractéristiques différentes. À l’action 34, le processeur d’images transmet la vitesse ou les vitesses calculée(s). La transmission se fait vers un autre composant du système à ultrasons ou hors du système à ultrasons. Par exemple, la vitesse est transmise à une mémoire, un formeur de faisceaux, un afficheur et/ou un réseau.

Une image de la vitesse du son peut être générée et transférée jusqu’à l’afficheur. L’image inclut la vitesse comme un texte, tel qu’une représentation alphanumérique. Dans un mode de réalisation, une seule vitesse du son est déterminée. Un utilisateur positionne un pointeur sur une image. En réponse, le scanner à ultrasons délivre en sortie une vitesse du son calculée pour ce point. Un graphique, un codage couleurs, une intensité, ou autre modulation par la vitesse peut être utilisé(e). A titre d’alternative, l’image inclut une distribution spatiale de vitesses du son pour différents emplacements. Une représentation uni, bi ou tridimensionnelle de la vitesse comme une fonction de l’emplacement est rendue sur l’afficheur. La grille d’affichage peut être différente de la grille de balayage et/ou d’une grille pour laquelle des déplacements sont calculés. Une couleur, une luminosité, une luminance, une tonalité ou autre caractéristiques de pixels est modulée comme une fonction de la vitesse du son. Une variation de vitesse par région peut être visualisée.

Dans un autre exemple, la vitesse est transmise à un formeur de faisceaux. La vitesse est transmise au contrôleur formeur de faisceaux, formeur de faisceaux de réception et/ou formeur de faisceaux de transmission. A titre d’alternative, la vitesse est utilisée pour déterminer un profil de retard ou de phase, et le profil est transmis au formeur de faisceaux. En utilisant la vitesse du son ou les vitesses du son réelle(s), le format de focalisation et de balayage du formeur de faisceaux est contrôlé pour accroître une résolution ou pour un balayage plus précis.

Les Figures 4A et 4B montrent des exemples utilisant la vitesse supposée et réelle du son dans la formation de faisceaux d’un scanner à ultrasons pour imager un fantôme avec divers réflecteurs en point ou en ligne (spots lumineux). Des images en mode B sont générées, mais d’autres types d’imagerie peuvent être utilisés. Sur la Figure 4A, la vitesse du son est supposée être 1 450 m/s. Sur la Figure 4B, la vitesse réelle du son de 1 540 m/s est utilisée. Les réflecteurs en point ou en ligne sont plus définis ou moins flous sur la Figure 4B. L’utilisation de la vitesse réelle du son peut améliorer la capacité d’un échographiste à distinguer une anatomie et/ou un état de tissu, ce qui aide au diagnostic. La vitesse réelle du son résulte également en une indication de distance plus fiable. Noter que la plage de profondeur depuis le transducteur (0 cm) jusqu’à la profondeur la plus éloignée sur la Figure 4A est inférieure à celle de la Figure 4B du fait d’une compression de la distance par la vitesse imprécise du son.

La Figure 5 est une représentation graphique des échantillons formés en faisceaux ou des données en fréquence radio depuis environ 2,5 cm le long de l’axe x des deux Figures 4A et 4B. Les données en fréquence radio représentent une réponse d’écho provenant de trois réflecteurs le long de cette ligne verticale sur les Figures 4A et 4B. En résultat, la Figure 5 montre trois instances d’intensité accrue de signal pour chacun des deux signaux en fréquence radio. Du fait de l'utilisation d’une vitesse du son supposée, les trois instances d’intensité accrue pour la Figure 4A surviennent plus près du transducteur et avec moins de distance entre les instances. L’utilisation de la vitesse correcte du son modifie la distance, donnant une distance vraie entre les points.

La Figure 6 montre un mode de réalisation d’un système pour imager une vitesse du son. En réunissant des données de balayage en réponse au tissu répondant à un déplacement d’onde de cisaillement, la vitesse du son est déterminée.

Le système est un système d’imagerie par ultrasons pour diagnostic médical. Dans d’autres modes de réalisation, le système est un ordinateur personnel, une station de travail, une station PACS, ou autre agencement en un même emplacement ou distribué sur un réseau pour une imagerie en temps réel ou post-acquisition.

Le système met en œuvre le procédé de la Figure 1 ou d’autres procédés. Le système inclut un formeur de faisceaux de transmission 12, un transducteur 14, un formeur de faisceaux de réception 16, un processeur d’images 18, un afficheur 20 et une mémoire 22. Des composants additionnels, différents ou en nombre moindre peuvent être prévus. Par exemple, une entrée d’utilisateur est prévue pour une désignation manuelle ou assistée d’une région d’intérêt pour laquelle des informations doivent être obtenues.

Le formeur de faisceaux de transmission 12 est un émetteur d’ultrasons, une mémoire, un pulseur, un circuit analogique, un circuit numérique, ou des combinaisons de ceux-ci. Le formeur de faisceaux de transmission 12 est configuré pour générer des formes d’ondes pour une pluralité de canaux avec des amplitudes, des retards, et/ou un phasage différents ou relatifs. Les formes d’ondes sont générées et appliquées à des éléments du transducteur 14 avec un(e) quelconque rythme ou fréquence de répétition d’impulsions. Par exemple, le formeur de faisceaux de transmission 12 génère une impulsion d’excitation pour générer une onde de cisaillement dans une région d’intérêt et génère des transmissions correspondantes pour suivre des déplacements résultants avec des ultrasons. Le formeur de faisceaux de transmission 12 peut être configuré pour générer une séquence ou autre combinaison d’impulsions d’excitation pour générer des ondes multiples devant être suivies.

Le formeur de faisceaux de transmission 12 se connecte avec le transducteur 14, tel que par l’intermédiaire d’un commutateur de transmission/réception. À la transmission d’ondes acoustiques depuis le transducteur 14, un ou plusieurs faisceau(x) est/sont formé(s) pendant un événement de transmission donné. Les faisceaux sont des impulsions d’excitation et/ou des faisceaux de suivi. Pour balayer un déplacement de tissu, une séquence de faisceaux de transmission sont générés pour balayer une région en une, deux ou trois dimension(s). Des formats de balayage par secteurs, Vector®, linéaires ou autres peuvent être utilisés. Le balayage par le formeur de faisceaux de transmission 12 se fait après transmission de l’impulsion d’excitation (à savoir impulsion de poussée ARFI), mais peut inclure un balayage pour des trames de référence utilisées dans le suivi avant transmission de l’impulsion d’excitation. Les mêmes éléments du transducteur 14 sont utilisés à la fois pour le balayage et le déplacement de tissu, mais des éléments, des transducteurs et/ou des formeurs de faisceaux différents peuvent être utilisés.

Le transducteur 14 est un réseau à 1, 1,25, 1,5, 1,75 ou 2 dimension(s) d’éléments de membranes piézoélectriques ou capacitifs. Le transducteur 14 inclut une pluralité d’éléments pour une transduction entre énergies acoustique et électrique. Par exemple, le transducteur 14 est une matrice PZT unidimensionnelle avec environ 64-256 éléments.

Le transducteur 14 se connecte avec le formeur de faisceaux de transmission 12 pour convertir des formes d’ondes électriques en formes d’ondes acoustiques, et se connecte avec le formeur de faisceaux de réception 16 pour convertir des échos acoustiques en signaux électriques. Le transducteur 14 transmet l’impulsion d’excitation et des faisceaux de suivi. Les formes d’ondes sont focalisées au niveau d’une région de tissu ou d’un emplacement d’intérêt dans le patient. Les faisceaux de transmission décrivent un angle par rapport au transducteur à un quelconque de divers angles à l’intérieur d’un champ de vision du transducteur 14. Les formes d’ondes acoustiques sont générées en réponse à l’application des formes d’ondes électriques aux éléments de transducteur. Pour balayer avec des ultrasons pour détecter un déplacement, le transducteur 14 transmet une énergie acoustique et reçoit des échos. Des signaux de réception sont générés en réponse à une énergie ultrasonore (échos) venant frapper les éléments du transducteur 14.

Le formeur de faisceaux de réception 16 inclut une pluralité de canaux avec des amplificateurs, des retards, et/ou des rotateurs de phase, et un ou plusieurs sommateurs. Chaque canal se connecte avec un ou plusieurs élément(s) de transducteur. Le formeur de faisceaux de réception 16 applique des retards relatifs, des phases, et/ou une apodisation pour former un ou plusieurs faisceau(x) de réception en réponse à chaque transmission pour la détection de la réponse de tissu ou le suivi. Une focalisation dynamique à la réception peut être prévue. Lorsqu’une seule profondeur ou plage de profondeurs est d’intérêt, une focalisation dynamique peut être ou non prévue. Le formeur de faisceaux de réception 16 délivre en sortie des données représentant des emplacements spatiaux en utilisant les signaux acoustiques reçus. Des retards relatifs et/ou un phasage et une sommation de signaux provenant de différents éléments donnent une formation de faisceaux. Dans d’autres modes de réalisation, le formeur de faisceaux de réception 16 est un processeur pour générer des échantillons en utilisant une transformée de Fourier ou autre.

Pour une formation de faisceaux de réception parallèles, le formeur de faisceaux de réception 16 est un formeur de faisceaux de réception parallèles configuré pour inclure des ensembles additionnels de canaux et des additionneurs correspondants. Chaque canal applique des retards relatifs et/ou un phasage pour former un faisceau avec l’additionneur. Le formeur de faisceaux de réception 16 peut avoir un nombre quelconque N d’ensembles de canaux et d’additionneurs. N est un entier de 1 ou plus, pour former un nombre correspondant de faisceaux simultanément ou en réponse à un même faisceau de transmission de suivi. Les faisceaux de réception peuvent être formés comme un échantillonnage régulier d’espace dans une région d’intérêt. Les emplacements sont échantillonnés simultanément par des faisceaux de réception respectifs formés par le formeur de faisceaux de réception 16.

Le formeur de faisceaux de réception 16 peut inclure un filtre, tel qu’un filtre pour isoler des informations à une deuxième harmonique ou autre bande de fréquences par rapport à la bande de fréquences de transmission. De telles informations peuvent plus probablement inclure un tissu désiré, un agent de contraste, et/ou des informations de flux.

Le formeur de faisceaux de réception 16 délivre en sortie des données sommées en faisceaux représentant des emplacements spatiaux. Des données pour un emplacement unique, des emplacements le long d’une ligne, des emplacements pour une zone, ou des emplacements pour un volume sont délivrées en sortie. Les données peuvent avoir différents buts. Par exemple, des balayages différents sont exécutés pour des données en mode B ou de détection de tissu et pour une détection d’onde de cisaillement ou longitudinale. À titre d’alternative, les données en mode B sont également utilisées pour déterminer un déplacement causé par une onde de cisaillement ou longitudinale.

Le formeur de faisceaux de réception 16 est configuré pour détecter des réponses de tissu à l’onde générée par l’impulsion d’excitation. Le tissu est balayé. Les signaux de réception générés par le formeur de faisceaux de réception 16 représentent une réponse du tissu au moment de l’échantillonnage. Différents emplacements sont échantillonnés simultanément.

Puisque le tissu est soumis à un déplacement quelconque causé par l’onde, la réponse de tissu est capturée par l’échantillonnage. Les réponses acoustiques sont détectées à chacun d’une pluralité d’emplacements à chacun d’une pluralité de moments. Les réponses du tissu à plus d’une onde peuvent être détectées. Le formeur de faisceaux de réception 16 détecte une réponse de tissu à une onde de cisaillement à chacun d’une pluralité d’emplacements à chacun d’une pluralité de moments.

Le processeur d’images 18 ou un contrôleur séparé de formeur de faisceaux configure les formeurs de faisceaux 12,16. En chargeant des valeurs dans des registres ou une table utilisés pour une opération, les valeurs de paramètres d’acquisition utilisés par les formeurs de faisceaux 12, 16 pour une imagerie ARFI ou autre sont fixées. Les valeurs incluent des profils de retard ou de phase qui reposent sur la vitesse du son. Pour un balayage donné, le formeur de faisceaux de transmission 12 et/ou le formeur de faisceaux de réception 16 utilise(nt) une vitesse du son donnée ou par défaut. Un(e) quelconque structure ou format de commande peut être utilisé(e) pour établir l’imagerie. Les formeurs de faisceaux 12, 16 sont fait acquérir des données pour une imagerie à un débit de trames et/ou avec une résolution. Différentes valeurs d’un ou plusieurs paramètre(s) d’acquisition peuvent résulter en un débit de trames et/ou une résolution différent(e).

Le processeur d’images 18 est un détecteur en mode B, un détecteur Doppler, un détecteur Doppler à ondes pulsées, un processeur de corrélations, un processeur de transformées de Fourier, un circuit intégré spécifique, un processeur général, un processeur de commande, une matrice prédiffusée programmable par l’utilisateur, un processeur de signaux numériques, un circuit analogique, un circuit numérique, des combinaisons de ceux-ci ou autre dispositif connu aujourd’hui ou développé ultérieurement pour calculer des déplacements à partir de réponses délivrées en sortie par le formeur de faisceaux de réception 16, calculer une vitesse de cisaillement, calculer des différences dans le temps et/ou calculer une vitesse du son.

Dans un mode de réalisation, le processeur d’images 18 inclut un ou plusieurs détecteur(s) et un processeur séparé. Le processeur séparé est un processeur de commande, un processeur général, un processeur de signaux numériques, une unité de traitement graphique, un circuit intégré spécifique, une matrice prédiffusée programmable par l’utilisateur, un réseau, un serveur, un groupe de processeurs, un chemin de données, des combinaisons de ceux-ci ou autre dispositif connu aujourd’hui ou développé ultérieurement pour déterminer un déplacement et/ou calculer une vitesse du son à partir des déplacements. Le processeur 18 est configuré par logiciel et/ou matériel pour mettre les actions en œuvre.

Dans un mode de réalisation pour une imagerie de vitesse du son, le processeur 18 estime un déplacement de tissu pour chacun d’une pluralité d’emplacements latéraux avec le temps. Les déplacements survenant à différents moments sont estimés pour chaque emplacement. Par exemple, des estimations de déplacements pour les divers emplacements sont formées pour chacun des moments multiples d’échantillonnage. Les données délivrées en sortie par le formeur de faisceaux de réception 16 sont utilisées pour déterminer les déplacements à chaque emplacement pour chacun des différents moments. Les déplacements peuvent être obtenus en corrélant ou de toute autre manière en déterminant un niveau de similarité entre des données de référence et des données obtenues pour représenter le tissu à un moment.

Le processeur d’images 18 peut être configuré pour estimer la vitesse d’onde de cisaillement ou autre caractéristique de tissu à partir des déplacements utilisés pour calculer une vitesse de son ou de déplacements mesurés en réponse à une onde de cisaillement différente. Un ou plusieurs pic(s) dans un profil des déplacements comme une fonction du temps est/sont trouvé(s). Sur la base de la distance du foyer d’impulsion d’excitation jusqu’à l’emplacement échantillon et du moment de survenue de l’onde de cisaillement à l’emplacement échantillon, le processeur d’images 18 calcule la vitesse d’onde de cisaillement. Dans un autre exemple, le processeur 18 calcule une rigidité de tissu, une viscosité et/ou un module. Le processeur 18 peut calculer d’autres propriétés, telles qu’une contrainte ou une élasticité. Dans d’autres modes de réalisation, une valeur supposée ou par défaut de la vitesse d’onde de cisaillement est utilisée à la place d’une valeur mesurée.

Le processeur d’images 18 est configuré pour estimer la vitesse du son dans le tissu à partir des réponses du tissu à l’onde de cisaillement. La vitesse du son est estimée à partir des déplacements. Les déplacements dans le temps pour chaque emplacement sont comparés pour trouver une différence du moment de survenue de l’onde de cisaillement aux emplacements. Lorsque la ligne de transmission pour l’onde de cisaillement n’est pas parallèle à une ligne passant par les emplacements échantillons, l’onde de cisaillement arrive à ou passe par chacun des emplacements à un moment différent. L’angle pour la ligne de balayage de transmission pour l’ARFI par rapport à la ligne passant par les emplacements échantillons, la différence dans le temps et la vitesse de l’onde de cisaillement sont utilisés pour calculer la distance réelle entre les emplacements échantillons. La vitesse du son basée sur le formeur de faisceaux et la distance entre les emplacements sont utilisées avec la distance réelle pour calculer la vitesse du son. Le rapport de la distance réelle sur la distance du formeur de faisceaux est égale au rapport de la vitesse réelle du son sur la vitesse du son du formeur de faisceaux, permettant que le processeur d’images 18 calcule la vitesse du son.

La vitesse du son est estimée pour un emplacement, tel qu’un emplacement désigné par un utilisateur. À titre d’alternative, la vitesse du son est estimée pour chacun d’une pluralité d’emplacements. Le processeur d’images 18 détermine une distribution spatiale de vitesses du son dans le patient.

Le processeur 18 génère et délivre en sortie une image ou des valeurs d’affichage représentées à partir de la vitesse du son sur l’afficheur 20. Un texte ou une indication numérique de la vitesse du son est affiché(e) pour l’utilisateur. Dans un mode de réalisation, la vitesse du son est affichée comme une fonction d’un emplacement. Des valeurs, des graphiques et/ou des représentations de tissu peuvent être affichés en utilisant la vitesse à différents emplacements. Pour une représentation du tissu, la vitesse du son module la couleur, la tonalité, la luminosité et/ou autre caractéristique d’affichage pour différents pixels représentant une région de tissu. Le processeur d’images 18 détermine une valeur de pixel (par exemple RVB) ou une valeur scalaire convertie en une valeur de pixel. L’image est générée comme les valeurs scalaires ou de pixels. L’image peut être délivrée en sortie vers un processeur vidéo, une table de recherche, une table de couleurs, ou directement vers l’afficheur 20. L’afficheur 20 est un afficheur à tube cathodique, un afficheur LCD, un afficheur à plasma, un projecteur, une imprimante ou autre dispositif pour afficher une image ou une séquence d’images. Un quelconque afficheur 20 connu aujourd’hui ou développé ultérieurement peut être utilisé. L’afficheur 20 est utilisable pour afficher une image ou une séquence d’images. L’afficheur 20 affiche des images bidimensionnelles ou des représentations tridimensionnelles. L’afficheur 20 affiche une ou plusieurs image(s) représentant la vitesse du son dérivée des déplacements causés par l’onde de cisaillement. Une table, un rapport patient ou une représentation de tissu est affiché(e) avec la vitesse incluse. Comme un autre exemple, une vitesse du son associée avec un emplacement indiqué sur une image bidimensionnelle ou une représentation tridimensionnelle en mode B est affichée. À titre d’alternative ou en outre, l’image est un graphique. Dans encore d’autres modes de réalisation, une image en mode B avec une superposition de modulation de couleur pour la vitesse du son est affichée.

Le processeur d’images 18 peut transmettre la vitesse du son au formeur de faisceaux de transmission 12, au formeur de faisceaux de réception 16 ou aux deux. La transmission vers les formeurs de faisceaux 12/14 peut être vers un contrôleur de formeur de faisceaux. La valeur de vitesse du son elle-même ou la vitesse du son telle qu’incorporée dans des profils de retard/phase sur la base de la vitesse du son sont transmises, les formeurs de faisceaux 12, 14 sont configurés pour balayer en utilisant des profils de retard et/ou de phase basés sur la vitesse du son. L’utilisation de la vitesse du son mesurée ou réelle pour le tissu du patient pour configurer les formeurs de faisceaux 12, 14 peut résulter en une représentation spatiale plus précise. La vitesse du son estimée est utilisée pour opérer les formeurs de faisceaux 12, 14 dans un balayage suivant d’un type quelconque (par exemple imagerie en mode B). La vitesse est estimée une fois pour une session d’imagerie donnée. Dans d’autres modes de réalisation, la vitesse est périodiquement estimée sur toute une session d’imagerie pour un patient.

Le processeur 18, le formeur de faisceaux de réception 16 et le formeur de faisceaux de transmission 12 fonctionnent conformément à des instructions stockées dans la mémoire 22 ou une autre mémoire. Les instructions configurent le système pour la mise en oeuvre des actions de la Figure 1. Les instructions configurent le processeur d’images 18, le formeur de faisceaux de réception 16 et/ou le formeur de faisceaux de transmission 12 pour une opération en étant chargées dans un contrôleur, en causant le chargement d’une table de valeurs et/ou en étant exécutées. Le formeur de faisceaux de transmission 12 est configuré par les instructions pour causer la génération d’un faisceau d’excitation, de faisceaux de suivi et/ou autres faisceaux d’imagerie. Le formeur de faisceaux de réception 16 est configuré par les instructions pour acquérir des données pour le suivi et/ou l’imagerie. Le processeur d’images 18 est configuré pour estimer des déplacements et des vitesses du son à partir des déplacements.

La mémoire 22 est un support de stockage non transitoire lisible par ordinateur. Les instructions pour mettre en oeuvre les processus, les procédés et/ou les techniques discutés ici sont prévues sur le support de stockage lisible par ordinateur ou des mémoires, telles qu’un cache, un tampon, une RAM, un support amovible, un disque dur ou autre support de stockage lisible par ordinateur. Les supports de stockage lisibles par ordinateur incluent divers types de support de stockage volatiles et non volatiles. Les fonctions, actions ou tâches illustrées sur les figures ou décrites ici sont exécutées en réponse à un ou plusieurs ensemble(s) d’instructions stocké(s) dans ou sur un support de stockage lisible par ordinateur. Les fonctions, actions ou tâches sont indépendantes du type particulier d’ensemble d’instructions, de support de stockage, de processeur ou de stratégie de traitement et peuvent être mises en œuvre par un logiciel, un matériel, des circuits intégrés, un micrologiciel, un microcode et similaire, fonctionnant seul ou en combinaison. De la même manière, des stratégies de traitement peuvent inclure un multitraitement, un traitement multitâches ou parallèle, et similaire.

Dans un mode de réalisation, les instructions sont stockées sur un dispositif de support amovible pour lecture par des systèmes locaux ou distants. Dans d’autres modes de réalisation, les instructions sont stockées en un emplacement distant pour transfert par l’intermédiaire d’un réseau informatique ou sur des lignes téléphoniques. Dans encore d’autres modes de réalisation, les instructions sont stockées dans un ordinateur, une UC, une unité de traitement graphique ou un système donné(e).

Si l’invention a été décrite ci-dessus en référence à divers modes de réalisation, il doit être entendu que de nombreux changements et de nombreuses modifications peuvent être apportés sans se départir de la portée de l’invention. Il est donc prévu que la description détaillée qui précède soit considérée comme illustrative plutôt que comme limitative.

Claims (20)

1. Revendications

   1. Procédé d’imagerie de vitesse du son, le procédé comprenant : la transmission, avec un scanner à ultrasons, d’une impulsion de force de rayonnement acoustique dans un tissu d’un patient le long d’une première ligne ; la détection, avec le scanner à ultrasons, de déplacements avec le temps du tissu générés en réponse à une onde de cisaillement résultant de l’impulsion de force de rayonnement acoustique, les déplacements étant détectés à chacun d’au moins deux emplacements espacés de la première ligne ; la détermination d’un changement dans le temps des déplacements avec le temps pour un premier des emplacements par rapport aux déplacements avec le temps d’un deuxième des emplacements ; le calcul d’une vitesse du son dans le patient à partir du changement dans le temps ; et la génération d’une image de la vitesse du son.
2. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la transmission comprend la transmission de l’impulsion de force de rayonnement acoustique telle que focalisée à une profondeur le long de la première ligne, et dans lequel la détection comprend la détection avec au moins un des emplacements étant à une profondeur différente et avec les emplacements étant le long d’une deuxième ligne différente de la première ligne.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la transmission comprend la transmission avec la première ligne étant à un angle à l’écart de la normale à un transducteur, et dans lequel la détection comprend la détection avec les emplacements le long d’une deuxième ligne à un angle différent par rapport au transducteur de celui de la première ligne.
4. 4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la détection des déplacements avec le temps comprend la détection d’un profil de déplacement pour chacun des emplacements.
5. 5. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la détection des déplacements comprend la détermination d’une quantité de décalage de tissu par rapport à une référence.
6. 6. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la détermination comprend l’identification de pics de déplacement dans les déplacements avec le temps pour chacun des emplacements et la détermination d’une différence dans le temps entre les pics de déplacement.
7. 7. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la détermination comprend la corrélation des déplacements avec le temps d’un premier des emplacements avec les déplacements avec le temps d’un deuxième des emplacements.
8. 8. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le calcul de la vitesse du son comprend le calcul de la vitesse du son dans le patient entre les emplacements ; et comprenant en outre la répétition de la détection, de la détermination et du calcul pour d’autres ensembles d’emplacements répondant à l’onde de cisaillement ; dans lequel la génération de l’image comprend la génération d’une image d’une distribution spatiale des vitesses du son pour le patient pour les ensembles d’emplacements.
9. 9. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre l’estimation d’une vitesse d’onde de cisaillement dans le patient ; dans lequel le calcul de la vitesse du son comprend le calcul à partir du changement dans le temps et de la vitesse d’onde de cisaillement.
10. 10. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le calcul de la vitesse du son comprend le calcul à partir du changement dans le temps, d’un angle, d’une vitesse d’onde de cisaillement, d’une vitesse par défaut, et d’une distance entre les emplacements donnée avec la vitesse par défaut.
11. 11. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le calcul de la vitesse du son comprend le calcul à partir d’un premier rapport d’une vitesse de système à ultrasons utilisé sur la vitesse du son et d’un deuxième rapport d’une distance basée sur le système à ultrasons entre les emplacements et d’une distance basée sur l’onde de cisaillement.
12. 12. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l’onde de cisaillement se déplace à un angle supérieur à 20 degrés et inférieur à 70 degrés par rapport à une ligne à travers les emplacements, et le calcul comprend le calcul comme une fonction de l’angle.
13. 13. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la génération de l’image comprend la génération d’une image montrant une valeur de la vitesse du son.
14. 14. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre l’utilisation de la vitesse du son dans un formeur de faisceaux du scanner à ultrasons pour imager le patient.
15. 15. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la transmission comprend la transmission de l’impulsion de force de rayonnement acoustique comme une telle impulsion dans un motif d’impulsions multiples avec la détection étant effectuée en réponse au motif, et dans lequel la détermination comprend la détermination du changement dans le temps à partir de pics multiples dans les déplacements pour chaque emplacement.
16. 16. Système pour imager une vitesse du son, le système comprenant : un formeur de faisceaux de transmission configuré pour générer une impulsion d’excitation ; un formeur de faisceaux de réception configuré pour détecter des réponses de tissu à une onde de cisaillement générée par l’impulsion d’excitation, les réponses étant détectées à chacun d’une pluralité d’emplacements à chacun d’une pluralité de moments ; un processeur d’images configuré pour estimer la vitesse du son dans le tissu à partir des réponses du tissu à l’onde de cisaillement ; et un afficheur utilisable pour afficher la vitesse du son.
17. 17. Système selon la revendication 16 dans lequel le processeur d’images est configuré pour estimer la vitesse du son comme une fonction d’une vitesse de cisaillement mesurée dans le tissu et d'une différence dans le temps de l’onde de cisaillement passant par les emplacements.
18. 18. Système selon la revendication 16 dans lequel le processeur d’images est configuré pour estimer la vitesse du son aux emplacements, et dans lequel l’afficheur est configuré pour afficher les vitesses du son à la pluralité des emplacements comme une image.
19. 19. Système selon la revendication 16 dans lequel le formeur de faisceaux de transmission, le formeur de faisceaux de réception ou les deux du formeur de faisceaux de transmission et du formeur de faisceaux de réception sont configurés pour balayer avec des profils de retard basés sur la vitesse estimée du son.
20. 20. Support de stockage non transitoire lisible par ordinateur ayant, stockées dans celui-ci, des données représentant des instructions exécutables par un processeur programmé pour estimer une vitesse du son, le support de stockage comprenant des instructions pour : observer une onde de cisaillement se propageant dans un milieu avec un scanner à ultrasons ; calculer une vitesse du son dans le milieu comme une fonction de (a) une vitesse de cisaillement ou une rigidité et (b) une différence temporelle pour que l’onde de cisaillement se propage jusqu’à différentes positions dans le milieu ; et transmettre la vitesse du son.