FR3079406A1

FR3079406A1 - Balayage de fréquence pour une impulsion à force de rayonnement acoustique

Info

Publication number: FR3079406A1
Application number: FR1902935A
Authority: FR
Inventors: Yassin Labyed
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2019-10-04
Anticipated expiration: 2039-03-21
Also published as: CN110301936A; US11337679B2; KR102257942B1; DE102019107227A1; KR20190113626A; US20190298312A1; CN110301936B; FR3079406B1

Abstract

Balayage de fréquence pour une impulsion à force de rayonnement acoustique Procédé pour fréquence balayée, dans lequel on émet (30) un faisceau d’émission à un balayage de fréquence, sous la forme d’une impulsion de force de rayonnement acoustique où des fréquences différentes du faisceau d’émission sont focalisées à des profondeurs différentes ; on suit (36) des déplacements de tissu à des profondeurs différentes et on produit (38) une image, l’image étant une fonction du déplacement du tissu à des profondeurs différentes. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Titre de l'invention : Balayage de fréquence pour une impulsion à force de rayonnement acoustique [0001] Arrière-plan [0002] Les présents modes de réalisation se rapportent à une imagerie par impulsion à force de rayonnement acoustique (ARFI). En émettant une impulsion de poussée ARFI, on peut utiliser les ultrasons pour déplacer du tissu directement ou par production d’une onde de cisaillement ou longitudinale. On peut mesurer le déplacement provenant de l’impulsion de poussée en utilisant, en outre, un balayage à ultrasons. L’élasticité, le cisaillement ou d’autres type d’imagerie paramétrique mesure des caractéristiques du tissu reposant sur le déplacement provoqué par l’impulsion ARFI. Du tissu ayant des caractéristiques différentes réagit différemment au déplacement.

[0003] F’impulsion ARFI est émise sous la forme d’un faisceau focalisé. Ee faisceau a une forme de sablier, la partie étroite étant au foyer unique. Fa forme du faisceau entraîne une réaction non uniforme, ce qui se traduit par un petit rapport signal à bruit des déplacements mesurés en certains emplacements. Il s’ensuit qu’une plage limitée d’emplacements est disponible pour mesurer des caractéristiques du tissu pour une impulsion ARFI donnée. Pour mesurer sur une plage de profondeurs, on produit une séquence rapide d’impulsions ARFI distinctes focalisée à des profondeurs différentes. Eatéralement, la largeur étroite du faisceau au point focal limite l’étendue latérale où des mesures peuvent être appliquées. On répète des impulsions de poussée ARFI pour mesurer le déplacement à des emplacements différents à distance latéralement. Fa répétition de l’ARFI peut provoquer un chauffage non souhaité du transducteur et peut introduire des retards dans le balayage.

[0004] Au brevet U.S. N°. 9.332.963, un foyer de l’ARFI est balayé sur la profondeur pour obtenir une poussée plus uniforme sur la profondeur. Il s’ensuit que la plage de profondeur de l’imagerie que l’on peut utiliser est agrandie et que des artéfacts d’image provoqués par la forme en sablier d’une impulsion ARFI à foyer fixé sont réduits. En raison de l’atténuation, l’intensité de l’impulsion de poussée ARFI décroît avec la profondeur. Balayer le foyer peut ne pas être adéquat pour compenser cette perte.

[0005] RESUME [0006] A titre d’introduction, les modes de réalisation préférés décrits ci-dessous comprennent des procédés, instructions et systèmes pour fréquence balayée dans un balayage à impulsion à force de rayonnement acoustique (ARFI). On utilise des fréquences différentes à des instants différents pendant l’ARFI. On focalise, par exemple, des fréquences différentes à des profondeurs différentes dans le faisceau d’émission ARFI. Comme on utilise le balayage de fréquence pour l’ARFI plutôt qu’une impulsion d’émission pour laquelle on reçoit des échos, le taux de changement de la fréquence n’est pas régi par la vitesse du son. Le taux de changement de la fréquence peut être réglable ou fixé sur la base d’autres facteurs, tels que le type de tissu. En combinaison avec une position focale variant dans le temps, le balayage de la fréquence peut mieux compenser une perte par rapport à un balayage du foyer seul. Le balayage de la fréquence peut mieux compenser une perte par rapport à un foyer ponctuel unique ARFI.

[0007] Suivant une première facette, on émet, par le système à ultrasons et à partir d’un transducteur à ultrasons, un faisceau d’émission à un balayage de fréquence, sous la forme d’une impulsion de force de rayonnement acoustique où des fréquences différentes du faisceau d’émission sont focalisées à des profondeurs différentes ; on suit, par le système à ultrasons utilisant le transducteur à ultrasons, des déplacements de tissu à des profondeurs différentes, le déplacement se faisant en réaction à l’impulsion de force de rayonnement acoustique et on produit une image, l’image étant une fonction du déplacement du tissu à des profondeurs différentes.

[0008] De préférence,

- l’émission comprend émettre le faisceau d’émission au balayage de fréquence et à une position focale variant dans le temps ;

- l’émission comprend produire le faisceau d’émission avec des formes d’onde, qui sont entretenues en fonction du temps et qui ont une centaine de cycles ou plus ;

- l’émission comprend émettre avec un changement dans les fréquences en fonction du temps qui est réglable ;

- l’émission comprend émettre avec un changement différent de celui reposant sur une vitesse du son et suivre comprend suivre sans recevoir d’écho du faisceau d’émission ;

- l’émission comprend émettre avec un réglage du changement, qui est une vitesse de changement réglé sur la base d’un type de tissu, d’une dimension d’une région à laquelle on s’intéresse et d’une position de la région à laquelle on s’intéresse ;

- l’émission comprenant l’émission avec la position focale variant dans le temps, comprend produire des formes d’onde d’élément sous la forme d’une fonction delta de Kronecker d’une plage de profondeur et avec une fonction sinusoïdale d’une plage de fréquence.

[0009] Suivant une deuxième facette, il est prévu un système pour une fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique, caractérisé en ce que le système comprend un transducteur à ultrasons pour émettre une impulsion à force de rayonnement acoustique dans un patient ; un formeur de faisceau d’émission configuré pour produire des formes d’onde pour l’impulsion à force de rayonnement acoustique, les formes d’onde provenant de l’impulsion à force de rayonnement acoustique ayant des fréquences assez hautes focalisées sur des zones focales plus proches d’un transducteur et des fréquences plus basses focalisées sur des zones focales plus loin du transducteur ; un formeur de faisceau de réception configuré pour sortir des données représentant des emplacements spatiaux en fonction de signaux acoustiques reçus en réaction au déplacement du tissu dû à l’impulsion à force de rayonnement acoustique un processeur configuré pour estimer un déplacement du tissu dans le patient dans le temps en fonction des données de sortie et un affichage pouvant fonctionner pour afficher une image, l’image étant une fonction du déplacement.

[0010] De préférence,

- le formeur de faisceau d’émission est configuré pour fournir les fréquences plus hautes et plus basses en fonction d’une plage de fréquence, la plage de fréquence étant une fonction d’une atténuation du tissu ;

- le formeur de faisceau de réception est configuré pour sortir les données sans écho acoustique de l’impulsion à force de rayonnement acoustique et dans lequel le formeur de faisceau d’émission est configuré pour fournir les fréquences plus hautes et plus basses indépendamment d’une vitesse du son ;

- le formeur de faisceau d’émission est configuré pour fournir les fréquences assez hautes et assez basses sur la base d’un réglage d’une vitesse de changement de fréquence, afin de produire les formes d’onde pour une position focale variante dans le temps de l’impulsion à force de rayonnement acoustique, la position focale variant dans le temps reposant sur un réglage d’une vitesse de changement de foyer.

[0011] Suivant une autre facette, il est prévu un procédé pour fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique par un système à ultrasons, le procédé étant caractérisé en ce que l’on émet, par le système à ultrasons et à partir d’un transducteur à ultrasons, un faisceau d’émission à un balayage de fréquence, sous la forme d’une impulsion de force de rayonnement acoustique où des fréquences différentes du faisceau d’émission sont focalisées à des profondeurs différentes et ayant une position focale variant dans le temps ; on suit, par le système à ultrasons utilisant le transducteur à ultrasons, des déplacements de tissu à des profondeurs différentes, le déplacement se faisant en réaction à l’impulsion de force de rayonnement acoustique et on produit une image, l’image étant une fonction du déplacement du tissu à des profondeurs différentes.

[0012] De préférence, l’émission comprend émettre à une vitesse réglable de changement du foyer pour la position focale variant dans le temps et une vitesse réglable de changement de fréquence pour les fréquences différentes aux profondeurs différentes.

[0013] D’autres facettes et avantages de l’invention sont passées en revue ci-dessous, en liaison avec le mode de réalisation préféré et peuvent être considérés indépendamment ou en combinaison.

[0014] DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS [0015] Les éléments et les figures ne sont pas nécessairement à l’échelle, l’accent étant mis bien plutôt sur l’illustration des principes de l’invention. En outre, dans les figures, de mêmes repères désignent des parties correspondantes dans les vues différentes.

[0016] La figure 1 est un organigramme d’un mode de réalisation d’un procédé à fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique ;

[0017] la figure 2 est un exemple d’une fréquence en fonction du temps pour un balayage de fréquence dans une ARFI ;

[0018] la figure 3 est un exemple de spectre de signal en forme d’onde à un élément de production d’un faisceau d’émission avec le balayage de fréquence de la figure 2 ;

[0019] la figure 4 représente un exemple d’une amplitude de signal en fonction du temps pour un faisceau d’émission ARFI avec fréquence balayée et foyer variable dans le temps ;

[0020] la figure 5 représente les spectres des signaux de la figure 4 et [0021] la figure 6 est un mode de réalisation d’un système pour fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique.

[0022] DESCRIPTION DETAILLEE DES DESSINS ET DES MODES DE REALISATION PREFERES ACTUELLEMENT [0023] Une ARFI utilise un balayage de fréquence. On focalise, par exemple, des fréquences hautes à des profondeurs petites et des fréquences basses à des grandes profondeurs. Comme des échos acoustiques de T ARFI ne sont ni reçus, ni traités, on peut fonder le taux de changement de la fréquence sur des considérations autres que la vitesse du son, telles que le type du tissu (par exemple, en étant différent pour une atténuation différente).

[0024] Dans un mode de réalisation, on utilise à la fois une fréquence et un foyer balayé pour T ARFI. On balaye simultanément un foyer et une fréquence de l’impulsion de poussée ARFI. On peut utiliser le tissu auquel on s’intéresse, la dimension de la région à laquelle on s’intéresse et la position de la région à laquelle on s’intéresse pour déterminer la durée optimale de l’impulsion ARFI, les taux de changement de fréquence et de foyer et/ou le taux de croissance d’ouverture.

[0025] Le balayage de fréquence peut fournir une impulsion de poussée plus uniforme avec la profondeur, en limitant la variation du signal à bruit et en augmentant le nombre d’emplacements disponibles pour mesurer les caractéristiques du tissu en réaction à une ARFI unique. On peut éviter un chauffage du transducteur et des retards de transmission de multiples ARFI pour mesurer des caractéristiques d’un tissu dans une région. Utiliser à la fois un balayage de fréquence et un balayage de foyer peut donner une uniformité plus grande, ce qui entraîne des mesures plus précises.

[0026] La figure 1 représente un procédé à balayage de fréquence dans un balayage ARFI par un système à ultrasons. On utilise une émission d’ultrasons pour produire un déplacement du tissu. En balayant la fréquence d’une impulsion ARFI donnée, un faisceau d’émission unique donne une répartition plus uniforme de l’énergie acoustique. Des fréquences différentes atténuent différemment, de sorte que le balayage de la fréquence par la profondeur peut donner une répartition plus uniforme pour déplacer du tissu, en permettant d’avoir une plage plus grande de profondeur et/ ou une étendue latérale plus grande sur laquelle un déplacement peut être détecté.

[0027] Le procédé est mis en œuvre par le système de la figure 6 ou par un système différent. On utilise, par exemple, un formeur de faisceau d’émission, pour produire des formes d’onde d’élément, et un transducteur produit le faisceau d’émission ARFI en réaction aux formes d’onde d’élément. Le formeur de faisceau d’émission et un formeur de faisceau de réception sont utilisés pour suivre des déplacements du tissu provoqués par le faisceau d’émission ARFI. Le système à ultrasons produit une image à partir des déplacements.

[0028] On peut prévoir des actes supplémentaires différents ou en plus petit nombre. On effectue, par exemple, le procédé sans produire une image à l’acte 38. Comme autre exemple, on effectue l’acte 30 sans l’un ou plusieurs des actes 32 ou 34. Dans un autre exemple encore, on peut prévoir des actes pour estimer des caractéristiques ou des propriétés des tissus à partir des déplacements.

[0029] On effectue les actes dans l’ordre décrit ou représenté (par exemple, de haut en bas ou numériquement), mais on peut les effectuer dans un ordre autre. On peut, par exemple, effectuer les actes 32 et 34 simultanément sur la forme des formes d’onde produites pour les éléments du transducteur.

[0030] Dans l’acte 30, on émet un faisceau par impulsion à force de rayonnement acoustique (ARFI). Le faisceau a un balayage de fréquence. Un réseau d’éléments d’un transducteur à ultrasons émet le faisceau ARFI transformé à partir de formes d’onde électriques. L’énergie acoustique à balayage de fréquence est transmise au tissu d’un patient.

[0031] On émet la forme d’onde acoustique pour produire une onde de cisaillement, longitudinale ou autre comme contrainte pour déplacer du tissu. L’excitation est une impulsion de poussée à ultrasons. L’énergie acoustique est focalisée pour appliquer de l’énergie suffisante pour provoquer la production d’une ou plusieurs ondes se propageant dans le tissu à partir de l’emplacement focal ou des emplacements focaux. La forme d’onde acoustique peut déplacer soi-même le tissu.

[0032] L’onde ou les ondes de cisaillement sont produites à la région focale et se propagent latéralement, axialement et/ou dans d’autres directions à partir de la région focale. Les ondes peuvent se propager dans des directions multiples. Les ondes se réduisent en amplitude au fur et à mesure que les ondes se propagent dans le tissu.

[0033] Pour produire l’onde, des excitations de grande amplitude ou puissance sont souhaitées. L’excitation a, par exemple, un indice mécanique proche, mais n’excédant pas 1,9 à n’importe lequel des emplacements focaux et/ou dans le champ de vue. Pour être prudent et tenir compte de la variation des échantillons, on peut utiliser un indice mécanique de 1,7 ou un autre niveau, comme limite supérieure. On peut utiliser des puissances plus grandes (par exemple, un indice mécanique dépassant 1,9) ou plus petites.

[0034] Les formes d’onde appliquées aux éléments sont produites sous la forme de formes d’onde entretenues. Les formes d’onde varient, en étant, par exemple, une onde carrée, des ondes sinusoïdales ou d’autres formes d’onde alternées unipolaires ou bipolaires. La forme d’onde n’a pas d’autre durée d’extension de puissance zéro autre que le début et la fin de la forme d’onde. Une durée prolongée consiste en un cycle ou en plusieurs cycles. Il peut y avoir une partie de chaque cycle à zéro, telle que pour une onde carrée unipolaire, mais une autre partie du cycle a une puissance non nulle (positive ou négative) par cycle.

[0035] On émet le faisceau AREI à des formes d’onde ayant n’importe quel nombre de cycles. Dans un mode de réalisation, une, la plupart ou toutes les formes d’onde, pour un évènement d’émission, a de 100 à 2.000 cycles. Le nombre de cycles est de dizaines, centaines, milliers ou plus, pour les formes d’onde d’émission entretenues appliquées aux éléments du réseau pour le faisceau AREI. A la différence d’impulsions d’imagerie, qui ont de 1 à 5 cycles, l’impulsion de poussée ARFI a un nombre de cycles assez grand pour produire une contrainte suffisante pour faire que l’onde (par exemple, Fonde de cisaillement) de déplacement du tissu ait une amplitude suffisante pour la détection. On émet un faisceau d’impulsion de poussée d’énergie acoustique. Une ARFI est émise par le réseau par application des formes d’onde d’émission entretenues aux éléments du réseau sur la durée.

[0036] La longueur de l’émission, en combinaison avec l’amplitude, procure de la puissance acoustique au tissu. Cette puissance peut provoquer une élévation de température dans le tissu. Emettre, suivant les mêmes lignes de balayage ou des lignes de balayage voisines, peut provoquer une élévation de la température du tissu en fonction du temps. Des effets biologiques peuvent comprendre une hyperthermie à une température du tissu d’environ 41 à 45°C, une dénaturation des protéines à des températures supérieures à 43 à 45°C et une nécrose du tissu à des températures supérieures à 50°C. Une rigidité du tissu peut être affectée, même à des températures inférieures à 43 à 45°C. A des températures supérieures à 43 à 45°C, il peut se produire des augmentations de la viscosité et/ou de la rigidité. A des températures supérieures à 50°C, le tissu peut avoir une grande rigidité et/ou une grande atténuation. On limite des effets biologiques en empêchant une élévation de la température de plus de 2 degrés Celsius. En variante, les émissions peuvent provoquer des effets biologiques.

[0037] En utilisant une fréquence balayée avec un foyer balayé, une région plus large est soumise à un déplacement du tissu pour chaque faisceau ARFI, ce qui se traduit par une moindre élévation de température du transducteur et/ou du tissu pour balayer une région donnée à laquelle on s’intéresse. L’excitation est focalisée à une pluralité d’emplacements pour permettre de détecter l’onde ou les ondes de cisaillement qui s’ensuivent sur une plage plus large de profondeur du tissu auquel on s’intéresse (par exemple, une région du tissu entourant et/ou incluant une tumeur possible). Focaliser des fréquences différentes à des profondeurs différentes peut permettre d’échantillonner des déplacements dans une région plus large du tissu qu’en utilisant un foyer unique ou une fréquence unique sur un foyer variant dans le temps.

[0038] Le faisceau ARFI est produit avec une modulation d’amplitude constante. Dans une variante de mode de réalisation, on fait varier l’amplitude du faisceau d’émission en fonction du temps avec le changement de fréquence. On prévoit, par exemple, des amplitudes plus grandes pour des emplacements focaux à des profondeurs plus grandes. Les amplitudes des formes d’onde électriques appliquées aux éléments pour produire le faisceau varient en fonction du temps pendant la durée. La vitesse de variation est constante mais peut varier.

[0039] Le faisceau ARFI est produit avec une ouverture constante. On utilise, par exemple, tous les 128 ou 256 éléments pour chaque fréquence. Dans d’autres modes de réalisation, la dimension d’ouverture (par exemple, le masque de canal) varie avec la fréquence variant en fonction du temps. Pour maintenir F# constant, on peut augmenter ou diminuer l’ouverture sur la base de la fréquence.

[0040] On utilise certains éléments pour certaines fréquences, mais pas pour toutes les fréquences du balayage. L’ouverture peut être plus petite (par exemple, un nombre d’éléments plus petit) pour des fréquences plus basse et plus grande pour des fréquences plus hautes.

[0041] Le faisceau d’émission ARFI a un balayage de fréquence. Pendant la durée d’émission, la composition en fréquence change. Une fréquence centrale, pour un cycle initial, est différente, par exemple, de la fréquence centrale pour un dernier cycle. Dans un mode de réalisation, on utilise une dérive où la fréquence change linéairement en fonction du temps. La figure 2 en montre un exemple.

[0042] Dans d’autres modes de réalisation, on utilise un balayage de fréquence non linéaire en fonction du temps. On peut utiliser une variation par palier ou en pente de la fréquence en fonction du temps. De même, la bande de fréquence se décale en fonction du temps. La plage des fréquences, la fréquence la plus base et/ou la fréquence la plus haute, varie en fonction du temps pendant l’émission ARFI continue. On peut utiliser toute mesure pour le bord de la bande, telle qu’une baisse de 10 à 20 dB à partir d’une crête.

[0043] On prévoit le même balayage de fréquence pour chacune des formes d’onde d’élément. Chaque élément émet de l’énergie acoustique à la même fréquence centrale ou à une fréquence centrale semblable (par exemple à 5% près) au même instant ou à des instants différents. Lorsque le foyer est fixé, le retard ou le déphasage relatif régit a fréquence de chaque élément, de manière à ce que l’énergie acoustique produite par l’élément ait une même fréquence ou une fréquence semblable lors de la convergence à l’emplacement focal. Là où la fréquence centrale des éléments varie en fonction du temps, la fréquence du faisceau d’émission à l’emplacement focal ou aux emplacements focaux varie aussi en fonction du temps. On effectue le balayage de fréquence par le formeur de faisceau d’émission, qui change la fréquence de l’impulsion par des impulseurs et/ou par production des formes d’onde ayant le balayage de fréquence. Pour le faisceau d’émission produit en réaction à l’application des formes d’onde au transducteur, la fréquence à l’emplacement focal ou aux emplacements focaux du faisceau d’émission varie en fonction du temps.

[0044] En combinaison avec un foyer balayé, le faisceau d’émission de l’ARFI a des fréquences différentes émises à des profondeurs différentes. Des fréquences centrales différentes sont émises à des profondeurs différentes. Comme la fréquence change en fonction du temps dans le balayage de fréquence, la profondeur focale varie à un foyer variant avec le temps. Des fréquences plus hautes successivement sont focalisées à des zones focales plus proches successivement ou vice versa. On peut utiliser toute plage d’emplacement et/ou toute plage de fréquence. Le changement de la profondeur focale en fonction du temps peut se traduire par un changement de la fréquence relative entre des formes d’onde d’élément, de manière à donner la fréquence souhaitée à l’emplacement focal souhaité.

[0045] Le foyer de production de l’onde ou des ondes est balayé dans l’acte 32. Pour balayer le foyer, l’emplacement du foyer est changé en fonction du temps. Une émission ARFI donnée se produit pendant une durée. Un ou plusieurs éléments commencent à sortir de l’énergie acoustique d’abord et d’autres se joignent à des instants différents sur la base du retard ou du déphasage relatif. Les formes d’onde de chaque élément continuent, certaines d’entre elles se terminant avant d’autres. Cette durée concerne un faisceau ou une émission d’une impulsion de poussée et commence de l’instant où le réseau commence à produire de l’énergie acoustique et se termine à l’instant où le réseau cesse alors de produire de l’énergie acoustique. Le balayage du foyer et/ou le balayage de la fréquence se produit pendant la durée de production d’un faisceau d’émission donné.

[0046] L’excitation est focalisée en utilisant un réseau mis en phase avec ou sans un foyer mécanique. Un foyer mécanique peut être prévu pour une direction donnée, tel qu’un foyer en hauteur. On peut prévoir un foyer mécanique, azimutal et/ou axial. Dans au moins une direction et, éventuellement, dans toutes les trois (par exemple, axial, azimutal et en hauteur), le réseau d’éléments est focalisé électroniquement. Le foyer électronique permet de faire varier le foyer pendant la durée. Le balayage de la fréquence se produit dans les formes d’onde appliquées à chaque élément.

[0047] Le foyer variant en fonction du temps peut avoir un foyer linéaire. La ligne est droite ou incurvée. La ligne est continue, mais peut avoir de multiples régions discrètes (non continues). Le foyer change de position sur la durée pendant laquelle le faisceau d’émission est produit.

[0048] Pour balayer le foyer, on modifie le profil de phase, le profil de retard ou les deux sur la durée dans l’acte 32. On peut utiliser d’autres solutions pour balayer le foyer. Pour émettre un faisceau ayant un point focal unique, le profil de phase est constant dans le temps. Pendant la durée, on utilise la même phase relative entre les formes d’onde des éléments différents. Pour un foyer balayé, le profil de phase dans le réseau varie pendant la durée. Le montant de la différence de phase relative entre deux ou plusieurs formes d’onde d’éléments du réseau change. La phase est changée différemment pour certaines formes d’onde et des éléments correspondant que pour d’autres. Pour focaliser à un emplacement différent, on utilise un profil de phase différent. Le profil de phase est différent, en ayant des retards relatifs différents entre les éléments. En balayant le foyer pour déplacer l’emplacement focal, on met en œuvre les profils de retard différents. A des instants différents dans la durée, une mise en phase relative différente est appliquée.

[0049] Comme une forme d’onde donnée pour un élément donné est produite, la phase relative à d’autres formes d’onde change. On peut utiliser un rotateur de phase ou un réglage de retard. En variante, la forme d’onde est produite avec la variance en phase ou en retard relatif. Les changements de phase relative ou de retard relatif dans le réseau font que des parties des formes d’onde respectives sont focalisées à des emplacements différents. Le foyer du faisceau d’émission varie pendant la durée pendant laquelle le faisceau est produit. Les formes d’onde sont produites et/ou appliquées au transducteur pour inclure à la fois la variation pour balayer le foyer et le balayage de la fréquence.

[0050] On peut utiliser toute fonction de changement pour la phase ou le retard. Dans un mode de réalisation, les profils de phase changent constamment en fonction du temps. Le changement se produit à chaque N cycle d’horloge du formeur de faisceau d’émission, N étant un nombre entier. N peut être 1 pour un changement constant. Pour un changement moins fréquent, N peut être un nombre plus grand. Dans d’autres solutions, on prévoit un changement constant avec N plus grand que un, mais suffisant pour provoquer une diminution de moins de 2 dB à partir de la crête, le long d’une région focale continue.

[0051] Suivant les emplacements focaux, la phase d’une longueur d’onde ou de plusieurs longueurs d’onde et/ou d’éléments peut ne pas changer du tout ou ne pas changer pour un certain nombre de cycles d’horloge. La phase appliquée à la forme d’onde pour un élément central d’un réseau où le foyer est balayé axialement le long d’une normale au réseau peut, par exemple, être la même pendant toute la durée. Des phases des formes d’onde des éléments aux extrémités de l’ouverture peuvent avoir la variance la plus grande et des vitesses de changement les plus grandes. Pour le réseau, le terme de phase et les plusieurs termes de phase changent constamment.

[0052] Le changement de phase peut être mis en œuvre en utilisant un rotateur de phase. Dans un mode de réalisation, on commande la phase en utilisant des termes de phase différents, tels que des termes de phase constants, des termes de phase linéaires et des termes de phase quadratiques. On peut utiliser des termes de phase supplémentaires différents ou en plus petit nombre. Pour maintenir la même phase relative d’un point focal unique, les termes de phase sont constants dans le temps. Pour balayer le foyer, un, plusieurs ou tous les termes de phase peuvent varier en fonction du temps. Les termes de phase pour un foyer balayé sont dépendants du canal et du temps plutôt que simplement dépendant du canal pour un emplacement de foyer unique.

[0053] La vitesse de changement du profil de phase ou de phase pour de éléments donnés est constante. La vitesse peut être différente pour des éléments différents suivant l’angle de commande et la position de l’élément dans l’ouverture. Dans d’autres modes de réalisation, la vitesse de changement de phase varie. La vitesse de changement peut, par exemple, être plus lente pour une certaine plage d’emplacements focaux pour augmenter le temps de séjour ou la quantité d’énergie acoustique émise en étant focalisée dans cette région ou ces plages d’emplacement. La vitesse de changement peut être nulle pour certains emplacements focaux, au moins pendant une partie de la durée. La position focale peut varier en fonction du temps suivant des échelons discrets en position plutôt qu’avoir une variation constante.

[0054] Un faisceau d’émission unique est émis avec la position focale variant dans le temps et le balayage de fréquence. Dans d’autres modes de réalisation, un évènement d’émission donné peut former plus qu’un seul faisceau (par exemple, un multifaisceau simultané). Un, certains ou tous les faisceaux d’émission ont des foyers variant dans le temps et un balayage de la fréquence. Que l’on émette un faisceau unique ou des faisceaux multiples pendant un évènement d’émission donné, l’évènement d’émission se produit pendant une durée de production ininterrompue d’énergie acoustique par le réseau. Au moins un élément produit de l’énergie acoustique à un point quelconque pendant la durée. On peut former des faisceaux subséquents d’une manière non continue, tels qu’en ayant une durée d’un ou de plusieurs cycles de forme d’onde sans aucun des éléments du réseau produisant de l’énergie acoustique. La non continuité peut reposer sur la plupart des éléments où un autre nombre d’éléments, qui ne produisent pas de l’énergie acoustique.

[0055] La position focale et la fréquence correspondante varient axialement latéralement ou axialement et latéralement. La position focale varie en fonction du temps et la fréquence varie suivant la position axiale.

[0056] Dans un mode de réalisation, le balayage de la fréquence est obtenu en produisant les formes d’onde d’élément ayant le balayage de la fréquence et le retard ou la mise en phase relatif des formes d’onde, par des délais ou par des rotateurs de phase pour application au transducteur. Dans un autre mode de réalisation, les formes d’onde d’élément sont produites pour fournir à la fois le balayage de la fréquence et le foyer variant en fonction du temps. Par exemple, en faisant l’hypothèse que le foyer et la fréquence changent linéairement en fonction du temps, l’impulsion de poussée ARLI est représentée par :

[0057] [Math.l] s(t) = (1) [0058] dans laquelle t est le temps, ω„,._ιχ est la pulsation maximum et a est une vitesse de changement de la pulsation. Pour une durée d’impulsion de At la vitesse de changement de la fréquence est :

[0059] [Math.2] _α £2 y [0060] On peut utiliser d’autres fonctions pour la vitesse de changement, y compris linéaires ou non linéaire. On peut utiliser une vitesse constante ou variant en fonction du temps. Le foyer dépendant du temps est représenté par :

[0061] [Math.3]

F(t) = ^τ^ί.Τ (3) [0062] dans laquelle d est la profondeur et B est une vitesse de changement du foyer.

[0063] On peut utiliser d’autres fonctions pour la vitesse de changement, y compris linéaire ou non linéaire. On peut utiliser une vitesse constante ou variant en fonction du temps.

[0064] Le retard en fonction du temps de chaque élément i de transducteur à la position x, azimutale sur un réseau linéaire, où i va de 1 à L, est donné par :

[0065] [Math.4] [0066] s(t) de l’équation 1 peut être réécrit en :

[0067] [Math.5] s(n.T_t x = Û) = + 0 5a(nT)² })5(f — nT), (5) [0068] dans laquelle n est un indice, ô est la fonction delta de Kronecker, et T est une période entre deux fonctions delta. On peut utiliser d’autres fonctions de retard ou de phase. La fonction delta introduit le retard et/ou la mise en phase relatif dans la forme d’onde de chaque élément. La forme d’onde émise sur chaque élément est donnée par :

[0069] [Math.6] $(ηΓ,,χ = Xj) = 4- 0.5œ(nT)²))â(£ — nT 4- χ(?ιΤ, χ_έ)) (β) [0070] On peut utiliser d’autres fonctions, telles que pour tenir compte de la courbure du réseau. Le terme de la fonction sinus fournit le balayage de fréquence, et le terme de la fonction delta de Kronecker fournit le foyer correspondant variant en fonction du temps.

[0071] La forme d’onde produite pour chaque élément dans l’ouverture sont des ondes carrées ou des ondes sinusoïdales. Les formes d’onde produites sont appliquées aux éléments en synchronisation, ce qui se traduit par la production du faisceau d’émission ARFI avec des balayages de fréquence et de foyer.

[0072] La vitesse de changement de la fréquence et/ou la vitesse de changement du foyer variant en fonction du temps peut être réglable. On peut utiliser des réglages différents. On utilise, par exemple, un réglage de la vitesse pour un type de tissu et un autre réglage pour un autre type de tissu. On peut utiliser aussi la dimension de la région à laquelle on s’intéresse (par exemple, région de balayage ARFI) et/ou la position de la région à laquelle on s’intéresse aussi ou en variante pour régler la vitesse. On peut utiliser la même information ou une information différente pour régler la vitesse de changement de la fréquence et la vitesse de changement du foyer variant en fonction du temps. On peut utiliser une atténuation et/ou une autre information.

[0073] Lorsqu’on utilise le faisceau d’émission pour recevoir des échos en réponse, la vitesse de changement correspond à la vitesse du son. Dans une focalisation de réception dynamique, la position focale change avec la vitesse du son. Pour aligner le foyer d’émission et de réception, le foyer d’émission et le balayage de fréquence correspondant changent avec la vitesse du son. Comme on utilise l’ARFI pour provoquer un déplacement du tissu et non pour recevoir des échos en réponse, les vitesses réglables peuvent être différentes de la vitesse du son. La vitesse de changement de la fréquence peut être, par exemple, de 100 m/s, ce qui est différent de la vitesse du son,

1.540 m/s, d’un facteur de 10. On peut utiliser d’autres différences.

[0074] Comme la vitesse est réglable, on peut utiliser diverses fonctions linéaires ou non linéaires. L’équation 2 ci-dessus en est un exemple. Comme la vitesse est réglable, la vitesse peut être fixée sur la base d’une entrée provenant de l’utilisateur. Par exemple, l’utilisateur choisit une application. L’application indique le type de tissu. Des tissus différents ont une atténuation et/ou une absorption différente en fonction de la fréquence. Les vitesses de changement de la fréquence et de la position focale sont fixées sur la base de l’application sélectionnée. Comme autre exemple, la position et/ ou la dimension de la région à laquelle on s’intéresse (par exemple, une région dans laquelle il faut prendre une image du nombre de cisaillement) sont entrées par l’utilisateur. La plage de fréquences et de positions focales peut se rapporter à la dimension de la région à laquelle on s’intéresse. La position de la région peut déterminer les fréquences minimum et/ou maximum et/ou les positions focales minimum et/ou maximum. La vitesse de changement de la fréquence et/ou de la position focale est fixée sur la base de la dimension et de la position de la région à laquelle on s’intéresse.

[0075] Suivant encore un autre exemple, l’utilisateur sélectionne directement un réglage de la vitesse, tel qu’en sélectionnant une valeur de la vitesse. La valeur de la vitesse entrée par l’utilisateur est utilisée au lieu de l’équation 2 ou est utilisée pour régler alors les fréquences maximum et minimum pour fournir la vitesse sélectionnée.

[0076] Les figures 4 et 5 représentent des faisceaux d’émission à titre d’exemple produits par des formes d’onde d’élément sur la base de l’équation 6. La durée ΔΙ d’impulsion AREI est = à 400ps. La fréquence change de f_max = 4MHz à f_min = 2MHz. Le foyer initial est d_min = 2cm et le foyer final est d_max = 10cm. Il s’ensuit que la vitesse de changement de la fréquence [0077] [Math.7]

Ω =-----:-----ât [0078] est [0079] [Math. 8] —ïtIÔ³·⁸ (1/s), [0080] et la vitesse de changement de la profondeur focale [0081] [Math.9] ^{r _} Af [0082] est [0083] [Math. 10]

200 (m/s).

[0084] La figure 4 représente le signal ARFI du faisceau d’émission à des profondeurs différentes (par exemple, 3, 5, 7 et 9 cm) en fonction du temps. Le faisceau d’émission est produit en utilisant un balayage de la fréquence et un foyer variant dans le temps. Des fréquences différentes sont émises à des profondeurs différentes. Bien qu’il ne soit pas possible de visualiser la fréquence d’oscillation en fonction du temps en raison de la longue durée de l’impulsion de la figure 4, une dérive à énergie maximum à la fréquence à laquelle on s’intéresse (par exemple, de hautes fréquences à de petites profondeurs et de basses fréquences à de grandes profondeurs) est prévue. La figure 5 représente les spectres des signaux de la figure 4. A la figure 5, les spectres montrent qu’à une profondeur particulière, la plus grande partie de l’énergie de poussée est concentrée dans une bande de fréquence étroite. La figure 4 représente la même information que la figure 5 mais dans le domaine temporel. En raison de l’atténuation et/ ou de la diffraction, l’amplitude des signaux à des profondeurs différentes est différente. On peut utiliser une modulation en amplitude pour rendre les amplitudes plus semblables.

[0085] Dans l’acte 36, le système à ultrasons, en utilisant le formeur de faisceau, le transducteur et un processeur d’image, suit des déplacements du tissu provoqués par l’onde produite par le faisceau d’émission ARFI. Le formeur de faisceau produit des formes d’onde d’émission, le transducteur transforme les formes d’onde en des faisceaux d’émission et transforme des échos des faisceaux d’émission pour recevoir des signaux, le formeur de faisceau forme des faisceaux de réception à partir des signaux reçus et le processeur d’image met des faisceaux reçus ou des données des faisceaux reçus en corrélation pour déterminer des déplacements.

[0086] La réaction du tissu est une fonction de l’onde créée par le faisceau ARFI et des caractéristiques du tissu. On peut exprimer le déplacement du tissu en fonction du temps sous la forme d’une convolution de la forme d’onde et des caractéristiques du tissu ou de la réaction du tissu. La réaction du tissu reflète les propriétés viscoélastiques du tissu. Pour mesurer les propriétés viscoélastiques, on mesure le déplacement du tissu en fonction du temps, en réaction à l’impulsion de poussée. On détermine en fonction du temps le déplacement du tissu provoqué par l’onde créée ou par l’impulsion ARFI soi-même. Alors que l’onde passe à un emplacement donné, le tissu se déplace d’une quantité ou d’une distance, qui augmente jusqu’à un montant de crête, puis diminue lorsque le tissu revient au repos.

[0087] Dans l’acte 36, on calcule le déplacement en fonction du temps. On balaye le tissu plusieurs fois pour déterminer le déplacement, tel qu’en balayant une région au moins dix fois pour déterminer des déplacements à neuf instants différents. On balaye le tissu en utilisant n’importe quelle modalité d’imagerie apte à balayer pour un déplacement pendant la réaction du tissu à la forme d’onde de poussée. Le balayage se produit sur une gamme d’instant où la forme d’onde souhaitée (par exemple, onde de cisaillement) passerait à travers le tissu.

[0088] Pour un balayage à ultrasons, on détecte l’onde à des emplacements voisins et/ou à distance de la région focale de l’impulsion de poussée ARFI. Pour détecter une réaction du tissu à des ondes dans une région à laquelle on s’intéresse, on effectue des émissions vers la région et on effectue une détection dans la région. Ces autres émissions sont destinées à détecter les ondes ou le déplacement plutôt qu’à provoquer l’onde ou le déplacement. Les émissions pour une détection peuvent avoir une puissance plus petite et/ou des impulsions courtes (par exemple, 1 à 5 cycles porteurs) et utiliser la même ligne de balayage que le faisceau ARFI ou une ligne de balayage différente du celle du faisceau ARFI. Les émissions pour une 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 suivant une pluralité de lignes de balayage.

[0089] On n’utilise pas le faisceau d’émission ARFI pour recevoir des échos. La fréquence des formes d’onde de suivi utilisées pour l’émission et la fréquence de réception sont indépendantes des fréquences utilisées pour le faisceau ARFI. L’ARFI a, par exemple, une dérive de 1 à 3 MHz, tandis que les faisceaux de suivi sont des faisceaux en mode B ayant une fréquence centrale d’émission de 1,5 MHz et une fréquence de réception d’harmonique de 1,5 MHz ou 3 MHz. Comme on n’utilise pas l’ARFI pour recevoir, le signal provenant de l’ARFI n’a pas ou n’a qu’une interférence limitée avec les signaux de réception pour le suivi.

[0090] On peut contrôler Fonde ou le déplacement dans une, deux ou plusieurs directions. On contrôle une région à laquelle on s’intéresse pour détecter l’onde. La région à laquelle on s’intéresse a n’importe quelle taille. Comme la région focale est prolongée en utilisant les positions focales balayées et/ou le balayage de fréquence, le contrôle peut s’opérer sur une profondeur, une plage latérale, une surface ou un volume plus grand. On produit des ondes le long du foyer. Pour le foyer étendu axialement dans un exemple, on peut contrôler une zone de 4 cm de profondeur et de 6 mm en azimut. On contrôle les emplacements distants latéralement pour chaque profondeur indépendamment. On suit les déplacements à chacun d’une pluralité d’emplacements distants latéralement pour chaque profondeur. On effectue le suivi sans combiner l’information sur une plage de profondeur. Cela est possible puisqu’une intensité suffisante de poussée est appliquée sur l’étendue axiale, ce qui permet à l’imagerie ARFI d’avoir une résolution en profondeur plus grande.

[0091] On contrôle la région de détection par ultrasons. On effectue le contrôle pour n’importe quel nombre de lignes de balayage. On forme, par exemple, quatre, huit ou plus faisceaux de réception en réaction à chaque émission de contrôle. Après avoir émis l’excitation ARFI balayée en fréquence pour produire l’onde ou le déplacement, on effectue des émissions en mode B de manière répétée suivant une ou plusieurs lignes de balayage d’émission et on effectue des réceptions suivant des lignes de balayage de réception correspondantes. Dans d’autres mode de réalisation, on forme seulement un seul faisceau de réception ou un autre nombre de faisceaux de réception en réaction à chaque émission. Certaines des données d’ultrasons, telles qu’au début ou à la fin des répétitions, peuvent ne pas être réactives à l’onde ou au déplacement.

[0092] Un processeur d’image calcule les déplacements à partir des données de balayage d’ultrasons (par exemple, échantillons formés en faisceau ou donnée détectée en mode B). Le tissu se déplace entre deux balayages. La donnée d’un balayage est transformée en une, deux ou trois dimensions par rapport à la donnée dans l’autre balayage. Pour chaque position relative possible, on calcule un montant de similarité pour une donnée autour d’un emplacement. On détermine le montant de similarité par une corrélation, telle qu’une corrélation croisée. On peut utiliser une somme minimum de différences absolues ou une autre fonction. Le décalage spatial, ayant la corrélation la plus grande ou une corrélation suffisante, indique le montant et la direction du déplacement pour un emplacement donné. Dans d’autres modes de réalisation, on calcule un déphasage de données reçues à des instants différents. Le déphasage indique le montant du déplacement. Dans d’autres mode de réalisation encore, on met une donnée représentant une ligne (par exemple, axiale) à des instants différents en corrélation pour déterminer un décalage pour chacune de la pluralité de profondeur suivant la ligne.

[0093] On détermine des déplacements pour un emplacement donné à des instants différents, tels qu’associés à des balayages séquentiels. On détermine le déplacement par rapport à une trame initiale de référence de données de balayage (c’est-à-dire, un déplacement cumulatif). En variante, on détermine le déplacement à partir de la trame immédiatement précédente de données de balayage, telle qu’en affectant la trame précédente comme référence sur une base permanente (c’est-à-dire, déplacement incrémental). Le profil temporel pour un emplacement donné indique le déplacement provoqué par l’onde en fonction du temps.

[0094] Là où la région focale s’étend suffisamment pour les mesures souhaitées, on utilise une impulsion de poussée ARFI unique. Lorsqu’il y a une région assez large à laquelle on s’intéresse, en dépit du foyer variant en fonction du temps, on peut répéter les actes 30 à 36. On entrelace les émissions et les réceptions pour la détection du déplacement avec des faisceaux ARFI pour balayer des régions différentes du tissu. Pour contrôler une région plus grande, on répète les actes 30 à 36 pour d’autres emplacements. Pour chaque emplacement de faisceau reçu, un profil de temps d’une information de mouvement (c’est-à-dire, des déplacements) est prévu. Un profil temporel distinct est prévu pour chaque profondeur axiale et/ou emplacement latéral.

[0095] On utilise l’information de déplacement, avec ou sans profil temporel, pour déterminer une caractéristique du tissu. On détermine la caractéristique du tissu à chaque emplacement. On peut déterminer n’importe quelle caractéristique, telle qu’une élasticité, une déformation, une vitesse de cisaillement, une vitesse d’onde longitudinale, un module ou une autre propriété viscoélastique. On peut utiliser les déplacements eux-mêmes pour représenter le tissu, tels que l’amplitude du déplacement.

[0096] Dans l’acte 38, on produit une image. L’image représente la caractéristique ou la propriété du tissu. L’image est une fonction des déplacements. En utilisant les déplacements eux-mêmes ou une caractéristique dérivée des déplacements (par exemple, module de cisaillement ou vitesse), on calcule une information à afficher. On peut afficher, par exemple, une indication numérique ou textuelle de la propriété. Dans d’autres modes de réalisation, on sort un graphique et/ou une ligne d’ajustement et une valeur de pente. On affiche, par exemple, un déplacement en fonction du temps pour chacun d’un ou de plusieurs emplacements. On communique la propriété viscoélastique à l’utilisateur dans l’image. L’image peut être un graphique, tel qu’une courbe de valeurs en fonction d’un emplacement.

[0097] L’image peut comprendre une représentation en une, deux ou trois dimensions de la propriété du déplacement ou une autre information d’onde, comme une fonction d’un espace ou d’un emplacement. On affiche, par exemple, la vitesse de cisaillement dans une région. Les valeurs de vitesse de cisaillement modulent des couleurs de pixels dans une région dans une image en mode B modulée en échelle de gris. L’image peut représenter une information de déplacement, telle qu’un cisaillement ou des modules (par exemple, les modules de cisaillement) pour des emplacements différents. La grille d’affichage peut être différente de la grille de balayage et/ou de la grille pour laquelle des déplacements sont calculés. On module la couleur, la brillance, la luminance, la teinte ou d’autres caractéristiques de pixels en fonction de l’information déduite des déplacements.

[0098] Dans d’autres modes de réalisation, on utilise les déplacements pour une imagerie à vitesse d’onde de cisaillement. On détermine la répartition des vitesses de cisaillement dans une région à deux dimensions ou à trois dimensions et on la fait correspondre à des valeurs d’image. Dans un autre mode de réalisation, on effectue une quantification de point de vitesse d’onde de cisaillement. On affiche la valeur de la vitesse de Fonde de cisaillement à un emplacement, sous la forme d’un texte ou d’une valeur numérique.

[0099] Dans un mode de réalisation, l’image est une fonction de déplacement provenant de profondeurs différentes. En utilisant une imagerie à une dimension, deux dimensions ou trois dimensions, les emplacements différents de tissu représentés dans l’image comprennent des profondeurs différentes. Pour une information numérique ou textuelle, on utilise les déplacements à des profondeurs différentes pour déduire la valeur à des profondeurs différentes. En raison du foyer balayé du faisceau ARFI, on peut détecter un déplacement à des profondeurs différentes. On détecte le déplacement pour des positions latérales différentes. En étendant le foyer pour les faisceaux ARFI, on peut contrôler plus d’emplacements dans une zone ou un volume et les utiliser pour l’imagerie. En utilisant le balayage de la fréquence, le rapport signal à bruit pour les emplacements est meilleur que sans le balayage de la fréquence. On peut échantillonner une région plus grande et/ou la caractéristique déterminée du tissu est plus précise que sans le balayage de la fréquence. L’intensité en fonction de la profondeur pour l’ARFI peut être plus uniforme en utilisant le balayage de la fréquence.

[0100] La figure 6 représente un mode de réalisation d’un système 10 pour un balayage de la fréquence dans un balayage ARFI. Les ultrasons produisent un déplacement du tissu, tel que par la création d’une onde de cisaillement ou longitudinale, et on utilise une donnée de balayage sensible au tissu en réaction au déplacement pour déterminer une propriété. Pour une dimension accrue de la région, pour mesurer un déplacement pour une émission ARFI donnée et/ou un meilleur rapport signal à bruit pour les emplacements de mesure, on émet l’ARFI avec un balayage de la fréquence. On améliore encore davantage en focalisant des fréquences différentes à des profondeurs différentes.

[0101] Le système 10 est un système d’imagerie à ultrasons de diagnostic médical. Dans des variantes de réalisation, le système 10 est un ordinateur personnel, un poste de travail, un poste PACS ou un autre agencement au même endroit ou réparti sur un réseau pour une imagerie en temps réel ou à post acquisition. Une donnée d’un balayage effectué par formeur de faisceau est disponible dans un réseau informatique ou une mémoire pour traitement par l’ordinateur ou par un autre dispositif de traitement.

[0102] Le système 10 met en œuvre le procédé de la figure 1 ou d’autres procédés en comportant les moyens nécessaires à cet effet. Le système 10 comprend un formeur 12 de faisceau d’émission, un transducteur 14, un formeur 16 de faisceau de réception, un processeur 18 d’image, un affichage 20 et une mémoire 22. On peut prévoir des éléments supplémentaires différents ou en plus petit nombre. Il est prévu, par exemple, une entrée d’utilisateur pour une désignation manuelle ou assistée d’une région à laquelle on s’intéresse pour laquelle de l’information doit être obtenue ou pour entrer une application, un type de tissu et/ou fixer des vitesses de changement de la fréquence et/ou d’emplacement focal.

[0103] Le formeur 12 de faisceau d’émission est un émetteur à ultrasons, une mémoire, un pulseur, un générateur de forme d’onde, un circuit analogique, un circuit numérique ou leurs combinaisons. Le former 12 de faisceau d’émission est configuré pour produire des formes d’onde pour une pluralité de canaux ayant des amplitudes différentes ou relatives, des retards et/ou des mises en phase.

[0104] Les formes d’onde comprennent une variation de la fréquence en fonction du temps. La fréquence est balayée ou on la fait varier linéairement ou non linéairement du début à la fin ou pendant une partie de la forme d’onde continue.

[0105] Pour une ARFI donnée (par exemple, 100 à 1000 cycles), la fréquence (par exemple, la fréquence centrale et/ou la bande) de la forme d’onde change. On effectue cette variation de la fréquence pour tous les canaux ou pour un sous-jeu des canaux du formeur 12 de faisceau d’émission.

[0106] Dans un mode de réalisation, les formes d’onde sont produites et appliquées à un réseau de transducteur avec un foyer variant dans le temps. Par exemple, la mise en phase relative varie en fonction du temps pendant la production du faisceau d’émission. Fes formes d’onde de chaque canal incorporent la variation de phase, ce qui donne une impulsion ARFI ou un faisceau à foyer balayé ou de multiples emplacements focaux. En correspondance avec la variation de la fréquence, on focalise les fréquences différentes à des profondeurs différentes ou à des emplacements différents. On focalise, par exemple, 1 MHz à 10 cm, 3MHz à 3 cm et on fait correspondre linéairement d’autres fréquences centrales à des emplacements suivant une ligne allant de 3 cm à 10 cm entre 3 MHz et 1 MHz. En raison des différences d’atténuation par la fréquence, on focalise des fréquences plus hautes à des zones focales plus proches d’un transducteur 14 et on focalise des fréquences plus basses à des zones focales plus loin du transducteur 14. En variante, on peut focaliser des fréquences plus hautes plus loin que des fréquences plus basses.

[0107] Fa plage de fréquence utilisée pour le balayage est réglable. On peut utiliser l’atténuation et/ou l’absorption du tissu examiné pour fixer la plage de fréquence. C’est ainsi, par exemple, que du tissu de foie a une atténuation différente de celle du tissu du sein, de sorte que des fréquences différentes et des plages qui s’ensuivent du balayage sont différentes pour les types différents de tissu.

[0108] Fa position et la dimension de la région à laquelle on s’intéresse peut déterminer la plage de la fréquence. Fa dimension et la position déterminent les emplacements à balayer. En raison de l’atténuation, la fréquence utilisée pour les emplacements les plus profonds peut être plus basse que la fréquence utilisée pour les emplacements les plus proches. Des fréquences plus hautes sont souhaitées pour la résolution, mais l’atténuation limite des fréquences qui se propagent aux emplacements assez profonds.

[0109] Fes fréquence utilisées (par exemple, la plage de fréquence) sont indépendantes de la vitesse du son. Contrairement à un balayage de fréquence où la pente de la fréquence en fonction du temps repose sur la vitesse du son, le balayage de la fréquence peut être indépendant de la vitesse du son. Là où des signaux sont reçus pour des échos à partir de l’émission, la focalisation dynamique de réception se traduit en le balayage de la fréquence d’émission ayant des fréquences focalisées à des profondeurs différentes, ayant à correspondre à la focalisation dynamique, qui se produit à la vitesse du son.

[0110] Comme il n’y a pas d’opération de réception effectuée pour l’ARLI, les fréquences et les emplacements focaux correspondants peuvent changer à n’importe quelle vitesse. Les vitesses de changement de la fréquence et de l’emplacement focal sont réglables, telles que réglables par un utilisateur, réglables sur la base d’une application (par exemple, du type du tissu) et/ou de réglage reposant sur une dimension et une position de région.

[0111] Dans un autre mode de réalisation du foyer variant en fonction du temps, le formeur 12 de réseau d’émission comprend des rotateurs 13 de phase dans chaque canal. On commande chaque rotateur 13 de phase pour appliquer une phase à un instant à une forme d’onde produite ou à une forme d’onde en train d’être produite. On configure les rotateurs 13 de phase des canaux du formeur 12 de faisceau d’émission pour appliquer des profils de phase différents dans l’ouverture du transducteur 14 en fonction du temps et/ou aux mêmes formes d’onde permanentes. Les formes d’onde obtenues sont produites par le formeur 12 de faisceau d’émission pour créer une impulsion ARLI. Les rotateurs 13 de phase réagissent à des changements de phase, comme nécessaires pour balayer le foyer pendant un faisceau unique d’émission. Le foyer est décalé latéralement, axialement ou à la fois axialement et latéralement, tel qu’en créant une ligne de points focaux en fonction du temps dans un même faisceau d’émission.

[0112] Dans un autre mode de réalisation, les générateurs de forme d’onde du formeur 12 de faisceau d’émission (par exemple, des pulseurs ou une mémoire ayant des convertisseurs numériques et analogiques) produisent les formes d’onde pour les canaux avec le retard ou la mise en phase relative, comme parties de la forme d’onde. On utilise, par exemple, la fonction delta de Kronecker, comme décrit ci-dessus pour l’équation 6, pour mettre en œuvre le foyer variant en fonction du temps avec le balayage de la fréquence.

[0113] Le formeur 12 de faisceau d’émission se connecte au transducteur 14, tel que par un interrupteur émission/réception. Après transmission d’ondes acoustiques du transducteur 14 en réaction aux formes d’onde produites, un ou plusieurs faisceaux sont formés pendant un évènement d’émission donné. Au moins un faisceau et une impulsion ARLI ayant un balayage de la fréquence avec ou sans un foyer balayé.

[0114] Pour balayer un déplacement du tissu, on produit une séquence d’autres faisceaux d’émission après la transmission de l’ARFI. La séquence de faisceaux d’émission balaye une région à une, deux ou trois dimensions. On peut utiliser des formats de balayage par secteur, Vector (marque de fabrique), linéaire ou autre. On balaye la même région plusieurs fois. Le balayage par le formeur 12 de faisceau d’émission se produit après émission de l’impulsion ARFI. On utilise les mêmes éléments du transducteur 14, à la fois pour balayer et déplacer du tissu, mais on peut utiliser des éléments, des transducteurs et/ou des formeurs de faisceau différents.

[0115] Le transducteur 14 est un réseau à 1 dimension, 1,25 dimension, 1,5 dimension, 1,75 dimension ou 2 dimensions d’éléments piézoélectriques ou à membrane capacitive. Le transducteur 14 comprend une pluralité d’éléments pour effectuer une transformation entre des énergies acoustiques et électriques. Le transducteur 4 est, par exemple, un réseau PZT à une dimension ayant environ 64 à 256 éléments.

[0116] Le transducteur 14 se connecte au formeur 12 de faisceau d’émission pour transformer des formes d’onde électriques en des formes d’onde acoustiques et se connecte au formeur 16 de faisceau de réception pour transformer des échos acoustiques en des signaux électriques de réception. Le transducteur 14 émet l’ARFI. Le faisceau d’émission de l’ARFI est focalisé sur une région du tissu ou sur un emplacement du tissu auquel on s’intéresse chez le patient. La forme d’onde acoustique est produite en réaction à l’application des formes d’onde électriques aux éléments du transducteur. L’ARFI provoque un déplacement du tissu, soit directement, soit par production d’une onde (par exemple, d’une onde de cisaillement).

[0117] Pour le balayage par ultrasons afin de de détecter un déplacement (suivi), le transducteur 14 émet de l’énergie acoustique sur la base d’autres formes d’onde à partir du formeur 12 de faisceau d’émission et reçoit des échos. Les signaux reçus sont produits en réaction à l’énergie d’ultrasons (échos) arrivant sur les éléments du transducteur 14.

[0118] Le formeur 16 de faisceau de réception comprend une pluralité de canaux ayant des amplificateurs, des retards et/ou des rotateurs de phase et un ou plusieurs sommateurs. Chaque canal se connecte à un ou à plusieurs éléments du transducteur. Le formeur 16 de faisceau de réception applique des retards relatifs, des mises en phase et/ou une apodisation pour former un ou plusieurs faisceaux de réception en réaction à chaque transmission pour une détection. Il peut être prévu une focalisation dynamique à la réception. Le formeur 16 de faisceau de réception sort des données représentant des emplacements dans l’espace en utilisant les signaux acoustiques reçus. Des retards relatifs et/ou une mise en phase et une sommation de signaux provenant d’éléments différents donnent une information de faisceau. Dans des variantes de réalisation, le formateur (16) de faisceau de réception est un processeur pour produire des échantillons en utilisant des transformés de Fourier ou autres.

[0119] Le formeur 16 de faisceau de réception peut comprendre un filtre, tel qu’un filtre pour isoler de l’information au deuxième harmonique ou à une autre bande de fréquence relative à la bande de fréquence d’émission. Une information de ce genre peut se rapporter plus probablement à du tissu souhaité, à de l’agent de contraste et/ou à une information d’écoulement. Dans un autre mode de réalisation, le formeur 16 à faisceau de réception comprend une mémoire ou un tampon et un filtre ou un additionneur. Deux ou plusieurs faisceaux de réception sont combinés pour isoler de l’information à une bande de fréquence souhaitée, telle qu’un deuxième harmonique, un fondamental cubique ou une autre bande.

[0120] Le formeur 16 de faisceau de faisceau de réception sort une donnée sommée de faisceau représentant des emplacements dans l’espace. Une donnée pour un emplacement unique, des emplacements suivant une ligne, des emplacements pour une surface ou des emplacements pour un volume sont sortis. La donnée peut être envisagée à des fins différentes. On effectue, par exemple, des balayages différents pour un mode B ou une donnée de tissu que pour une détection d’une onde de cisaillement. En variante, le balayage pour l’imagerie en mode B est utilisé pour déterminer des déplacements du tissu. Le formeur 16 de faisceau de réception sort une donnée représentant des emplacements dans l’espace en fonction des signaux acoustiques reçus en réaction au mouvement du tissu dû à l’ARFI. Le formeur 16 de faisceau de réception n’opère pas alors que des échos directs provenant de l’ARFI arrivent sur le transducteur 14, si bien que le formeur 16 de faisceau de réception est configuré pour sortir la donnée sans écho acoustique provenant de l’ARFI.

[0121] Le processeur 18 est un détecteur en mode B, un détecteur doppler, un détecteur doppler à onde pulsée, un processeur de corrélation, un processeur à transformée de Fourier, un circuit intégré spécifique à une application, un processeur général, un processeur de commande, un processeur d’image, un circuit pré-diffusé programmable par l’utilisateur, un processeur de signal numérique, un circuit analogique, un circuit numérique, leurs combinaisons ou d’autres dispositifs connus maintenant ou qui seront développés ultérieurement pour détecter et traiter de l’information provenant d’échantillons à ultrasons formés par faisceau.

[0122] Dans un mode de réalisation, le processeur 18 comprend un ou plusieurs détecteurs et un processeur distinct. Le processeur distinct est un processeur de commande, un processeur général, un processeur de signal numérique, un unité de traitement graphique, un circuit intégré spécifique à une application, un réseau pré-diffusé programmable par l’utilisateur, un réseau, un serveur, un groupe de processeurs, un trajet de donné, leurs combinaisons ou d’autres dispositifs connus actuellement ou qui seront développés ultérieurement pour déterminer un déplacement et/ou pour calculer des propriétés d’un tissu. Le processeur 18 est configuré par logiciel et/ou par matériel pour effectuer les actes.

[0123] Dans un mode de réalisation, le processeur 18 estime un déplacement du tissu en fonction du temps en fonction de la donnée de sortie du formeur 16 du faisceau de réception. Les déplacements sont estimés sous la forme d’un profil ou d’une donnée représentant une courbe d'amplitude de déplacement en fonction du temps. On peut obtenir le profil de déplacement en mettant en corrélation, ou en déterminant d’une autre façon, un niveau de similarité entre une donnée de référence et une donnée obtenue pour représenter le tissu à un instant différent.

[0124] Le processeur 18 est configuré pour calculer des caractéristiques du tissu à partir des déplacements du tissu en fonction du temps. On calcule, par exemple, une vitesse de cisaillement à partir du déplacement en fonction du temps. La quantité de déplacement divisée par le temps donne la vitesse. Dans un mode de réalisation, le processeur 18 calcule une viscosité et/ou un module. Le processeur 18 peut calculer d’autres propriétés, telles qu’une déformation ou une élasticité. Dans d’autres modes de réalisation encore, le processeur 18 détermine le déplacement maximum ou une autre caractéristique de déplacement ou le profil de déplacement comme caractéristique.

[0125] Le processeur 18 produit et sort une image ou des valeurs d’affichage en correspondance avec la propriété de l’affichage 20. Par exemple, on détermine le module de cisaillement ou une autre valeur. On affiche une indication de texte ou numérique de la propriété pour l’utilisateur. On peut afficher un graphique de la propriété en fonction du temps.

[0126] Dans un mode de réalisation, on affiche la propriété en fonction de l’emplacement. Des déplacements pour un nombre limité d’emplacements sont disponibles en réaction à une impulsion ARFI avec un foyer unique. Avec un foyer balayé pour l’impulsion ARFI, des déplacements pour un plus grand nombre d’emplacements et une étendue linéaire, surfacique, ou volumique plus grande sont disponibles. Avec un balayage de la fréquence, on obtient un meilleur signal à bruit pour les emplacements, ce qui permet d’utiliser une région plus grande pour une ARFI unique. On peut afficher des valeurs, des graphiques et/ou des représentations du tissu en utilisant les déplacements à des emplacements différents. En utilisant le foyer balayé par rapport à un foyer unique pour l’impulsion ARFI, on peut contrôler un même nombre d’emplacements avec moins d’émission d’impulsion ARFI pour une imagerie quasiment en temps réel (par exemple, 5 à 19 Hz). En utilisant le foyer balayé par rapport à un foyer unique pour l’impulsion ARFI, on peut obtenir une meilleure résolution spatiale des déplacements et des caractéristiques du tissu correspondantes. En utilisant le balayage de la fréquence, on peut obtenir une production d’onde plus uniforme, ce qui se traduit par un meilleur rapport signal à bruit qu’en utilisant un foyer balayé sans un balayage de la fréquence. Les estimations de déplacement sont plus probablement précises en raison du meilleur rapport signal à bruit et donnent ainsi une meilleure information pour le diagnostic, le pronostic et/ou un traitement au médecin.

[0127] Pour une représentation du tissu, l’amplitude de la caractéristique du tissu module la couleur, la nuance, la brillance et/ou une autre caractéristique d’affichage pour des pixels différents représentant une région du tissu. Le processeur 18 détermine une valeur de pixel (par exemple, rouge, vert, bleu) ou une valeur scalaire transformée en une valeur de pixel. L’image est produite sous la forme de valeur scalaire ou de valeur de pixel. L’image peut être sortie sur un processeur vidéo, une table de consultation, une topographie colorée ou directement à l’affichage 20.

[0128] Le processeur 18 et le formeur 12 de faisceau d’émission opère conformément à des instructions mises dans la mémoire 22 ou dans une autre mémoire. Les instructions configurent le processeur 18 et/ou le formeur 12 de faisceau d’émission pour fonctionnement en étant chargées dans une unité de commande et en provoquant le chargement d’une table de valeur (par exemple, une table de profil de phase) et/ou en étant exécutées. Le formeur 12 de faisceau d’émission est configuré par les instructions pour provoquer la production d’un faisceau ARFI ayant un balayage de la fréquence avec ou sans un foyer balayé. Le processeur 18 est programmé pour mesurer un déplacement du tissu et produire une image.

[0129] La mémoire 22 est un support de mémoire non transitoire déchiffrable par ordinateur. Les instructions de mise en œuvre des processus, méthodes et/ou techniques passés en revue dans le présent mémoire sont fournis sur le support de mémoire ou les mémoires déchiffrable par ordinateur, telles qu’un cache à tampon, une rame, un support amovible, un disque dur ou d’autres supports de mémoire déchiffrables par ordinateur. Des supports de mémoire déchiffrables par ordinateur comprennent divers types de support de mémoire volatiles et non volatiles. Les fonctions, actes ou tâches illustrés dans les figures ou décrits dans le présent mémoire sont exécutés en réaction à un jeu ou à plusieurs jeux d’instructions mémorisés dans ou sur des supports de mémoire déchiffrables par ordinateur. Les fonctions, actes ou tâches sont indépendants du type particulier de jeu d’instructions, de support de mémoire, de processeur ou de stratégie de traitement et peuvent être effectuées par logiciel, par matériel, par circuit intégré, par microprogrammation, par microcode et analogue, fonctionnant seul ou en combinaison. De même, des stratégies de traitement peuvent comprendre un multitraitement, un traitement par multitâches, un traitement parallèle et analogue. Dans un mode de réalisation, les instructions sont mises en mémoire sur un dispositif de support amovible pour lecture par des systèmes locaux ou éloignés. Dans d’autres modes de réalisation, les instructions sont mémorisées dans un emplacement éloigné pour transfert par un réseau d’ordinateur ou par des lignes téléphoniques. Dans d’autres modes de réalisation encore, les instructions sont mises en mémoire dans un ordinateur donné, une CPU, une GPU ou un système.

[0130] L’affichage 20 est un CRT, LCD, projecteur, plasma ou autre affichage pour afficher des images en deux dimensions ou des représentations en trois dimensions. L’affichage 20 affiche une image ou plusieurs images représentant la caractéristique du tissu ou une autre information déduite des déplacements. A titre d’exemple, une image en deux dimensions ou une représentation en trois dimensions du déplacement ou de caractéristiques de tissu en fonction d’un emplacement est affichée. En variante ou en plus, l’image est un graphique, un nombre ou une représentation textuelle d’une valeur ou un graphisme. C’est ainsi, par exemple, qu’une vitesse de cisaillement, un module de cisaillement, une déformation, une élasticité ou une autre valeur où un graphique est affiché comme image.

[0131] Bien que l’invention ait été décrite ci-dessus en se reportant à divers modes de réalisation, il va de soi que l’on peut y apporter de nombreux changements et modifications sans sortir de la portée de l’invention. La description détaillée précédente doit donc être considérée comme illustrative plutôt que limitative et il va de soi que l’invention englobe tous les équivalents, qui tombent dans l’esprit à la portée de l’invention.

Claims

Revendications [Revendication 1] Procédé pour fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique par un système (10) à ultrasons, le procédé étant caractérisé en ce que : - on émet (30), par le système (10) à ultrasons et à partir d’un transducteur (14) à ultrasons, un faisceau d’émission à un balayage de fréquence, sous la forme d’une impulsion de force de rayonnement acoustique où des fréquences différentes du faisceau d’émission sont focalisées à des profondeurs différentes ; - on suit (36), par le système (10) à ultrasons utilisant le transducteur (14) à ultrasons, des déplacements de tissu à des profondeurs différentes, le déplacement se faisant en réaction à l’impulsion de force de rayonnement acoustique et - on produit (38) une image, l’image étant une fonction du déplacement du tissu à des profondeurs différentes. [Revendication 2] Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l’émission (30) comprend émettre (32) le faisceau d’émission au balayage de fréquence et à une position focale variant dans le temps. [Revendication 3] Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l’émission (30) comprend produire le faisceau d’émission avec des formes d’onde, qui sont entretenues en fonction du temps et qui ont une centaine de cycles ou plus. [Revendication 4] Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l’émission (30) comprend émettre (34) avec un changement dans les fréquences en fonction du temps qui est réglable. [Revendication 5] Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l’émission (30) comprend émettre (30) avec un changement différent de celui reposant sur une vitesse du son et dans lequel suivre (36) comprend suivre (36) sans recevoir d’écho du faisceau d’émission. [Revendication 6] Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l’émission (30) comprend émettre (34) avec un réglage du changement, qui est une vitesse de changement réglée sur la base d’un type de tissu d’une dimension d’une région à laquelle on s’intéresse et d’une position de la région à laquelle on s’intéresse. [Revendication 7] Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l’émission (30) comprenant la transmission (32) avec la position focale variant dans le temps, comprend produire des formes d’onde d’élément sous la forme

d’une fonction delta de Kronecker d’une plage de profondeur et avec une fonction sinusoïdale d’une plage de fréquence. [Revendication 8] Système pour une fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique, caractérisé en ce que le système comprend : - un transducteur (14) à ultrasons pour émettre (30) une impulsion à force de rayonnement acoustique dans un patient ; - un formeur (12) de faisceau d’émission configuré pour produire des formes d’onde pour l’impulsion à force de rayonnement acoustique, les formes d’onde provenant de l’impulsion à force de rayonnement acoustique ayant des fréquences plus hautes focalisées sur des zones focales plus proches d’un transducteur (14) et des fréquences plus basses focalisées sur des zones focales plus loin du transducteur (14) ; - un formeur (16) de faisceau de réception configuré pour sortir des données représentant des emplacements spatiaux en fonction de signaux acoustiques reçus en réaction au déplacement du tissu dû à l’impulsion à force de rayonnement acoustique ; - un processeur (18) configuré pour estimer un déplacement du tissu dans le patient dans le temps en fonction des données de sortie et - un affichage (20) pouvant fonctionner pour afficher une image, l’image étant une fonction du déplacement. [Revendication 9] Système suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le formeur (12) de faisceau d’émission est configuré pour fournir les fréquences plus hautes et plus basses en fonction d’une plage de fréquence, la plage de fréquence étant une fonction d’une atténuation du tissu. [Revendication 10] Système suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le formeur (16) de faisceau de réception est configuré pour sortir les données sans écho acoustique de l’impulsion à force de rayonnement acoustique et dans lequel le formeur (12) de faisceau d’émission est configuré pour fournir les fréquences plus hautes et plus basses indépendamment d’une vitesse du son. [Revendication 11] Système suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le formeur (12) de faisceau d’émission est configuré pour fournir les fréquences plus hautes et plus basses sur la base d’un réglage d’une vitesse de changement de fréquence, afin de produire les formes d’onde pour une position focale variante dans le temps de l’impulsion à force de rayonnement acoustique, la position focale variant dans le temps reposant sur un réglage d’une vitesse de changement de foyer.

[Revendication 12] Procédé pour fréquence balayée dans un balayage par impulsion à force de rayonnement acoustique par un système (10) à ultrasons, le procédé étant caractérisé en ce que :

- on émet (30), par le système (10) à ultrasons et à partir d’un transducteur (14) à ultrasons, un faisceau d’émission à un balayage de fréquence, sous la forme d’une impulsion de force de rayonnement acoustique où des fréquences différentes du faisceau d’émission sont focalisées à des profondeurs différentes et ayant une position focale variant dans le temps ;

- on suit (36), par le système (10) à ultrasons utilisant le transducteur (14) à ultrasons, des déplacements de tissu à des profondeurs différentes, le déplacement se faisant en réaction à l’impulsion de force de rayonnement acoustique et

- on produit (38) une image, l’image étant une fonction du déplacement du tissu à des profondeurs différentes.

[Revendication 13] Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l’émission (30) comprend émettre (32, 34) à une vitesse réglable de changement du foyer pour la position focale variant dans le temps et à une vitesse réglable de changement de fréquence pour les fréquences différentes aux profondeurs différentes.