FR2522490A1 - Appareil pour diagnostic par ultrasons - Google Patents

Abstract

DANS L'APPAREIL SELON L'INVENTION, EN AJOUTANT DE FACON REPETEE DES ARTICLES DE DONNEES D'ELEMENTS D'IMAGE REPRESENTANT UNE REGION IDENTIQUE D'UNE ENTREE D'ELEMENTS D'IMAGE QUI ARRIVENT EN SERIE DANS LE TEMPS, ON OBTIENT UNE AMELIORATION DU RAPPORT SIGNALBRUIT D'UN SIGNAL PERIODIQUE MELANGE A UN BRUIT IRREGULIER ALEATOIRE. UNE MEMOIRE 24 EMMAGASINE DES ARTICLES DE DONNEES D'ELEMENTS D'IMAGE D'UNE TRAME A DES ENDROITS D'EMMAGASINAGE CORRESPONDANT A CHAQUE ELEMENT D'IMAGE. POUR CHAQUE NOUVEL ARTICLE QUI ARRIVE, UN ARTICLE DE LA MEME REGION ACCUMULE ET EMMAGASINE AVANT LADITE ARRIVEE EST EXTRAIT DE LA MEMOIRE ET AJOUTE AUX DONNEES VENANT D'ARRIVER. LA SOMME EST REINSCRITE DANS LA MEMOIRE AU MEME EMPLACEMENT. ON PEUT DONC EMMAGASINER LES DONNEES D'IMAGE D'UN MEILLEUR RAPPORT SIGNALBRUIT AVEC UNE SEULE MEMOIRE EN AUGMENTANT LEGEREMENT LA CAPACITE DE CELLE-CI.

Description

Appareil pour dia Rnostic Dar ultrasons La présente invention concerne un

ap Dareil pour

diagnostic par ultrasons et elle a trait, plus particulière-

ment, à un appareil pour diagnostic par ultrasons qui affiche une image statique, ou ce que l'on appelle une image "gelée",

au moyen d'un signal d'image qui comprend des données d'élé-

ments d'image représentant chacune une pluralité d'cléments

d'image contenus dans une seule trame.

Le matériel pour diagnostic par ultrasons du type mentionné ci-dessus est largement utilisé Une caractéristique d'un appareil pour diagnostic par ultrasons fonctionnant en temps réel réside dans le fait que des parties du corps humain$ telles que le coeur ou un foetus pendant que celui-ci se trouve

encore à l'intérieur de l'utérus de la mère,peuvent 9 tre obser-

vées sur une base de temps réel Un tel appareil capable dtaf-

ficher une image dynamique de ce type est muni de ce que l'on appelle une fonction de "gel", c'est-à-dire d'immobilisation, qui permet à l'opérateur ou à son aide de "geler", c'est-à-dire immobiliser, à volonté l'image dynamique afin d'obtenir des informations biologiques instantanées à un moment donné Une image gelée obtenue par gel direct de l'image dynamique à un certain moment donne généralement une qualité d'image qui est moins bonne que celle de l'image dynamique Habituellement, avec un système de télévision ordinaire, une image est affichée

sur l'écran d'affichage à une vitesse de 30 trames par seconde.

Lorsque l'on gèle une image dynamique de ce type, le procédé habituel consiste à prendre momentanément en mémoire les données d'éléments d'image représentant chacune les éléments d'image contenus dans une seule trame à un moment donné et d'extraire de la mémoire de façon répétée les articles ou mots de données pour les reconstituer sous forme d'une image statique d'une seule trame C'est pourquoi, bien qu'il existe une certaine différence qui dépend de la qualité visuelle, la quantité d'informations obtenues à la vitesse de 30 trames par seconde est généralement plus grande que celle des informations obtenues sous la forme d'une image gelée provenant d'une seule trame d'une image dynamique Par conséquent, avec une image dynamique, la discrimination visuelle des régions de démarcation d'une image, telle qu'une tomographie obtenue lors d'un diagnostic par ultrasons, se trouve facilitée en raison du déplacement de ces régions de démarcation En outre, avec une image gelée, la composante de bruit aléatoire se trouve également gelée dans l'image et a une influence prononcée sur la clarté visuelle. On a proposé des procédés pour améliorer la qualité d'une image obtenue par le gel d'une image dynamique Selon un tel procédé, on emmagasine dans des mémoires, appelées mémoires de trames, prévues pour des trames correspondantes, les signaux d'image obtenus par exploration plusieurs fois de

la m 8 me partie de l'échantillon à l'aide d'ondes ultrasonores.

Ensuite, pour Ja reconstitution, on extrait de chacune de ces mémoires les articles de données emmagasinés et on les ajoute les uns aux autres de manière à améliorer ainsi le rapport signal/bruit L'appareil pour diagnostic par ultrasons pour mettre en oeuvre ce procédé a été décrit

dans la demande de brevet japonais n 55-45422 mise à l'ins-

pection publique Toutefois, cet appareil a une structure compliquée et son prix est élevé, car il faut un nombre de mémoires de trames équivalent au nombre de trames qui doivent

prendre part à l'opération d'addition.

Une autre proposition concerne un appareil vidéo à ultrasons décrit dans la demande de brevet japonais N O -145489 mise à l'inspection publique Dans cet appareil, des informations vidéo de la même zone cible sont échantillonnées continuellement pour une pluralité de trames, et une image sérielle présentant une composante de bruit différentielle est obtenue, cela de façon successive en fonction du temps, à partir d'une entrée d'image sérielle et d'une sortie d'image sérielle d'une région identique, ladite sortie d'image sérielle ayant déjà été amenée à se rapprocher d'une valeur cible La moyenne pondérée de l'image sérielle résultante est ensuite intégrée, grâce à quoi la sortie d'image sérielle est

constamment amenée à se rapprocher d'une valeur cible repro-

ductible pour améliorer le rapport signal/bruit Avec cet appareil, une opération de division est effectuée pour réduire la moyenne pondérée de l'image sérielle contenant le bruit, avec,pour conséquenceque plusieurs bits de chiffres binaires ou digits d'ordre inférieur sont abandonnés chaque fois qu'une division est exécutée Le résultat final est une détérioration de la précision avec laquelle la sortie d'image sérielle peut

être amenée à se rapprocher de la valeur cible.

Une autre proposition encore, décrite dans la demande de brevet japonais n 56-21079 mise à l'inspection publique, concerne un appareil récepteur d'ultrasons destiné a intégrer

des signaux d'image par utilisation d'éléments analogiques.

Toutefois, avec des éléments analogiques, le nombre de chiffres binaires ou digits effectifs n'est pas aussi important qu'avec des éléments numériques, de sorte que l'on ne peut pas obtenir d'amélioration dans la précision du signal d'image Un tel appareil convient donc à des applications limitées qui ne

peuvent pas être adaptées au traitement numérique.

C'est pourquoi, la présente invention a pour objet un appareil pour diagnostic par ultrasons ne présentant pas les

inconvénients rencontrés dans la technique antérieure.

La présente invention a encore pour objet un appareil pour diagnostic par ultrasons dans lequel une image gelée obtenue par gel d'une image dynamique présente une qualité supérieure. La présente invention a encore pour objet un appareil pour diagnostic par ultrasons comportant un moyen d'affichage

d'image gelée ayant une structure simple.

Selon la présente invention, on atteint ces objets ainsi que d'autres objets en réalisant un appareil pour diagnostic par ultrasons comprenant un moyen de mémorisation pour emmagasiner chaque article de données d'éléments d'image d'une seule trame à un endroit d'emmagasinage correspondant à chaque élément d'image, un moyen d'addition pour ajouter chaque article de données d'éléments d'image, chaque fois que l'article de données d'éléments d'image d'une trame arrive, à un article de données d'éléments d Vimage emmagasiné à un endroit d'emmagasinage du moyen de mémorisation qui correspond à la donnée d'élément d'image venant d'arriver, un moyen de commande destiné à commander l'exécution, pour un nombre choisi d'une série de trames, de l'addition de données d'éléments d'image effectuée par le moyen d'addition, et un moyen de lecture pour extraire les articles de données déléments d'image, emmagasinés dans le moyen de mémorisation, de ce moyen de mémorisation successivement lorsque l'addition des données d'éléments d'image, effectuée par le moyen d'addition, se termine pour la série de trames, les articles de données d'éléments d'image

étant convertis en un signal d'image sérielle en vue de l'affi-

chage d'une image gelée Le moyen de lecture comprend un moyen de division destiné à fournir le signal d'image sérielle en

divisant par un nombre choisi chaque article de données d'élé-

ments d'image extrait du moyen de mémorisation.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'addition comprend un moyen de retenue de données, comme par exemple une mémoire à verrouillage, adapté de telle sorte que, chaque fois qu'un article de données d'éléments d'image de trame

arrive, il extrait dudit moyen de mémorisation et retient momen-

tanément un article de données d'éléments d'image emmagasinées à un endroit d'emmagasinage correspondant à l'article de données d'éléments d'image venant d'arriver, l'article de données d'éléments d'image retenu dans le moyen de retenue étant ajouté par ledit moyen d'addition audit article de données d'éléments d'image venant d'arriver, après quoi le moyen de commande ordonne l'emmagasinage du résultat de l'additio dans le moyen de mémorisation à l'endroit d'emmagasinage correspondant Le moyen de commande comprend un moyen pour établir manuellement le

nombre choisi.

Selon la présente invention, on forme une trame

d'une image gelée en ajoutant les articles de données d'élé-

ments d'image représentant des éléments d'image correspondants dans chaque trame d'une série de tramepuis en faisant la moyenne arithmétique de ces articles C'est pourquoi, un signal périodique enfoui dans un bruit irrégulier apparaissant de façon aléatoire peut être extrait, par addition et calcul de la moyenne, sous la forme d'un signal d'image représentant une image gelée Si P (un nombre naturel) représente le nombre d'opérations d'addition, c'est-à-dire le nombre de trames de la série qui prend part à l'addition et au calcul de la moyenne, la moyenne du bruit est effectuée sur la base de 1/v'1 En d'autres termes, le rapport signal/bruit est amélioré

en proportion de la racine carrée du nombre de fois que l'ad-

dition est effectuée.

D'autres caractéristiques et avantages de}'invention

apparaîtront dans la description donnée ci-après en référence

aux dessins annexés, sur lesquels: la figure t est un schéma synoptique illustrant un mode de réalisation d'un appareil pour diagnostic par ultrasons selon la présente invention; la figure 2 est un schéma synoptique montrant, de façon détaillée, la structure d'un circuit de commande inclus dans l'agencement de la figure t; la figure 3 est un schéma de principe montrant la structure d'un sélecteur de données compris dans l'agencement de la figure 1; et la figure 4 A et 4 B illustre un ordinogramme utile

pour décrire le fonctionnement du circuit de commande repré-

senté sur la figure 2.

On se référera tout d'abord à la figure 1 pour décrire un appareil pour diagnostic par ultrasons selon la présente invention Cet appareil comprend un convertisseur analogique/numérique (A/D) 12 comportant une borne d'entrée 10 destinée à recevoir une entrée formée par un signal d'image, a savoir un signal d'image sérielle du type résultant d'un

balayage de trame, comme par exemple un signal de télévision.

Le convertisseur 12 convertit ce signal en un signal numérique de N bitscorrespondant à un niveau de 2 N, o N est un nombre naturel Le signal converti,apparaissant sous la forme d'une sortie désignée par la référence 14, est appliqué à une des

bornes d'entrée d'un additionneur 16 dont l'autre borne d'en-

trée reçoit la sortie 1 i (un signal de N+n bits, o N est un nombre naturel) d'une mémoire à verrouillage 20 L'additionneur 16 additionne ces deux signaux d'entrée pour dpnner un signal

de sortie 22 de N+n bits représentant la somme calculée.

La sortie 22 de l'additionneur 16 est reliée à la borne d'entrée de données d'une mémoire 24 d'image Cette mémoire comprend une mémoire à accès aléatoire, comme par

exemple une mémoire à semiconducteur, et est capable d'emma-

gasiner des données d'image relatives à chaque élément d'image d'une seule trame à des adresses qui correspondent aux éléments d'image respectifs Dans le mode de réalisation illustré, on va supposer qu'une trame comprend, par exemple, 512 X 114 éléments d'image, de sorte que la mémoire 24 comportera 512 X 114 emplacements d'emmagasinage, ou adresses de N+n bits La sortie 26 de données de N+n bits de la mémoire 24 d'image est appliquée, sous la forme d'un signal d'entrée, à un sélecteur 28 de données, et sous la forme d'une entrée, à la mémoire 20 à verrouillage Cette dernière est adaptée pour emmagasiner momentanément, c'est-à-dire "verrouiller", l'article N+n bits de données d'image extraites de la mémoire 24 avant d'appliquer cette donnée à l'additionneur 16 en tant qu'entrée 18 Le sélecteur 28 de données est un circuit de division par 2 m adapté pour choisir N bits de l'article 26 de données d'image, extrait de la mémoire 24 d'image, à partir d'une position

obtenue par déplacement de la position de bits la moins signi-

ficative de m bits dans le sens croissant (c'est-à-dire vers la

gauche) en réponse à un signal de sélection de données consti-

tuant une entrée de commande 30, m étant un nombre naturel inférieur à n Le résultat de l'opération de division, à savoir un signal 32 de N bits, est appliqué à un convertisseur numérique/analogique (D/ ) 34 Ce dernier convertit le signal numérique 32 en un signal analogique 36 qui apparatt à la sortie du convertisseur, ce signal pouvant alors être

appliqué à un dispositif d'affichage 51.

Les adresses lecture/écriture de la mémoire 24 d'image sont désignées par un compteur 38 d'adresses de

mémoire relié à la mémoire 24 par un conducteur 40.

Le fonctionnement du circuit précédent est commandé par un circuit de commande 42 Le circuit de commande 42, comportant des bornes d'entrée 44, 46 qui reçoivent les signaux (V) de synchronisation verticale et les signaux (H) de synchronisation horizontale du signal d'image appliqué à la borne d'entrée 10 du convertisseur A/D 12, réagit à ces signaux en émettant des signaux de commande 48, 50, 52, 54, 56 et 58, ainsi que le signal de commande 30 mentionné ci-dessus Le circuit 42, dans le mode de réalisation illustré, est composé d'une logique de commande mais peut être réalisé

à l'aide d'un microcalculateur également.

Le signal de commande 48 est une impulsion de

conversion A/D et 512 impulsions sont appliquées au convertis-

seur A/D 12 en synchronisme avec un signal unique de synchroni-

sation horizontale qui arrive à la borne d'entrée 46 du circuit de commande La raison de la sortie 48 de 512 impulsions est que, dans le mode de réalisation illustré, chacune des 114 lignes de balayage horizontales constituant une seule image, ou trame, comprend 512 éléments d'image En réponse à ces impulsions de conversion A/D, le convertisseur À/D 12 convertit le signal d'image analogique présent sur sa borne d'entrée 10 en un signal numérique correspondant au niveau du signal analogique, le signal numérique étant appliqué à une des

entrées de l'additionneur 16.

Le signal de commande 50 est composé d'impulsions de verrouillage appliquées à la borne L de la mémoire 20 à verrouillage et émises à la même cadence que les impulsions

de conversion A/D en synchronisme avec le signal de synchro-

nisation horizontal La mémoire 20 à verrouillage, en réponse à l'arrivée d'une impulsion de verrouillage provenant du circuit de commande, emmagasine momentanément l'article de données

extrait de la mémoire 24 d'image.

Le signal de commande 52 est un signal d'effacement de verrouillage destiné à effacer l'état de la mémoire 20 à verrouillage et est appliqué à la borne C de la mémoire à verrouillage Le signal de commande 54 est appliqué à la mémoire 24 d'image et est composé d'impulsions d'écriture émises à chaque émission d'une impulsion de conversion À/D du signal 48 avec une phase prédéterminée par rapport à ces impulsions de conversion A/D Un article de données d'image arrivant à l'entrée 22 de la mémoire 24 d'image est inscrit

dans la mémoire en réponse à une impulsion d'écriture L'empla-

cement o l'article de données est emmagasiné est désigné par le compteur 38 d'adresses de mémoire L'adresse désignée par le compteur 38, c'est-àdire la valeur du compte présent dans le compteur, est incrémentée par une impulsion d'accroissement d'adresse par incrément (que l'on appellera plus simplement impulsion d'incrémentation d'adresse), à savoir le signal de commande 56 fourni par le circuit de commande 42 Les impulsions

56 d'incrémentation d'adresse comme les impulsions de ver-

rouillage 50, sont engendrées,suivant une phase prédéterminée, avec chaque émission des impulsions de conversion A/D du signal 48 Le compteur 38 est remis à zéro par le signal de commande 58, qui sert de signal de remise à zéro et qui arrive du circuit

de commande 42.

On va se référer maintenant à la figure 2 pour décrire le circuit de commande 42 de façon plus détaillée Sur la figure 2, une ligne 64 reliant une résistance R d'élévation de niveau à un interrupteur FZ de gel d'image est maintenue à un niveau haut tant que l'interrupteur de gel est ouvert La ligne 64 se trouvant à un niveau haut, divers basculeurs bistables de

commande (désignée par FF par la suite) sont remis obligatoire-

ment à zéro de manière à empêcher l'émission des signaux de

commande 48, 50, 54 et 56 mais à émettre le signal 52 d'efface-

ment de verrouillage et le signal 58 de remise à zéro de comp-

teur d'adresses Dans ces conditions, le mode de fonctionnement

"commande de gel d'image" est neutralisé Si on ferme l'inter-

rupteur FZ de gel d'image, la ligne 64 est reliée à la masse par l'intermédiaire du contact de l'interrupteur et par une ligne 66, ce qui permet de mettre le circuit de commande 42 dans le mode actif Dans ces conditions, l'arrivée initiale d'un signal 1 V de synchronisation verticale à la borne d'entrée 44 place le FF 100 de synchronisation verticale dans l'état "un", ceci ayant lieu au flanc avant du signal 1 V Il en résulte que la sortie Q de FF 100 remet à zéro un FF 101 de synchronisation horizontale, un compteur 102 de points et un compteur 103 de

trames Ensuite, avec l'arrivée du signal initial 1 H de synchro-

nisation horizontale à la borne d'entrée 46, FF 101 reprend l'état "un* au moment du flanc avant du signal 1 H, grâce à quoi la sortie Q excite un circuit de chrono-déclenchement ou de

rythme 104.

Le circuit de chrono-déclenchement 104 comprend un oscillateur d'horloge de référence, non représenté,quioscille continuellement à une fréquence prédéterminée et qui est adapté pour fournir, à ses bornes de sortie 01 à 04, des signaux de chrono-déclenchement de phases différentes les unes des autres par division de fréquence de la sortie de l'oscillateur Le signal de chrono-déclenchement engendré tout d'abord est le signal pulsé 48 de conversion A/D qui apparait à la borne de

sortie 01 Ensuite, ou en même temps, le signal de chrono-

déclenchement de verrouillage apparatt à la borne 02, le signal pulsé 54 de chrono-déclenchement d'écriture apparait à la borne 03 à un rythme au moins nécessaire pour l'obtention de la sortie 22 de l'additionneur, sortie qui est la somme de la sortie fournie par le convertisseur A/D 12 et de la sortie de la mémoire 20 à verrouillage, et le signal pulsé 56 d'incrémentation d'adresse apparalt à la sortie 04 à la fin de l'opération

d'écriture La synchronisation de ces signaux pulsés est cons-

tante et est établie de telle sorte qu'un train de 512 impul-

sions soit obtenu pour un intervalle de ligne de balayage horizontal. Les impulsions d'incrémentation d'adresses obtenues à la sortie 04 du circuit de chrono-déclenchement 104 sont appliquées à la borne d'entrée d'horloge du compteur 102 de points, qui est un compteur d'une capacité de 9 bite et qui est destiné à compter les 512 éléments d'image d'une ligne de balayage horizontal, chaque impulsion incrémentant le compteur d'un pas Par conséquent, lorsque le compteur 102 de points compte 512 impulsions d'incrémentation d'adresse, une impulsion de report est émise à sa sortie Cl pour incrémenter le compteur 103 de trames, lequel représente un chiffre ou digit d'ordre supérieur Le bistable FF 101 de synchronisation horizontale

est remis à zéro par le flanc arrière de l'impulsion de report.

A ce moment, la sortie Q de FF 101 met fin à la génération par le circuit de chrono-déclenchement 104 de tous les signaux à

ses sorties O à 04, ce qui arrfte l'incrémentation des comp-

teurs 102, 103, l'incrémentation du compteur 38 d'adresses de

mémoire et l'inscription des données dans la mémoire 24 d'image.

Lorsque le second signal 2 H de synchronisation hori-

zontale arrive, les opérations décrites ci-dessus sont de nouveau exécutées, le compteur 103 de trames étant incrémenté avant que le cycle de fonctionnement prenne fin En supposant qu'un balayage entrelacé de deux demi-trames soit adopté pour chaque trame ou image, le balayage pour une demi trame prend fin après 114/2 = 57 explorations, c'est-à-dire qu'un compteur

d'une capacité de 6 bits suffit comme compteur 103 de trames.

De ce fait, lorsque le compteur 103 de trames compte 57 lignes de balayage, une impulsion de report apparatt à sa sortie C 2, le bistable FF 100 de synchronisation verticale étant remis à zéro au flanc arrière de l'impulsion de report Dans ces conditions, la sortie Q de FF 100 remet obligatoirement à zéro il FF 101 et les compteurs 102, 103 et les maintient dans cet état

jusqu'à l'arrivée du second signal 2 V de synchronisation verti-

cale correspondant à la seconde demi-trame (celle-ci est la seconde demitrame au sens relatif du terme; il n'est pas indispensable qu'elle coïncide avec la demi-trame présente sur l'écran d'affichage) En même temps, du fait de la fin du balayage effectué pour la première demi-trame, le bord arrière de la sortie Q de FF 100 excite un diviseur de fréquence par deux formé par un bistable FF 105 du type J-K, en prenant ainsi

en mémoire le fait que le balayage destiné à la seconde demi-

trame doit commencer.

Lorsque le signal 2 V de synchronisation verticale de la seconde demitrame arrive, FF 100 est mis à l'état "un" de sorte que le compteur 103 de trames compte 57 lignes de balayagecomme on vient de le décrire ci- dessus Pendant ce temps, le compteur 38 d'adresses de mémoire, lequel est un compteur d'une capacité de 16 bits permettant de choisir un espace d'adresse de 512 X 114 = 58368, a déjà compté jusqu'à 512 x 57 = 29184 en raison de l'émission des impulsions 56 d'incrémentation d'adresse qui correspondent à la première demi-trame A l'arrivée de la série suivante d'impulsions 56

d'incrémentation d'adresse qui correspondent à la seconde demi-

trame, le compteur 38 d'adresses de mémoire est de nouveau

avancé de 512 x 57 = 29184 pas Au moment o se termine l'ins-

cription des données dans la dernière adresse de mémoire utilisée, le signal de report est émis à la sortie C 2 du compteur 103 de trame, une porte ET 106, dont l'autre entrée est la sortie Q de FF 105 émet alors un signal qui est fourni par une porte OU 107 en tant que signal 58 de remise à zéro de compteur d'adresses, de manière à remettre ainsi à zéro le

compteur 38 d'adresses.

Le flanc arrière de la sortie Q du bistable FF 100 de synchronisation verticale provoque le changement d'état de la sortie Q de FF 105, le flanc arrière de ce signal incrémentant un compteur de trames comprenant les bistables FF 110 h 113 du type J-K En même temps, le flanc arrière de FF 105 place à l'état "un" un bistable FF 114 du type J-K, dont la sortie Q applique un " 1 " logique à, une des entrées d'une porte ET 109 de sorte que les impulsions 50 de verrouillage sont délivrées par cette porte ET à partir de la seconde trame* Lorsque le balayage de la seconde demi-trame de la seconde trame se termine, le FF 111 du compteur de trames est placé dans l'état "un" On voit qu'un commutateur rotatif

62 comporte un contact mobile 68 qui est relié à un plot 70-1.

Ceci indique qu'une opération d'accumulation doit être effec-

tuée pour deux trames Un inverseur 120, dont l'entrée est reliée au plot 70-1, fournit une sortie 30-1 qui place un " 1 " logique à une des entrées d'une porte ET 117 Par conséquent, la sortie Q de FF 111 à l'autre entrée de la porte ET 117 amène cette porte ET à fournir une sortie qui est délivrée par une porte OU 116 Ce signal de sortie remet obligatoirement k zéro le FF 114 et maintient la borne d'entrée de données d'un bistable FF 115 de type D à un niveau haut A ce moment,

FF 114 empêche toute autre délivrance d'impulsions de verrouil-

loge 50 Ensuite, lorsque finalement le signal initial 5 V de synchronisation verticale de la troisième trame arrive, FF 115 est mis à l'état "un" de sorte que sa sortie Q applique un "O" logique à une des entrées de la porte ET 108, en empechant la délivrance de toute autre impulsion d'écriture 54 Deux trames de données d'image ont donc été accumulées et emmagasinées dans la mémoire 24 d'image Avec la fin de cette opération de commande, le cycle de lecture relatif aux données d'image gelée commence avec la troisième trame Le circuit de commande 42, pour maintenir cet état, est agencé de telle sorte que la sortie Q de FF 115 place un "O" logique à la borne d'entrée J-K du diviseur par deux FF 105 de manière à maintenir ainsi l'incrémentation du compteur de trames Quand on désire mettre fin au cycle de lecture des données d'image gelée, on ouvre l'interrupteur FZ de gel d'image pour rétablir le circuit de

commande 42 dans son état initial.

On remarquera que le compteur 38 d'adresses de mémoire peut être supprimé si le circuit de commande 42 est agencé de telle sorte que les sorties du compteur 102 de points, le compteur 104 de trames et le diviseur par deux FF 105 sont utilisés directement comme signaux d'adresses

pour la mémoire 24 d'image.

Le circuit de commande 42 engendre donc les signaux

de commande décrits ci-dessus à diverses cadences en synchro-

nisme avec les signaux de synchronisation verticale et de synchronisation horizontale appliqués aux bornes d'entrée respectives 44, 46 du circuit de commande Comme on l'a mentionné ci-dessus, on peut exécuter ces opérations de commande extérieurement en utilisant l'interrupteur FZ de gel dtimage, lequel peut être une touche ou un interrupteur analogue, et le commutateur rotatif 62 L'interrupteur FZ de gel d'image est relié au circuit de commande 42 par les lignes 64, 66 et, lorsqu'on le ferme, met en fonction le circuit de commande 42 pour commencer le fonctionnement en mode gel d'image Le commutateur rotatif 62, en plus du plot 70-1 mentionné précédemment comporte aussi des plots 70-2, 70-3, , 70-n qui, lorsqu'ils sont contactés par le contact mobile 68, permettent une sélection consécutive du nombre de trames

utilisées dans une image gelée.

Pour augmenter la qualité de l'image, c'est-à-dire pour améliorer le rapport signal/bruit (S/N), de l'image gelée affichée obtenue par gel de l'image dynamique à un certain moment dans le temps, une caractéristique de la présente invention réside dans le fait, qu'à la suite de l'instruction de gel, la valeur moyenne des signaux d'image des éléments d'image correspondants de chaque trame du nombre de trames désigné est cal-culée, et que l'image gelée est formée sur la

base de cette valeur moyenne L'interrupteur destiné au dé-

clenchement manuel du mode de fonctionnement en gel d'image est l'interrupteur FZ de gel d'image, tandis que l'interrupteur destiné à établir le nombre de trames utilisé dans le calcul de la valeur moyenne est le commutateur rotatif 62 Ce dernier est capable d'effectuer une sélection alternativement parmi

les nombres de trames 2, 4, 8,, 2 n.

On va maintenant décrire en se référant à l'ordino-

gramme représenté sur les figures 4 A et 4 B une description

détaillée du mode de fonctionnement en gel d'image effectué

par l'appareil de la figure 1. Tout d'abord, on ferme l'interrupteur FZ de gel d'image Lorsque cette

fermeture est détectée dans le circuit de commande 42 (phase 100), un basculeur bistable de commande interne se trouve libéré de l'état remis à zéro pour permettre le démarrage dé la commande en synchronisme avec les signaux de synchronisation horizontale et de synchronisation verticale

appliqués extérieurement (phase 102) Dans le mode de réalisa-

tion illustré, on suppose qu'un balayage entrelacé d'une demi-

trame par trame complète a été adopté à une cadence de 30 trames par seconde, comme mentionné précédemment Quand un signal de synchronisation verticale correspondant à la première demi-trame (le terme "première" étant relatif) de la trame initiale arrive à la borne d'entrée 44 (phase 104) suivi par l'arrivée à la borne d'entrée 46 d'un signal de synchronisation horizontale correspondant à la ligne ( 1 H) initiale de balayage

horizontal (phase 106), le circuit de commande 42 émet succes-

sivement 512 des impulsions 48 de conversion A/D comme décrit précédemment En réponse à ces impulsions, le convertisseur A/D 12 convertit successivement le signal d'image présent à sa borne d'entrée 10 en un signal numérique de N-bits qui apparait

à la sortie 14 et qui correspond au niveau du signal d'image.

A ce moment, la mémoire O à verrouillage n'a pas encore reçu

les impulsions de verrouillage 50 provenant du circuit de com-

mande 42, de sorte que l'autre entrée 18 de l'additionneur 16 est nulle Par conséquent, la sortie 22 de l'additionneur 16 est l'article de donnéesd'image reçu intact du convertisseur

A/D 12.

Pendant ce temps, l'entrée de commande d'écriture de la mémoire 24 d'image reçoit les impulsions d'écriture 54 du circuit de commande 42 Ces impulsions sont engendrées suivant une phase prédéterminée par rapport aux impulsions 48 de conversion A/D Les emplacements d'emmagasinage pour les données d'image introduites dans la mémoire 24 sont désignés par le compteur 38 d'adresses de mémoire par l'intermédiaire de la ligne 40 Le compteur 38 est incrémenté par les impulsions

d'incrémentation 56 fournies par le circuit de commande 42.

Ces impulsions sont également engendrées suivant une phase

prédéterminée par rapport aux impulsions 48 de conversion A/D.

Par conséquent, en réponse aux impulsions d'écriture 54, les articles de données d'image délivrées par l'additionneur 16 à la sortie 22 sont emmagasinés successivement pour chaque élément d'image, aux emplacements d'emmagasinage désignés par le compteur 38 d'adresses de mémoire À titre d'exemple, l'article de données relatif à l'élément inilial d'image de la ligne initiale de balayage horizontal est emmagasiné à l'adresse 0 de la mémoire 24 (phase 108), le compteur 38 est ensuite incrémenté, c'est-àdire avancé d'un pas (phase 110), cette opération étant suivie par un emmagasinage, à l'adresse 1,

de l'article de données relatif à l'élément d'image suivant.

Ce traitement est répété pour la totalité de la ligne de balayage initiale ( 1 H) de manière à compléter l'emmagasinage

des données correspondantes dans la mémoire 24 (phase 112).

Avec l'arrivée du signal suivant de synchronisation horizontale à la borne d'entrée 46 (phase 106), le traitement précédent est répété pour les lignes de balayage horizontal allant de la seconde à la 57 ème Quand cette opération est terminée, les articles de données'd'image relatifs aux éléments d'image d'une demi-trame ont été emmagasinés aux emplacements

d'emmagasinage de la mémoire 24 qui correspondent à ces -

éléments d'image (phase 114).

Les opérations décrites ci-dessus sont répétées pour la seconde demitrame de la trame initiale Ceci complète l'emmagasinage des données d'image pour tous les éléments

d'image d'une trame (phase 116).

Lors de l'emmagasinage d'une trame de données d'image, le circuit de commande 42 émet le signal 58 de remise à zéro de compteur pour effacer le contenu du compteur 38-d'adresses (phase 120 sur la figure 4 B) et incrémente le compteur

(figure 2) pour compter le nombre de trames (phase 122).

Le circuit de commande 42 exécute le traitement précédent d'une façon similaire en ce qui concerne la seconde trame en réponse aux signaux de synchronisation verticale et de synchronisation horizontale qui arrivent ensuite (phases 124, 126) Toutefois, pour les trames comprenant la seconde trame et celles qui font suite à cette dernière, le traitement change quelque peu de la manière suivante De façon spécifique, dans les opérations relatives à la seconde trame, le circuit de

commande 42 fournit à la mémoire 20 à verrouillage les impul-

sions de verrouillage 50 en synchronisme avec les impulsions 48 de conversion A/D, grâce à quoi la mémoire 20 à verrouillage emmagasine momentanément les données d'image extraites de la mémoire 26 d'image aux adresses désignées par le compteur 38

d'adresses de mémoire (phase 128) Les données d'image emmaga-

sinées momentanément dans la mémoire 20 à verrouillage sont appliquées à l'entrée 18 de l'additionneur 16, les données étant à ce moment ajoutées aux données d'image arrivant à l'autre entrée 14 en provenance du convertisseur À/D 112 La La somme résultante apparaît à la sortie 22 Comme dans le cas de la première trame, la somme ci-dessus est emmagasinée dans la mémoire 24 d'image à l'adresse qui est désignée à ce moment par le compteur 38 d'adresses, c'est-à-dire à l'adresse correspondant à l'élément d'image de la donnée d'image extraite

de la mémoire 20 à verrouillage (phase 130).

La description qui précède sera mieux comprise à

l'aide de l'exemple suivant On va supposer que le convertisseur A/D 12 fournit à l'entrée 14 de l'additionneur 16 l'article de données d'image correspondant à l'élément initial d'image de la

ligne initiale de balayage horizontal dans la première demi-

trame de la seconde trame Du fait que le compteur 38 d'adresses désigne l'adresse O de la mémoire 24 à ce moment, la mémoire à verrouillage, lorsqu'elle est rendue active par une impulsion de verrouillage 50, enregistre l'article de données d'image provenant de l'adresse 0 Cet article de données d'image est un article de données concernant l'élément d'image

correspondant dans la trame initiale mentionnée ci-dessus.

L'article de données d'image verrouillé, c'est-à-dire emmagasiné, par la mémoire 20 à verrouillage est appliqué

à la borne d'entrée 18 de l'additionneur 16 pour être addi-

tionné à l'article de données d'image présent à l'entrée 14, la somme apparaissant à la sortie 22 Du fait que le compteur 38 désigne encore l'adresse O à ce moment, la somme est emmagasinée dans la même adresse, à savoir l'adresse 0, en

réponse à une impulsion d'écriture 54 Cette somme, naturelle-

ment, est inscrite sur l'article précédent de données d'image emmagasiné à l'adresse O de sorte que cette donnée antérieure disparait Ensuite, lorsque le compteur 38 d'adresses est incrémenté (phase 132), le traitement précédent est effectué pour l'élément d'image suivant de la même ligne de balayage

horizontal de sorte que l'article de données d'image emmaga-

siné à l'adresse 1 de mémoire 24 est ajouté à l'article de données dtimage du second élément d'image arrivant à la borne d'entrée 10, la somme étant emmagasinée à l'adresse 1 À partir de ce moment, ces opérations sont répétées successivement pour chaque trame Lorsque le nombre de trames soumis à ces opérations d'addition et d'emmagasinage coïncide avec le nombre 2 m établi par le commutateur rotatif 62, le circuit de commande passe alors au mode de fonctionnement en

affichage d'image gelée (phase 134).

Dans les conditions précédentes, ce qui est emmagasiné à chaque emplacement d'emmagasinage de la mémoire 24 d'image dans le mode de fonctionnement en gel d'image est un article

de données "accumulées" obtenu par addition d'articles corres-

pondants de données d'image relatives aux éléments correspondants de chaque trame, l'addition étant effectuée pour une série de trames du nombre établi en partant du moment o le mode gel d'image est désignée Dans le mode de fonctionnement en affichage d'image gelée, le circuit de commande 42 émet le signal 58 de remise à zéro de compteur pour remettre à zéro le compteur 38 d'adresses de mémoire et envoie à ce compteur successivement des impulsions 56 d'incrémentation d'adresses Du fait que les impulsions d'écriture 54 ne sont pas émises dans ce mode, la

mémoire 24 d'image se trouve alors dans un mode de fonction-

nement "lecture" De ce fait, les données d'image, c'est-à-dire les données d'image accumulées précitées, sont extraites de la mémoire 24 d'image à l'adresse désignée par le compteur 38 d'adresses (phase 140) Le sélecteur 28 de données, en réponse au signal de commande 30 provenant du circuit de commande 42, déplace les données accumulées à la sortie 26 en direction des chiffres ou digits d'un ordre inférieur (c'est-à-dire vers la droite) de m bits (phase 142) En d'autres termes, le sélecteur 28 de données produit, à la sortie 32, des données de N bits d'un ordre supérieur en partant d'une position obtenue par le décalage de la position de bit la moins significative des données accumulées en- direction de la gauche, c'est-à-dire des

chiffres ou digits d'un ordre supérieur, de m bits Par consé-

quent, les données d'image à la sortie 32 sont des données obtenues, en fait, par division des données accumulées par 2 m* La figure 3 montre un exemple d'agencement de circuit du sélecteur 28 de données pour un cas o huit ( 8) est pris comme nombre de bits N constituant un article de données d'image,et o 2, 4 et 8 peuvent être choisis comme nombre de trames dont les données peuvent être additionnées Du fait que le nombre maximal de trames pouvant être additionnées dans ce cas est 23, la capacité d'emmagasinage de la mémoire 24 d'image, par élément d'image, doit être de 8 + 3 bits Dans l'ordre ascendant, en partant du bit le moins significatif, ces bits sont représentés par des signaux 26-Ni à 26- N 8 et par des signaux 26-nl à 26-n 3, respectivement Toutefois, du fait que le nombre minimal de trames qui peuvent être additionnées

est 21, le signal 26-Ni correspondant au bit le moins signifi-

catif est effacé Lorsque le fonctionnement passe au mode de fonctionnement en affichage d'image gelée, un des signaux 30-1, -2, 30-3 provenant du circuit de commande 42 est porté à un niveau haut en fonction de la position du commutateur rotatif 62 Le signal 30-1 indique l'accumulation de deux trames, le signal 30-2 l'accumulation de quatre trames, et le signal 30-3 l'accumulation de huit trames De plus, celui de ces signaux

qui est appliqué commande simultanément la division, à l'inté-

rieur du sélecteur 28 de données, des données d'image accumu-

lées apparaissant à la sortie 26, en divisant les données

d'image par 2, 4 ou 8, respectivement.

Le sélecteur 28 de données comprend huit circuits ET-OU à 207 La division mentionnée ci-dessus basée sur 2 m est effectuée par délivrance en permanence, à la sortie 32, des données de 8 bits en commençant à partir du chiffre le moins significatif qui reste après que l'article accumulé de données

d'image formé des bits 26-Ni à 26-n 3, c'est-à-dire le divi-

dende, ait été décalé vers la gauche de m bits Ces signaux de bits qui apparaissent à la sortie 32 sont désignés 32-Ni à 32-N 8 dans l'ordre ascendant en partant du bit le moins significatif. Le convertisseur D/ 34 convertit le résultat de l'opération de division, c'est-à-dire le quotient, en un signal analogique correspondant de manière à fournir à sa borne de

sortie 36 un signal d'image sérielle.

Lorsqu'un article de données d'image pour un élément d'image est extrait de la mémoire 24, le circuit de commande 42 incrémente le compteur 38 d'adresses (phase 144), grâce à quoi l'article suivant de données d'image pour l'élément d'image suivant est extrait par répétition des opérations décrites ci-dessus Lorsque le traitement précédent a été effectué pour les éléments d'image d'une trame (phase 146), une trame d'un signal d'image sérielle a été formée à la borne

36 de sortie de signal d'image du convertisseur D/A.

On comprendra, d'après ce qui précède, que le signal d'image qui apparatt à la borne 36 a la suite de la fermeture de l'interrupteur FZ de gel d'image, représente une image obtenue par accumulation d'articles de données d'image d'éléments d'image correspondants pour une série de 2 m trames, cette accumulation étant suivie par une division par 2 m des données accumulées En d'autres termes, le signal d'image présent à la borne 36 représente la moyenne arithmétique des articles de données d'image des éléments d'image correspondants pour la série de 2 m trames Par conséquent, on obtient, en théorie, à la borne de sortie 36,un signal d'image dont le rapport signal/bruit (S/N) est fois meilleur L'affichage d'une image statique formée par ce signal donne une qualité d'image excellente qu'il n'a pas été possible d'obtenir jusqu'à présent. Du fait que N bits sont obtenus à la sortie du convertisseur /D 12 à la suite de la conversion, alors que le nombre maximal d'opérations d'accumulation pour chaque élément d'image, c'est-à-dire le nombre de trames accumulées, est 2 m, il suffit que la mémoire 24 d'image ait une capacité d'emmagasinage de N+n par élément d'image Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser 2 N mémoire d'image d'une capacité d'emmagasinage de N-bits par élément d'image, comme c'était le

cas dans la technique antérieure.

Il convient de remarquer que le sélecteur 28 de données n'est pas indispensable Par exemple, dans le cas o l'appareil ne comprend pas le commutateur rotatif 62 et o le nombre de trames utilisées dans le mode gel d'image est fixé' à une valeur prédéterminée, on peut adopter un agencement dans lequel le signal d'image extrait de la mémoire 24 d'image est appliqué directement au convertisseur D/À 34 comme signal d'entrée de ce dernier, ce convertisseur 34 fournissant, à sa borne de sortie 36, un signal d'image analogique à un niveau ou gain approprié établi dans le convertisseur 34 Si le nombre de trames utilisées pour produire l'image gelée est variable, on peut alors utiliser un agencement dans lequel on peut modifier, en fonction du nombre de trames utilisées, le gain de l'étage de sortie du convertisseur D/A 34. Un dispositif d'affichage 51, tel qu'un tube à rayons cathodiques (CRT), destiné à présenter l'image gelée sous lae forme d'une copie d'esthétique agréable,peut être relié à la borne de sortie 36 o le signal d'image apparaît Dans ce cas, on peut avoir recours à une mémoire de rafraîchissement distincte, bien qu'il soit aussi possible d'utiliser la mémoire 24 d'image à cette fin A titre d'exemple, les données d'image peuvent être extraites de la mémoire 24 d'image de façon répétée à une cadence de 30 trames par seconde On peut également, en ayant recours à un circuit de division par 20, de réalisation facilement un agencement dans lequel on peut utiliser la mémoire dtimage comme mémoire de rafraîchissement

quand on affiche une image dynamique.

L'appareil pour diagnostic par ultrasons selon la présente invention, dont la structure et le fonctionnement sont ceux décrits ci-dessus, se prête à un certain nombre

d'actions et d'effets que l'on va maintenant décrire.

L'appareil de l'invention peut être utilisé efficace-

ment dans de nombreuses applications en raison de la meilleure qualité de l'image statique Du fait que le gel d'une image à l'aide de la technique de la présente invention améliore la qualité de l'image par le fait que l'on prend la valeur moyenne d'une pluralité de trames, on peut s'attendre à une très grande amélioration de l'image gelée dans une vue se déplaçant d'une façon relativement lente, comme par exemple dans l'image gelée dans le domaine de l'obstétrique et de la gynécologie En outre, en accumulant les données d'image pendant le mode de fonctionnement en gel d'image, on peut ajouter de nouvelles données d'image au données d'image antérieures extraites de la mémoire d'image, cela pour chacun et pour tous les éléments d'image, et la somme résultante est réinscrite dans la mémoire d'image* Du fait que ce traitement

est effectué sur la base d'une seule trame à la fois (c'est-à-

dire trame par trame) en série dans le temps, il suffit que la mémoire d'image ait une capacité d'emmagasinage suffisante pour une trame de données d'image Il est donc possible de réaliser un appareil pour diagnostic par ultrasons avec une mémoire d'image plus petite que celle utilisée dans la technique

antérieure, ce qui diminue le prix de revient de l'appareil.

Il est bien entendu que la description qui précède

n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif, et que des variantes ou des modifications peuvent y être

apportées dans le cadre de la présente invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Appareil pour diagnostic par ultrasons destiné à afficher une image "gelée" en se basant sur un signal d'image sérielle qui comprend des articles de données d'éléments d'image représentant chacun une pluralité d'éléments contenus dans une trame, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un moyen de mémorisation ( 24) pour emmagasiner chaque

article de données d'éléments d'image d'une trame à un emplace-

ment d'emmagasinage correspondant à chaque élément d'image; un moyen d'addition ( 16) pour ajouter chaque article de données d'éléments d'image, chaque fois que cet article de données d'éléments d'image d'une trame arrive, à un article de données d'éléments d'image emmagasinées à un emplacement d'emmagasinage dudit moyen de mémorisation qui correspond à ladite donnée d'éléments d'image venant d'arriver; un moyen de commande ( 42) destiné à commander l'exécutionpour un nombre choisi d'une série de trames, de l'addition de données d'éléments d'image, effectuée par ledit moyen d'addition; et un moyen de lecture pour extraire les articles de données d'éléments d'image, emmagasinés dans ledit moyen de mémorisation, de ce moyen de mémorisation successivement lorsque l'addition des données d'éléments d'image, effectuée par ledit moyen d'addition, prend fin pour ladite série de trames, lesdits articles de données d'éléments d'image étant convertis en un signal d'image sérielle destiné à l'affichage

d'une image gelée.

2 Appareil pour diagnostic par ultrasons suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen de lecture comprend un moyen de division ( 28) destiné à produire le signal d'image sérielle en divisant par un nombre choisi chaque article de données d'éléments d'image extrait dudit

moyen de mémorisation.

3 Appareil pour diagnostic par ultrasons suivant les

revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit

moyen d'addition comprend un moyen ( 20) de retenue de données adapté de telle sorte que, chaque fois qu'un article de données d'éléments d'image de trame arrive, il extrait dudit moyen de mémorisation et retient momentanément un article de données d'éléments,'image emmagasiné à un emplacement d'emmagasinage correspondant audit article de données d'image venant d'arriver, l'article de données d'éléments d'image retenu dans ledit moyen de retenue étant ajouté par ledit moyen d'addition audit article de données d'éléments d'image venant d'arriver, après quoi ledit

moyen de commande ordonne l'emmagasinage du résultat de l'ad-

dition dans ledit moyen de mémorisation à l'emplacement d'em-

magasinage correspondant.

4 Appareil pour diagnostic par ultrasons suivant

l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par

le fait que ledit moyen de commande comprend un moyen pour

établir manuellement ledit nombre choisi.