FR2558367A1

FR2558367A1 - Procede et appareil d'etalonnage d'un accessoire de biopsie dans un appareil d'echographie

Info

Publication number: FR2558367A1
Application number: FR8500632A
Authority: FR
Inventors: Daniel Barnea
Original assignee: Elscint Ltd
Current assignee: Elscint Ltd
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1985-07-26
Anticipated expiration: 2005-01-17
Also published as: FR2696923B1; IL74036A0; FR2696923A1; JPH0753160B2; JPS60185538A; DE3501355A1; US4567896A; FR2558367B1; IL74036A; NL8500128A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES D'ECHOGRAPHIE MEDICALE. UN APPAREIL D'ECHOGRAPHIE A BALAYAGE PAR SECTEUR COMPREND UN ACCESSOIRE DE BIOPSIE 10 QUI EST MONTE SUR LE BOITIER DE L'APPAREIL POUR POSITIONNER UNE AIGUILLE DE BIOPSIE PAR RAPPORT A LA TETE DE BALAYAGE ULTRASONORE 14 DE L'APPAREIL. UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE D'IMAGE 90 PRESENTE A LA FOIS UNE IMAGE DE LA REGION BALAYEE PAR LA TETE DE BALAYAGE, ET UNE REPRESENTATION ELECTRONIQUE SUPERPOSEE DE LA POSITION DE LA TRAJECTOIRE DE L'AIGUILLE DE BIOPSIE PAR RAPPORT A LA TETE DE BALAYAGE. ON ETALONNE LA TRAJECTOIRE DE L'AIGUILLE EN DETERMINANT SES COORDONNEES DANS LE SYSTEME DE COORDONNEES DE LA TETE DE BALAYAGE, INDEPENDAMMENT DE LA RELATION SPATIALE PARTICULIERE DE LA TRAJECTOIRE DE L'AIGUILLE PAR RAPPORT A LA TETE DE BALAYAGE. APPLICATION AUX DIAGNOSTICS MEDICAUX.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour l'étalonnage

d'un accessoire de biopsie pour

un appareil d'échographie.

Les techniques d'échographie utilisent de façon générale un procédé d'écho d'impulsions dans lequel des impulsions courtes d'énergie ultrasonore générées par un transducteur piezoélectrique sont focalisées en un faisceau étroit et sont transmises dans le corps d'un patient par

l'intermédiaire d'un milieu conducteur approprié, habituel-

lement de l'eau. Une partie de l'énergie ultrasonore est réfléchie vers le transducteur à des interfaces de tissus entre diverses structures différentes du corps, à cause des discontinuités d'impédance mécanique aux interfaces. Le transducteur reçoit l'énergie réfléchie et il la convertit en signaux électriques. L'instant d'arrivée des signaux réfléchis qui rctournent indique les positions relatives des interfaces à l'intérieur du corps. En d'autres termes, la séparation dans le temps entre les signaux réfléchis ou échos est proportionnelle à la séparation physique des O interfaces réfléchissantes respectives à l'intérieur du

corps; et l'amplitude de l'écho est fonction des caracté-

ristiques des structures formant l'interface.

On présente ensuite, généralement sur un afficha-

ge avec "balayage de type B", les signaux électriques représentant l'image, qui correspondent aux caractéristiques

de l'énergie mécanique réfléchie. Un tel affichage est com-

parable à un affichage de télévision classique. Dans un tel système, les signaux d'écho réfléchis modulent la luminosité

de l'affichage à chaque point balayé. Des structures inter-

nes fortement réflécbissantes, comme des parois d'artères durcies, apparaissent plus lumineuses sur l'affichage que des structures faiblement réfléchissantes. Cette gamme de

gris procure un outil de diagnostic utile.

On peut produire un ensemble de lignes de balayage

3, en sjoumlettant le faisceau ultrasonore produit par le trans-

ducteur à un balayage avec une vitesse prédéterminée et

dans une direction prédéterminée sur la surface du patient.

On peut utiliser l'ensemble de lignes de balayage ainsi pro-

duites pour produire une présentation en forme de secteur d'une image en coupe dans le plan du balayage effectué par le dispositif de réflexion et de balayage qui accomplit un

balayage mécanique sur un angle désiré.

Une sonde à balayage par secteur de type caracté-

ristique est représentée dans le brevet des E.U.A.

n 4 151 834, qui montre un boîtier contenant un servomoteur à courant continu qui entraîne un mécanisme destiné à faire osciller un cristal de transducteur. Le transducteur reçoit

périodiquement des signaux électriques sous forme d'impul-

sions qui provoquent l'émission périodique d'un faisceau ultrasonore pendant que le transducteur oscille entre ses limites angulaires. La cadence à laquelle le transducteur reçoit des impulsions est un grand nombre de fois supérieure à la cadence du mouvement angulaire du transducteur; pour

cette raison, on dit que le faisceau balaie un secteur.

Certaines procédures médicales sont facilitées lorsqu'on utilise une aiguille de biopsie en association avec la sonde ultrasonore et, pour cette raison, on a développé dans ce but des sondes ultrasonores spéciales. Le brevet des E.U.A. n 4 108 165 décrit une sonde ultrasonore

qui comporte un transducteur annulaire qui est excité pério-

diquement par un circuit électronique pour produire des faisceaux ultrasonores qui peuvent être dirigés dans le corps d'un patient examiné. Dans le dispositif qui est

décrit dans ce brevet, aucun balayage du faisceau n'est pré-

vu, et le transducteur est monté dans un boîtier cylindrique

ayant un alésage axial concentrique par rapport au transduc-

teur annulaire. L'aiguille de biopsie est placée de manière concentrique à l'intérieur de la sonde, pour permettre d'aligner cette aiguille avec une cible de biopsie dans le

corps examiné.

On peut de fagon générale effectuer une biopsie de grande précision en utilisant un accessoire de biopsie monté

sur une sonde ultrasonore à balayage, dans le cas o l'acces-

soire est du type comprenant un guide d'aiguille destiné à orienter avec précision l'aiguille de biopsie vers une cible

de biopsie, conformément à la procédure suivante. Première-

ment, on examine le patient avec un balayage par ultrasons

et on positionne la cible de biopsie sur l'écran d'affichage.

L'affichage comprend également une représentation électroni-

que superposée et prédéterminée de la position de la trajec-

toire de l'aiguille par rapport à la tête de balayage de la sonde. On appelle trajectoire de l'aiguille la ligne le long de laquelle l'aiguille de biopsie se déplacera au moment de son insertion à travers le guide d'aiguille. Pour aligner la trajectoire de l'aiguille avec la cible de biopsie, on déplace la sonde ultrasonore par rapport au corps examiné, jusqu'à ce que la trajectoire de l'aiguille qui est affichée passe à travers l'image de la cible de biopsie sur l'écran d'affichage. Pour déterminer la distance jusqu'à la cible de

biopsie, on peut déplacer un curseur mobile associé au dis-

positif d'affichage, pour l'amener sur la cible de biopsie apparaissant sur l'affichage. En étalonnant la position du

curseur, on peut déterminer la distance jusqu'à la cible.

La technique décrit ci-dessus est présentée de façon générale par le brevet des E.U.A. no 4 346 717, qui

décrit une sonde ultrasonore conçue pour faciliter l'utili-

sation d'une aiguille de biopsie. Ce système produit et superpose électroniquement sur une image du corps examiné qui est formée sur un écran d'affichage, un faisceau d'image

de guide qui correspond à l'orientation d'un guide d'aiguil-

le pour une aiguille de biopsie destinée à pénétrer dans le corps. On calcule les coordonnées du faisceau d'image de guide sur l'écran d'affichage en utilisant la valeur de l'angle g qui définit la relation angulaire entre le guide d'aiguille et la sonde ultrasonore. On utilise un détecteur d'angle pour détecter de façon précise l'angle de la douille du guide par rapport à la sonde ultrasonore. Si la douille du guide est disposée sous un angle 0 fixe, on oriente par rapport à la zone cible l'aiguille devant pénétrer dans le corps, en déplaçant dans l'espace la sonde ultrasonore à la surface du corps, et en réglant l'attitude de la sonde, jusqu'à ce que le faisceau de guide qui est superposé sur l'image affichée passe à travers la zone de cible de

biopsie dans laquelle l'aiguille doit pénétrer. Si la posi-

tion de la douille du guide est réglable par rapport à la sonde, le fait de régler la douille du guide conduit de façon similaire au réglage du faisceau de l'image du guide, par l'intermédiaire de signaux de positionnement qui sont obtenus en fonction de l'élément de réglage d'angle qui a pour fonction de repositionner la douille du guide; on déplace donc la douille du guide jusqu'à ce que le faisceau de l'image du guide passe à travers la cible de biopsie qui

est représentée sur l'écran d'affichage.

La procédure de biopsie ultrasonore générale décrite précédemment comme celle qui est décrite dans le brevet des E.U.A. nO 4 346 717 exigent la génération d'un faisceau d'image du guide qui représente électroniquement sur l'écran d'affichage la trajectoire de l'aiguille de

biopsie et qui est superposé sur l'image ultrasonore affi-

chée de la section du corps balayé qui contient la cible de biopsie. Dans les systèmes connus jusqu'à présent, pour

faire apparaître la trajectoire de l'aiguille sur l'affi-

chage, le système doit déterminer la configuration géométri-

que du guide de l'aiguille, et donc celle de la trajectoire de l'aiguille, dans le système de coordonnées de la tête de balayage qui définit le balayage par secteur de la tête de

balayage ultrasonore qui est associée à l'appareil d'écho-

graphie; on peut commodément exprimer ce système de coor-

données en coordonnées polaires utilisant l'angle de balaya-

ge et la distance r.

Cependant, dans la plupart des systèmes de sonde ultrasonore comportant des accessoires de biopsie, bien

qu'on connaisse la relation spatiale entre le guide d'aiguil-

le et le boîtier, du fait que l'accessoire de biopsie est monté sur le boîtier de la sonde, la relation spatiale entre

la tête de balayage et le boîtier de la sonde n'est générale-

ment pas définie de façon précise, du fait que le système d'échographie ne l'exige pas. La configuration géométrique du guide d'aiguille dans le système de coordonnées de la tête de balayage n'est donc pas non plus définie avec précision. Le système qui est décrit dans le brevet des E.U. A. n 4 346 717 résout ce problème en procurant un accessoire de guide d'aiguille qui, contrairement à la plupart des systèmes de sonde ultrasonore, est disposé avec précision sous un angle connu O par rapport à la sonde de balayage ultrasonore. Ceci

présente l'inconvénient d'exiger un niveau élevé de préci-

sion de fabrication en ce qui concerne les tolérances entre l'accessoire de biopsie, le boîtier de la sonde et la tête

de balayage, ce qui conduit à un coût accru. Ceci exige éga-

lement un étalonnage en usine. Selon une variante, comme indiqué cidessus, le système qui est décrit dans le brevet des E.U.A. n 4 346 717 utilise un détecteur d'angle pour

déterminer cet angle, ce qui conduit également à l'utilisa-

tion de composants supplémentaires et à un coût accru.

Il serait avantageux de supprimer la nécessité de déterminer la relation spatiale particulière entre la tête de balayage et la trajectoire de l'aiguille pour étalonner l'accessoire de biopsie avec le système de coordonnées de la

-t&te de balayage, de façon à pouvoir superposer la trajec-

oire de l'aiguille sur l'écran d'affichage. Un but de l'in-

ven4iorn est donc de procurer un procédé et un appareil d'étalonnage d'un accessoire de biopsie pour un appareil

d'échographie qui procurent cette possibilité et qui suppri-

ment les défauts précités de l'art antérieur.

L'invention procure un procédé d'alignement de la trajectoire de l'aiguille avec une cible de biopsie, dans un appareil d'échographie qui comprend un bottier, une mémoire, une tête de balayage montée dans le boîtier, des moyens d'affichage d'image destinés à afficher une image de la région balayée par la tête de balayage, les moyens d'affi- chage d'image comprenant un curseur mobile, et un accessoire

de biopsie monté sur le bottler pour positionner une aiguil-

le de biopsie de façon que la trajectoire de l'aiguille de cet accessoire ait une relation spatiale particulière, en

position de fonctionnement, par rapport à la tête de balaya-

ge. Le procédé comprend l'étalonnage de l'accessoire de

biopsie avec un système de coordonnées de la tête de balaya-

ge qui définit un balayage par secteur de la tête de balaya-

ge, par la détermination des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coordonnées de la tête de balayage, indépendamment de la détermination de la relation spatiale particulière de la position forctionnelle de la

trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête de balayage.

Ce procédé peut comprendre le montage d'un élément d'étalon-

nage sur l'accessoire de biopsie, de façon que l'élément d'étalonnage ait une relation spatiale prédéterminée par rapport au boîtier et soit disposé à l'intérieur-de la zone

de balayage par secteur de la tête de balayage, et le bala-

yage de l'élément d'étalonnage monté, avec la tête de bala-

yage. L'élément d'étalonnage peut comprendre au moins deux régions réfléchissantes. Les régions réfléchissantes peuvent être des éléments réfléchissants pratiquement sphériques. Le procédé peut comprendre la détermination des coordonnées de l'élément d'étalonnage balayé, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, l'enregistrement dans la mémoire des coordonnées de l'élément d'étalonnage balayé, le caleul, à

partir des coordonnées enregistrées de l'élément d'étalonna-

ge, des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le

système de coordonnées de la tête de balayage, et l'enregis-

trement des coordonnées de la trajectoire de balayage dans la mémoire. On peut déterminer les coordonnées de l'élément d'étalonnage balayé, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, en affichant l'élément d'étalonnage balayé sur les moyens d'affichage d'image, en déplaçant le curseur jusqu'à au moins deux points sur l'affichage de l'élément d'étalonnage, en déterminant les coordonnées du curseur aux deux points, au moins, dans le système de coordonnées de la

tête de balayage, et en enregistrant les coordonnées du cur-

seur dans la mémoire. On effectue de préférence le balayage de l'élément d'étalonnage monté, avec la tête de balayage, après avoir immergé dans un fluide l'élément d'étalonnage monté.

Le procédé conforme à l'invention comprend égale-

ment le réglage de la relation spatiale de la trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête de balayage entre au moins

deux positions de fonctionnement, la détermination des coor-

données de l'élément d'étalonnage balayé, pour chacune des deux positions de fonctionnement, au moins, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, l'enregistrement dans la mémoire des coordonnées de l'élément d'étalonnage balayé,

pour chaque position de fonctionnement, l'étalonnage, à par-

tir des coordonnées enregistrées, des coordonnées de la tra-

jectoire de l'aiguille pour chaque position de fonctionne-

ment, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, et l'enregistrement dans la mémoire des coordonnées de la

trajectoire de l'aiguille pour chaque position de fonc-

tionnement. Conformément à l'invention, lorsqu'on utilise un élément d'étalonnage comprenant au moins deux éléments réfléchissants, on détermine dans le système de coordonnées de la t-te de balayage les coordonnées des deux éléments réfléchissants, au moins, pour chacune des deux positions de fonctionnement, au moins, on enregistre dans la mémoire les coordonn.Jes des deux éléments réfléchissants, au moins, pour chaque position de fonctionnement, on calcule à partir

des coordonnées enregistrées les coordonnées de la trajectoi-

re de l'aiguille pour chaque position de fonctionnement, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, et on enregistre dans la mémoire les coordonnées de la trajectoire

de l'aiguille pour chaque position de fonctionnement.

Un autre aspect de l'invention procure un appareil d'échographie qui comprend un bottier, une tête de balayage montée dans le boîtier, un accessoire de biopsie monté sur le boîtier pour positionner une aiguille de biopsie de façon

que la trajectoire de cette aiguille ait une relation spa-

tiale particulière, en position de fonctionnement, par rapport à la tête de balayage, et un élément d'étalonnage qui est conçu pour être monté sur l'accessoire de biopsie, de façon à déterminer les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans un système de coordonnées de la tête de balayage qui définit un balayage par secteur de la tête de balayage, indépendamment de la détermination de la relation spatiale particulière de la trajectoire de l'aiguille, en

position de fonctionnement, par rapport à la tête de balaya-

ge. L'élément d'étalonnage peut comprendre au moins deux régions réfléchissantes disposées dans la zone de balayage par secteur, et lorsque l'61éément d'étalonnage est monté sur l'accessoire de biopsie, il est placé selon une relation géométrique prédéterminée par rapport au bottier. Les

régions réfléchissantes peuvent être des éléments réfléchis-

sants pratiquement sphériques. L'élément d'étalonnage peut consister en une tige pratiquement rectiligne qui comprend les deux éléments réfléchissants, au moins. L'accessoire de biopsie peut comprendre un guide d'aiguille monté sur le bottier pour orienter l'aiguille de biopsie vers une cible de biopsie. Le guide de l'aiguille peut comprendre un support de douille et l'élément d'étalonnage peut comprendre

une douille prévue pour l'insertion dans le support de douil-

le, avec la tige fixée à la douille.

Conformément à l'invention, des moyens de réglage

sont prévus pour régler la relation spatiale de la trajectoi-

re de l'aiguille par rapport à la tête de balayage, entre au moins deux positions de fonctionnement. On peut utiliser l'élément d'étalonnage pour déterminer les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coordonnées de la tête de balayage, pour chacune des positions de fonction- -nement, indépendamment de la détermination de la relation spatiale particulière de la trajectoire de l'aiguille, dans une position de fonctionnement, par rapport à la tête de

balayage. Une mémoire est prévue pour enregistrer les coor-

données de la trajectoire de l'aiguille pour chacune des

positions de fonctionnement.

Il peut exister des moyens d'arrêt prévus pour arrêter l'insertion de l'aiguille de biopsie dans le guide d'aiguille, à une distance correspondant à la position à laquelle se trouve la cible de biopsie. Les moyens d'arrêt

peuvent consister en une douille ayant une longueur régla-

ble. L'invention sera mieux comprise à la lecture de

la description qui va suivre de modes de réalisation, et en

se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe verticale d'un appareil d'échographie qui comporte un accessoire de biopsie sur

lequel est monté un élément d'étalonnage conforme à l'inven-

tion; La figure 2 représente un élément d'étalonnage conforme à l'invention; La figure 3 illustre une opération dans un procédé conforme à l'invention pour l'étalonnage d'un accessoire de

biopsie avec un système de coordonnées de la tête de balaya-

; La figure 4 illustre une autre opération dans un

prccaedé conforme à l'invention pour l'étalonnage d'un acces-

soire de biopsie avec un système de coordonnées de la tête de balayage; et

La figure 5 est une vue en perspective de l'acces-

soire de biopsie conforme à l'invention, représenté avec ses

éléments éclatés, et cette vue montre les moyens d'arrêt des-

tinés à arrêter l'insertion d'une aiguille de biopsie dans un guide d'aiguille à une distance correspondant à la positionà laquelle se trouve une cible de biopsie. On va maintenant considérer la figure 1, sur laquelle la référence 10 désigne un accessoire de biopsie

conforme à l'invention qui est fixé sur un appareil d'écho-

graphie à balayage par secteur, 12. Les détails de l'appareil d'échographie 12 n'entrent pas dans le cadre de la présente demande et seule la tête de balayage à transducteur 14 est représentée en détail. La tête de balayage à transducteur 14 est montée sur un support à pivot 16 porté par des plaques de montage 18 qui sont fixées de manière rigide à l'appareil d'échographie 12, dans des positions adjacentes à l'extrémité

ouverte 20 du boîtier 22 contenant l'appareil d'échographie.

Un mécanisme approprié (non représenté) produit une oscilla-

tion ou un balayage de la tête de balayage à transducteur 14 entre deux limites désignées par L1 et L2 sur la figure 1,

qui définissent une zone de balayage en forme de secteur.

L'extrémité ouverte 20 du boîtier 22 est fermée par un capuchon en matière plastique 24 qui est transparent pour

la radiation sonore produite par la tête de balayage à trans-

ducteur 14 ou réfléchie vers le transducteur 14 à partir d'un objet produisant un écho. Une ligne en trait mixte 26 définit l'axe géométrique du transducteur; et le mécanisme (non représenté) qui est logé à l'intérieur du boîtier 22 fait osciller le transducteur autour de l'axe 26, en produisant un faisceau dont l'angle d'azimut varie depuis la position angulaire représentée par la ligne LI jusqu'à la position angulaire représentée par la ligne L2. Ce mouvement a lieu

à la cadence d'environ 30-70 oscillations par seconde, tan-

dis que le transducteur reçoit des impulsions à une cadence qui est un grand nombre de fois plus rapide. Il en résulte qu'un grand nombre de faisceaux ultrasonores seront contenus ll à l'intérieur de la zone de balayage en forme de secteur qui

est définie par les lignes L1 et L2.

L'axe réel du faisceau, désigné par la ligne en trait mixte 28, est décalé de l'angle a par rapport à l'axe géométrique. Cet angle est très faible et produit une erreur

dont la valeur dépend de la précision avec laquelle les cir-

cuits électroniques qui entraînent le transducteur et le

montage du transducteur lui-même sont réalisés. Comme indi-

qué précédemment, une sonde à balayage par secteur comporte un moteur à courant continu qui est incorporé dans un asservissement, et un capteur de position (non représenté) qui détermine l'angle réel du transducteur et qui renvoie

cette information vers le moteur pour commander son fonc-

tionnement. Avec une conception appropriée, on peut donner

une valeur très faible à l'angle (.

L'accessoire de biopsie 10 comprend un boîtier

tubulaire 30 qui est formé en une matière plastique relati-

vement mince et qui est dimensionné de façon à s'ajuster étroitement autour de l'appareil d'échographie 12, comme le montre la figure 1. L'extrémité libre active 32 du boîtier tubulaire 30 est ouverte, ce qui permet au capuchon en

matière plastique 24 de passer à travers. L'extrémité axia-

le opposée du boîtier 30 est également ouverte et est file-

tée. Du fait que les appareils d'échographie à balayage par secteur ont généralement une forme tronconique, comme le montre la figure l, le boîtier tubulaire 30 est maintenu en place sur l'appareil d'échographie 12 au moyen d'une bague filetée 36, qui est accouplée de façon amovible au boîtier tubulaire 30 au moyen d'un filetage 34 (représenté sur la

figure 5). Ainsi, le serrage de la bague 36 exerce une trac-

tion sur le boîtier 30 pour l'amener en contact serré avec

l'appareil d'échographie 12.

En plus du boîtier tubulaire 30, l'accessoire de biopsie 10 comprend des moyens de guidage d'aiguille 40 qui sont montés sur le boîtier de sonde 22 par l'intermédiaire du bottier tubulaire 30, dans le but d'orienter une aiguille de biopsie vers une cible de biopsie. Les moyens de guidage d'aiguille 40 peuvent consister en une bride ou un support de douille, comme le montrent les figures 1 et 5, destiné à recevoir une douille 87 d'un élément d'étalonnage 60 (figu- re 1) ou une douille de guidage d'aiguille 52 (figure 5) dans laquelle a été montée une aiguille de biopsie 61, comme

il est décrit dans la demande de brevet des E.U.A.

no 529 624, déposée le 6 septembre 1983.

Conformément à l'invention, l'élément d'étalonnage

est monté sur l'accessoire de biopsie 10 par l'intermé-

diaire des moyens de guidage d'aiguille 40 qui, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, comprennent de préférence une bride ou un support de douille 40 comprenant

des branches espacées 42, 44 qui conduisent à une cavité 38.

La figure 2 montre l'élément d'étalonnage 60 dans

un mode de réalisation qui comprend une tige 85 pratique-

ment rectiligne sur laquelle sont montés des réflecteurs

ultrasonores 81 ayant la forme de billes pratiquement sphé-

riques, et une douille 87 qui est de préférence formée d'un seul tenant avec une extrémité de la tige 85 ou qui est

fixée de façon permanente à cette dernière. La tige 85 con-

siste de préférence en une tige ou un fil de faible diamè-

tre. La douille 87 est prévue pour être montée à l'intérieur des moyens de guidage d'aiguille 40 de l'accessoire de biopsie 10. Lorsque l'élément d'étalonnage 60 est monté à

l'intérieur des moyens de guidage 40, les éléments réflé-

chissants 81 sont disposés de façon à se trouver à l'inté-

rieur de la région de balayage par secteur de la tête de balayage 14, et ils réfléchissent donc vers le transducteur 14 un faisceau ultrasonore émis, pendant une opération de balayage. Par conséquent, pendant une opération de balayage d'étalonnage, la position des éléments réfléchissants 81 est présentée sur les moyens d'affichage d'image 90 qui sont

associés à l'appareil d'échographie. En utilisant cet affi-

chage, on peut déterminer et enregistrer dans la mémoire 100

les coordonnées des éléments 81, dans un système de coordon-

nées de la tête de balayage qu'on utilise pour définir un balayage par secteur de la tête de balayage 14. On utilise ensuite ces coordonnées enregistrées pour calculer les coor- données de la trajectoire de l'aiguille de biopsie, dans le

même système de coordonnées. On enregistre ensuite ces coor-

données de la trajectoire de l'aiguille de biopsie dans la

mémoire 100 o on peut les utiliser pour produire une repré-

sentation électronique superposée prédéterminée de la tra-

jectoire complète de l'aiguille de biopsie, sur les moyens

d'affichage d'image 90.

Une technique pour déterminer les coordonnées des éléments réfléchissants 81 comprend, comme le montrent les figures 3 et 4, le positionnement d'un curseur mobile 91, représenté sous la forme d'une croix, associé aux moyens d'affichage d'image 90, en utilisant une manette du genre "manche à balai" (non représentée) ou un autre dispositif

de positionnement, aux positions affichées A et B des élé-

mients réfléchissants 81; on obtient ces positions affichées après immersion de l'élément d'étalonnage 60, comprenant les éléments réfléchissants 81, dans un fluide contenu dans un petit réservoir 130 qui peut même être un bol en mousse à base de polystyrène. On détermine ensuite les coordonnées du curseur 91 à ces points, dans le système de coordonnées de la tete de balayage, et on les enregistre dans la mémoire , pour les utiliser dans la détermination des coordonnées

de la trajectoire de l'aiguille de biopsie. Comme précédem-

ment, on enregistre les coordonnées de la trajectoire de niaguille de biopsie et on les utilise ultérieurement, de

la manière désirée, pour former une représentation électro-

nique de la trajectoire de l'aiguille sur le dispositif d'affichege.

Les moyens de réglage 110 représentés sur la figu-

_e i permettent le réglage de la relation spatiale des moyens de guidage d'aiguille 40 par rapport au bottier de sonde 22 et à la tête de balayage à transducteur 14, d'une manière telle que la trajectoire de l'aiguille de biopsie ait un grand nombre de positions de fonctionnement par rapport à la tête de balayage 14. A chaque réglage des moyens de réglage , la trajectoire de l'aiguille de biopsie présente une relation spatiale particulière, en position de fonctionne-

ment, par rapport à la tête de balayage. Un étalonnage sépa-

ré de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coor-

données de la tête de balayage est nécessaire pour chacune de ces positions de fonctionnement. On utilise la mémoire pour enregistrer les coordonnées de la trajectoire de

l'aiguille de biopsie pour chaque position de fonctionne-

ment. Les coordonnées particulières enregistrées dans la mémoire 100 qu'on utilise pour produire la représentation superposée de la trajectoire de l'aiguille sur les moyens d'affichage d'image 90 sont déterminées par le réglage des

moyens de réglage 110. Sur la figure 1, les moyens de régla-

ge 110 sont représentés dans un mode de réalisation qui com-

prend une plaquette 111 qui est fixée au boîtier tubulaire et sur laquelle les moyens de guidage d'aiguille 40 sont

montés de façon mobile.

La figure 5 représente des moyens d'arrêt 120 des-

tinés à arrêter l'insertion d'une aiguille de biopsie 61 dans les moyens de guidage d'aiguille 40 à une distance correspondant à la position à laquelle est située une cible de biopsie. Dans un mode de réalisation, les moyens d'arrêt peuvent être constitués par une douille 121 ayant une

longueur réglable. On peut sélectionner ou couper la lon-

gueur de douille correspondant à la distance désirée pour la longueur d'aiguille spécifique, et la monter sur l'aiguille

de biopsie.

Le procédé et l'appareil ci-dessus permettent de déterminer les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille

de biopsie dans le système de coordonnées de la tête de bala-

yage, indépendamment de la détermination de la relation spa-

tiale particulière de la trajectoire de l'aiguille dans une position de fonctionnement particulière, par rapport à la tête de balayage. Ceci procure un dispositif plus simple et moins coûteux que ce qui était connu précédemment, et supprime la nécessité de respecter des tolérances mécaniques

serrées dans la fabrication du boîtier de la sonde ultraso-

nore, de la tête de balayage à transducteur et de l'acces-

soire de biopsie, à titre de condition préalable à la déter-

mination des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coordonnées de la tête de balayage, pour superposer la trajectoire de l'aiguille sur l'affichage

obtenu au moyen de la sonde.

Il faut noter que l'élément d'étalonnage 60 n'est pas limité à la structure particulière représentée sur la

figure 2, et qu'on peut également donner de nombreuses for-

mes différentes à la tige 85. De plus, on peut former la tige 85, la douille 87 et les éléments réfléchissants 81 sous la forme d'une seule pièce ou d'un assemblage. En

outre, les éléments réfléchissants 81 peuvent avoir une for-

me sphérique ou peuvent avoir d'autres formes, la seule exi-

gence consistant en ce que les éléments 81 doivent réfléchir vers le transducteur 14 le faisceau ultrasonore émis. On peut ainsi voir que, selon une variante supplémentaire, on peut former les éléments réfléchissants 81 sous la forme de "trous" dans une matière assurant la transmission des ultrasons.

Il est préférable que lorsque l'élément d'étalon-

nage 60 est monté dans les moyens de guidage 40, l'élément 85 en forme de tige pratiquement rectiligne, soit disposé le long de la ligne le long de laquelle serait disposée une

aiguille de biopsie si cette aiguille de biopsie était mon-

tée sur l'accessoire de biopsie. Ceci supprime la nécessité

de calculs supplémentaires, basés sur une relation géométri-

* que prédéterminée et connue entre l'orientation de la tige 85

et le boîtier de sonde 22, qui seraient par ailleurs néces-

saires pour obtenir les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille de biopsie dans le système de coordonnées de la tête de balayage, après que la sonde a balayé l'élément d'étalonnage 60 pendant le mode d'étalonnage. Il faut cepen- dant noter qu'aussi longtemps que l'orientation de la tige présente une relation géométrique connue par rapport au bottier de sonde 22, et donc par rapport à la trajectoire de

l'aiguille de biopsie, on peut obtenir les coordonnées dési-

rées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de

coordonnées de la tête de balayage, par des procédés mathéma-

tiques dont l'établissement est aisé. En d'autres termes, bien que l'élément d'étalonnage 60 ait de préférence la forme

d'une aiguille, c'est-à-dire qu'il consiste en une tige pra-

tiquement rectiligne 85 de faible diamètre, il n'est pas

obligatoire que l'élément 60 ait cette forme. On peut emplo-

yer en tant qu'élément d'étalonnage n'importe quel élément qui est fixé au boîtier de sonde 22 avec une configuration géométrique définie et connue et qui comporte des régions réfléchissant les ultrasons, capables de réfléchir vers le transducteur un faisceau ultrasonore émis, et qui est donc

capable de définir géométriquement de façon précise l'orien-

tation du trou de guidage de l'aiguille de biopsie. On

pourrait donc employer en tant qu'élément d'étalonnage con-

forme à l'invention une structure ayant n'importe quelle con-

figuration d'éléments réfléchissants pour les ultrasons, sur

laquelle serait placée ou fixée une structure définie géomé-

triquement, et qui pourrait être montée ou fixée sur le boî-

tier de sonde d'une manière définie géométriquement, afin de procurer une possibilité de déterminer l'orientation du trou de guidage de la sonde dans le système de coordonnées de la

tête de balayage.

Conformément à l'invention, l'étalonnage décrit ci-dessus peut être effectué soit par le constructeur, en usine, soit par l'utilisateur. La meilleure solution consiste à introduire les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans la mémoire non volatile de l'ordinateur du système

d'échographie. L'utilisateur doit seulement contrôler occa-

sionnellement l'étalonnage de la trajectoire de l'aiguille de la sonde, et mettre à jour si nécessaire la mémoire de l'ordinateur.

Avec la description qui précède, l'homme de l'art

peut aisément déterminer les caractéristiques essentielles de l'invention et peut apporter diverses modifications à

l'invention, pour l'adapter à diverses utilisations et con-

ditions, sans sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé utilisable dans un appareil d'échogra-

phie (12) qui comprend une tête de balayage (14) montée dans un boîtier (22), une mémoire (100) destinée à enregistrer une image de la région balayée par la tête de balayage (14), des moyens d'affichage d'image (90) destinés à afficher des images enregistrées dans la mémoire (100) et à afficher un

curseur (91) qui peut être positionné de manière sélection-

née, et un accessoire de biopsie (10) qui est monté sur le boîtier (22) dans le but de positionner une aiguille de

biopsie (61) de façon que la trajectoire de l'aiguille pré-

sente une relation spatiale particulière par rapport à la

tête de balayage (14), lorsque l'aiguille (61) est en posi-

tion de fonctionnement, ce procédé étant destiné à aligner la trajectoire de l'aiguille avec une cible de biopsie et étant caractérisé en ce qu'on étalonne l'accessoire de biopsie (10) avec un système de coordonnées de la tête de

balayage (14), en déterminant les coordonnées de la trajec-

toire de l'aiguille dans le système de coordonnées de la tête de balayage, indépendamment de la détermination de la

relation spatiale particulière de la trajectoire de l'aiguil-

le par rapport à la tête de balayage (14), lorsque l'aiguil-

le (61) est en position de fonctionnement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étalonnage de l'accessoire de biopsie (10) avec le système de coordonnées de la tête de balayage comprend le montage d'un élément d'étalonnage (60) sur l'accessoire de biopsie (10), de façon que cet élément d'étalonnage ait une relation spatiale prédéterminée par rapport au boîtier (22), et le balayage de l'élément d'étalonnage monté (60)

avec la tête de balayage (14).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le montage de l'élément d'étalonnage (60) sur l'accessoire de biopsie (10) d'une manière telle que l'élément d'étalonnage ait, par rapport au boîtier (22), la même relation spatiale prédéterminée que l'aiguille (61) lorsque cette dernière est en position de fonctionnement.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément d'étalonnage (60) comprend au moins deux

régions réfléchissantes (81) pour les ultrasons.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les régions réfléchissantes consistent en éléments

réfléchissants pratiquement sphériques (81).

6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce qu'il comprend en outre la détermination des coordon-

nées de l'élément d'étalonnage balayé (60) dans le système de coordonnées de la tête de balayage (14), l'enregistrement

dans la mémoire (100) des coordonnées de l'élément d'étalon-

nage (60) balayé, le calcul, à partir des coordonnées enre-

gistrées, des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coordonnées de la tête de balayage (14), et l'enregistrement dans la mémoire (100) des coordonnées de

la trajectoire de l'aiguille.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé

en ce qu'on détermine les coordonnées de l'élément d'étalon-

nage (60) balayé, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, en affichant cet élément d'étalonnage balayé sur les moyens d'affichage d'image (90), en déplaçant le curseur (91) vers au moins deux points sur l'affichage de l'élément d'étalonnage (60), en déterminant les coordonnées du curseur (91) à ces deux points, au moins, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, et en enregistrant

dans la mémoire (100) les coordonnées du curseur.

8. Procédé selon la revendication 5, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre la détermination des coor-

données des deux éléments réfléchissants (81), au moins, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, l'enregistrement dans la mémoire (100) des coordonnées des deux éléments réfléchissants (81), au moins, le calcul, à partir des coordonnées enregistrées, des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coordonnées de

la tête de balayage (14), et l'enregistrement dans la mémoi-

re (100) des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on détermine les coordonnées des deux éléments

réfléchissants (81), au moins, en affichant-ces deux élé-

ments réfléchissants (81), au moins, sur les moyens d'affi-

chage d'image (90), en déplaçant successivement le curseur (91) pour l'amener sur les deux éléments réfléchissants

(81), au moins, sur l'affichage, en déterminant les coordon-

nées du curseur (91) lorsqu'il se trouve sur chacun des deux

éléments réfléchissants, au moins, dans le système de coor-

données de la tête de balayage (14), et en enregistrant dans

la mémoire (100) les coordonnées du curseur (91).

10. Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce qu'il comprend en outre le réglage de la relation spa-

tiale de la trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête

de balayage (14), entre au moins deux positions de fonction-

nement, la détermination des coordonnées de l'élément d'étalonnage (60) balayé pour chacune des deux positions de fonctionnement, au moins, dans le système de coordonnées de la tête de balayage, l'enregistrement dans la mémoire (100) des coordonnées de l'élément d'étalonnage (60) balayé, pour chaque position de fonctionnement, le calcul, à partir des coordonnées enregistrées, des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille pour chaque position de fonctionnement, dans le système de coordonnées de la tête de balayage (14), et l'enregistrement dans-la mémoire (100) des coordonnées de la

trajectoire de l'aiguille, pour chaque position de fonction-

nement.

11. Procédé selon la revendication 5, caractérisé

en ce qu'il comprend en outre le réglage de la relation spa-

tiale de la trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête

de balayage (14), entre au moins deux positions de fonction-

nement, la détermination des coordonnées des deux éléments

réfléchissants (81), au moins, pour chacune des deux posi-

tions de fonctionnement, au moins, dans le système de coor-

données de la tête de balayage (14), l'enregistrement dans

la mémoire (100) des coordonnées des deux éléments réflé-

chissants (81), au moins, pour chaque position de fonction-

nement, le calcul, à partir des coordonnées enregistrées, des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille pour chaque position de fonctionnement, dans le système de coordonnées de la vtte de balayage, et l'enregistrement dans la mémoire (100) des coordonnées de la trajectoire de l'aiguille, pour

chaque position de fonctionnement.

12. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue le balayage après avoir immergé dans

un fluide l'élément d'étalonnage monté (60).

13. Appareil d'échographie (12), caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un boîtier (22); (b) une tête de balayage (14) montée sur le boîtier (12) pour balayer un secteur; (c) un accessoire de biopsie (10) monté sur le boîtier (22) dans le but de positionner une aiguille de

biopsie (61) de façon que la trajectoire de l'aiguille pré-

sente une relation spatiale particulière par rapport à la tête de balayage (14), en position de fonctionnement; et (d) un élément d'étalonnage (60) qui est conçu pour être monté sur l'accesscire de biopsie (10), pour déterminer les coordonnees de la trajectoire de l'aiguille dans un système de coordonnées de la tete de balayage (14), indépendamment de la dltermination de la relation spatiale particulière de

la trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête de bala-

yage (14), en position de fonctionnement.

14. Appareil selon la revendication 12, caractéri-

se en ee que L'élément d'étalonnage (60) comprend au moins deus régions rf.léchissantes (81) disposées à l'intérieur du secteur de balayaqe. cet élément d'étalonnage (60) étant disposé selon une relation géométrique prédéterminée par rapport au boîtier (22), lorsque l'élément d'étalonnage (60)

est monté sur l'accessoire de biopsie (10).

15. Appareil selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce que l'élément d'étalonnage (60) est disposé, par rapport au bottier (22), selon la même relation géométrique prédéterminée que l'aiguille (61) lorsque cette dernière est dans la position de fonctionnement, lorsque l'élément d'étalonnage (60) est monté sur l'accessoire de biopsie

(10).

16. Appareil selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce que les régions réfléchissantes consistent en élé-

ments réfléchissants (81) pratiquement sphériques.

17. Appareil selon la revendication 16, caractéri-

sé en ce que l'élément d'étalonnage (60) consiste en une

tige (85) pratiquement rectiligne qui comprend les deux élé-

ments réfléchissants (81), au moins.

18. Appareil selon la revendication 17, caractéri-

sé en ce que l'accessoire de biopsie (10) comprend des moyens de guidage d'aiguille (40) qui sont montés sur le boîtier (22) pour orienter une aiguille de biopsie (61) vers une cible de biopsie, et ces moyens de guidage d'aiguille

(40) comprennent un support de douille et l'élément d'éta-

lonnage (60) comprend une douille (87) prévue pour être introduite dans le support de douille, avec la tige (85)

fixée à la douille (87).

19. Appareil selon la revendication 18, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre des moyens de réglage (110) destinés à régler la relation spatiale de la trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête de balayage (14), entre au

moins deux positions de fonctionnement, l'élément d'étalon-

nage (60) permettant de déterminer les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille dans le système de coordonnées de

la tête de balayage pour chacune des deux positions de fonc-

tionnement, au moins, indépendamment de la détermination de la relation spatiale particulière de la trajectoire de l'aiguille par rapport à la tête de balayage (14), dans la position de fonctionnement, et il comprend en outre une mémoire (100) destinée à enregistrer les coordonnées de la trajectoire de l'aiguille pour chaque position de fonction- nement.