FR2621240A2

FR2621240A2 - Method and device for locating and destroying an anatomical anomaly by means of elastic waves, with tracking of the target and automatic triggering of the shots

Info

Publication number: FR2621240A2
Application number: FR8713618A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1989-04-07
Anticipated expiration: 2007-10-02
Also published as: FR2621240B2

Abstract

Device for locating and treating an anatomical target, comprising the periodic emission 1 of a fixed, focused beam of elastic treatment waves, the formation in real time of an echographic image of the target between the emissions during the period of treatment, by means of an auxiliary ultrasonic beam 2 which executes a sweep substantially centred in a plane of symmetry of the fixed beam, the displaying on the display support 4 of the images of a marker representing the theoretical position of the focus of the fixed beam, and the integral movement of the emission sources of the beam until the marker coincides with the image of the target, characterised by the selection 3-15 if the echoes forming the image of the target on the basis of the coordinates of the region of impact of the echographic beam with respect to the echographic source, by slaving 21-23 the said movement on the basis of signals derived from the selected echoes, until the said coincidence is achieved, and by the automatic triggering 1001 of the shots when this coincidence occurs.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE LOCALISATION ET DE DESTRUCTION
D'UNE ANOMALIE ANATOMIQUE AU MOYEN D'ONDES ELASTIQUES, AVEC
POURSUITE DE LA CIBLE ET DECLENCHEMENT AUTOMATIQUE DES TIRS.LOCATION AND DESTRUCTION METHOD AND DEVICE
ANATOMICAL ANOMALY BY MEANS OF ELASTIC WAVES, WITH
FOLLOWING THE TARGET AND AUTOMATIC SHOOTING.

En lithotripsie extracorporelle ou, a fortiori, en hyperthermie ou traitement des cellules malades par ondes élastiques, le problème de la localisation de la cible présente des difficultés : si les tirs (ondes élastiques de puissance, assurant la destruction de la cible, soit par chauffage, soit par contraintes mécaniques) peuvent facilement être focalisés au moyen d'un système acoustique comportant une lentille, un réflecteur ou une surface émissive ayant un foyer, les différences inévitables de vitesse de propagation des ondes élastiques entre le milieu de couplage et le corps du patient, de structure non homogène, provoquent des phénomènes de réfraction qui font que la position réelle du foyer à l'intérieur du corps n'est pas déterminable avec précision à partir de la connaissance de la position théorique, telle qu'elle est définie par le système acoustique.In extracorporeal lithotripsy or, a fortiori, in hyperthermia or treatment of diseased cells with elastic waves, the problem of locating the target presents difficulties: if the shots (elastic power waves, ensuring the destruction of the target, either by heating , or by mechanical constraints) can easily be focused by means of an acoustic system comprising a lens, a reflector or an emissive surface having a focal point, the inevitable differences in speed of propagation of elastic waves between the coupling medium and the body of the patient, of non-homogeneous structure, cause refraction phenomena which mean that the actual position of the focal point inside the body cannot be precisely determined from knowledge of the theoretical position, as defined by the acoustic system.

On a proposé différents procédés de localisation du foyer et de la cible. Ceux qui font appel à des rayons X ont l'inconvénient, outre leur caractère destructif, de ne pas permettre par exemple la localisation de certains calculs biliaires, qui sont transparents aux rayons X. L'échographie par ultrasons est exempte de ces inconvénients, mais présente, a priori, un certain nombre de difficultés : la cible ne peut être atteinte qu'à travers une fenêtre acoustique plus ou moins étroite ; les signaux de destruction ont une fréquence trop basse pour 11 échographie et, tout au moins en lithotripsie extracorporelle, une puissance trop élevée s'ils sont engendrés par une céramique piézoélectrique, celle-ci est de trop grandes dimensions pour être déplacée au rythme d'un balayage "temps réel" et de toutes façons, le foyer doit rester fixe pendant les périodes de traitement, ce qui exclut l'emploi du transducteur de puissance pour la localisation pendant le traitement proprement dit ; les procédés qui font appel à une échographie type A et à des mesures ou déterminations à l'aveugle ne sont pas suffisamment fiables pour assurer le contrôle de la localisation pendant les tirs, alors que ce contrôle est indispensable du fait que la cible, surtout s'il s'agit d'un calcul, va bouger au rythme de la respiration et peut même se déplacer brusquement. En hyperthermie, un contrôle "temps réel" est particulièrement indispensable et il doit être précis, Si l'on veut éviter de détruire des cellules saines.Different methods of locating the focus and the target have been proposed. Those who use X-rays have the disadvantage, in addition to their destructive nature, of not allowing for example the location of certain gallstones, which are transparent to X-rays. Ultrasound ultrasound is free of these drawbacks, but presents, a priori, a certain number of difficulties: the target can only be reached through a more or less narrow acoustic window; the destruction signals have a frequency too low for ultrasound and, at least in extracorporeal lithotripsy, too high a power if they are generated by a piezoelectric ceramic, this is too large to be moved at the rate of a "real time" scan and in any case, the focus must remain fixed during the treatment periods, which excludes the use of the power transducer for localization during the treatment itself; the procedures which use a type A ultrasound and blind measurements or determinations are not sufficiently reliable to ensure the control of the location during the shots, whereas this control is essential because the target, especially s 'this is a calculation, will move at the rate of breathing and may even move suddenly. In hyperthermia, a "real time" control is particularly essential and it must be precise, if one wants to avoid destroying healthy cells.

Dans le brevet principal No 83 20041 du 14 Décembre 1983, le
Déposant a décrit un procédé de localisation visuelle qui consiste essentiellement à former des images échographiques en temps réel de la cible entre les tirs pendant la période de traitement, au moyen d'un faisceau auxiliaire d'ultrasons effectuant un balayage axé dans un plan de symétrie du faisceau focalisé principal de destruction, le plan de formation des images passant ainsi par le foyer du faisceau principal et à afficher, sur le support de visualisation de ces images, un repère représentant la position théorique dudit foyer, que l'opérateur amène en colncidence avec l'image de la cible par déplacement de l'ensemble des deux sources qui émettent les faisceaux respectifs.In main patent No 83 20041 of December 14, 1983, the
Applicant described a visual localization process which essentially consists in forming real-time ultrasound images of the target between shots during the treatment period, by means of an auxiliary beam of ultrasound performing a scanning focused in a plane of symmetry of the main focused beam of destruction, the image forming plane thus passing through the focal point of the main beam and displaying, on the display medium for these images, a reference representing the theoretical position of said focal point, which the operator brings in coincidence with the image of the target by displacement of all of the two sources which emit the respective beams.

Ce procédé permet un contrôle visuel permanent et précis de la localisation pendant les tirs. Le brevet principal décrit également un perfectionnement important, qui permet de s'assurer à un moment quelconque que l'énergie ultrasonore de destruction est effectivement transmise au foyer et qu'elle est distribuée de façon homogène sur l'ensemble de la tache focale. A cet effet, il propose à titre de mesure complémentaire d'utiliser la source principale comme émetteur d'un faisceau échographique fixe et la source auxiliaire comme récepteur des échos formés par réflexion dudit faisceau fixe et de former ainsi une image de la tache focale correspondante en effectuant un balayage avec la source auxiliaire.This process allows permanent and precise visual control of the location during the shots. The main patent also describes an important improvement, which makes it possible to ensure at any time that the ultrasonic energy of destruction is actually transmitted to the focal point and that it is distributed in a homogeneous manner over the entire focal spot. To this end, it proposes as a complementary measure to use the main source as transmitter of a fixed ultrasound beam and the auxiliary source as receiver of the echoes formed by reflection of said fixed beam and thus to form an image of the corresponding focal spot. by scanning with the auxiliary source.

La présente addition a pour objet des perfectionnements aux procédés susvisés.The present addition relates to improvements to the abovementioned processes.

Un premier perfectionnement autorise la poursuite de la cible et le déclenchement automatique des tirs quand elle est atteinte.A first improvement authorizes the pursuit of the target and the automatic launching of shots when it is hit.

Suivant l'addition, ce résultat est obtenu par la sélection des échos de formation de l'image de la cible en fonction des coordonnées de la région d'impact du faisceau échographique, par rapport à la source échographique ; par l'asservissement du déplacement de l'ensemble des deux sources à partir de signaux dérivés des échos sélectionnés, jusqu'à obtention de ladite colncidence et par le déclenchement automatique des tirs lorsque cette colncidence est réalisée.According to the addition, this result is obtained by the selection of the image formation echoes of the target as a function of the coordinates of the impact region of the ultrasound beam, with respect to the ultrasound source; by controlling the displacement of all of the two sources from signals derived from the selected echoes, until said coincidence is obtained and by automatic firing when this coincidence is achieved.

Suivant un mode d'exécution préféré, ledit balayage échographique est un balayage sectoriel du type B effectué successivement dans deux plans orthogonaux, la sélection des échos est faite, dans chaque plan, en fonction de la position angulaire du faisceau échographique par rapport à l'axe du balayage et de la distance de la région d'impact à la source échographique.According to a preferred embodiment, said ultrasound scan is a sectoral scan of type B carried out successively in two orthogonal planes, the selection of the echoes is made, in each plane, as a function of the angular position of the ultrasound beam relative to the axis of the scan and the distance from the impact region to the ultrasound source.

Un second perfectionnement propre à l'addition porte sur la mesure complémentaire décrite dans le brevet susvisé, et consiste à utiliser simultanément la source principale comme émetteur d'un faisceau échographique fixe et la source auxi liaire comme émetteur d'un faisceau échographique à balayage, la source auxiliaire étant alors utilisée comme récepteur des échos formés par réflexion des deux faisceaux, ce qui permet d'obtenir simultanément une image de la cible et une image de la tache focale superposée en surbrillance à l'image de la cible.A second improvement specific to the addition relates to the complementary measurement described in the aforementioned patent, and consists in simultaneously using the main source as emitter of a fixed ultrasound beam and the auxiliary source as emitter of a scanning ultrasound beam, the auxiliary source then being used as a receiver of the echoes formed by reflection of the two beams, which makes it possible to simultaneously obtain an image of the target and an image of the focal spot superimposed in highlight on the image of the target.

L'addition a encore pour objet des dispositifs pour la mise en oeuvre des procédés susvisés.The addition also relates to devices for implementing the above-mentioned methods.

D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'invention, apparaitront clairement à la lumière de la description ci-après.Other features, as well as the advantages of the invention, will become apparent in the light of the description below.

Au dessin annexé :
La figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif
de localisation et de traitement avec poursuite de la
cible conforme à un mode d'exécution préféré ; dont
La figure 2 illustre le fonctionnement
La figure 3 est un schéma de principe d'un circuit de
visualisation de la tache focale ; dont
La figure 4 illustre le fonctionnement.In the attached drawing:
Figure 1 is a block diagram of a device
of localization and treatment with continued
target conforming to a preferred embodiment; whose
Figure 2 illustrates how it works
Figure 3 is a block diagram of a circuit
visualization of the focal spot; whose
Figure 4 illustrates the operation.

A la figure 1, on a représenté schématiquement un générateur d'ondes ultrasonores de puissance 1 comportant plusieurs groupes de transducteurs piézoélectriques tels que 101, 102 montés sur une calotte sphérique 103 et engendrant un faisceau conique fixe focalisé en F. Il s'agit d'amener le foyer
F en coincidence avec une cible C.In FIG. 1, a generator of ultrasonic waves of power 1 is shown diagrammatically comprising several groups of piezoelectric transducers such as 101, 102 mounted on a spherical cap 103 and generating a fixed conical beam focused at F. bring home
F coincident with a target C.

Une sonde d'échographie 2 à balayage sectoriel traverse un orifice ménagé au sommet de la calotte 103 et est disposée suivant l'axe de celle-ci. A sector scanning ultrasound probe 2 passes through an orifice provided at the top of the cap 103 and is arranged along the axis thereof.

Elle comporte une surface émissive et réceptrice oscillante 201 qui émet, lorsqu'elle est excitée par un émetteur d'impulsions électriques 3 synchronisé par une horloge 5, un faisceau étroit d'ultrasons balayant un secteur angulaire a dont l'axe de symétrie se confond avec celui de la calotte.It comprises an oscillating emissive and receiving surface 201 which emits, when it is excited by an electric pulse transmitter 3 synchronized by a clock 5, a narrow beam of ultrasound scanning an angular sector a whose axis of symmetry coincides with that of the cap.

La sonde 2 est montée de façon à pouvoir tourner autour de son axe, tout en étant solidaire des déplacements du générateur 1 suivant trois axes de coordonnées rectangulaires. Ces déplacements orthogonaux sont respectivement commandés, de manière non figurée, par trois moteurs 21 (déplacement suivant l'axe de la coupelle ou "vertical"), 22 (déplacement dans le plan de la figure, ou "longitudinal") et 23 (dépla- cement perpendiculaire au plan de la figure ou "transversal"). A intervalles réguliers, la sonde 2 est par ailleurs entraînée en rotation autour de son axe de façon à passer, par exemple en moins d'une seconde, d'une première position dans laquelle le faisceau échographique balaye le plan de la figure, à une deuxième position dans laquelle il balaie un plan orthogonal.Ce déplacement angulaire périodique est commandé automatiquement, par un moteur 203 par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission symbolisé par une ligne en trait mixte 202. Un dispositif 204, qui peut comporter deux interrupteurs de fin de course, fournit un signal sur l'une de ses sorties 2041 ou 2042, suivant que le balayage s'effectue dans le plan de la figure ou dans un plan perpendiculaire.The probe 2 is mounted so as to be able to rotate around its axis, while being integral with the movements of the generator 1 along three axes of rectangular coordinates. These orthogonal movements are respectively controlled, not shown, by three motors 21 (displacement along the axis of the cup or "vertical"), 22 (displacement in the plane of the figure, or "longitudinal") and 23 (displa - cement perpendicular to the plane of the figure or "transverse"). At regular intervals, the probe 2 is moreover rotated about its axis so as to pass, for example in less than a second, from a first position in which the ultrasound beam scans the plane of the figure, to a second position in which it scans an orthogonal plane. This periodic angular displacement is controlled automatically, by a motor 203 by means of a transmission mechanism symbolized by a dashed line 202. A device 204, which may include two switches limit switch, provides a signal on one of its outputs 2041 or 2042, depending on whether the scanning is in the plane of the figure or in a perpendicular plane.

Les échos reçus par la sonde 2 sont amplifiés par un amplificateur de réception 4, puis transmis, par l'intermédiaire d'une porte ET 41, à des portes ET 9, 10 et 11, au moment où un signal indiquant que le faisceau échographique est sensi- blement axé sur l'axe de la sonde (@ = s) est fourni à la porte 41 par le dispositif 206. Les échos, quand ils existent, c'est-à-dire quand la cible est dans le faisceau de la sonde, sont par ailleurs transmis en permanence à une première entrée des portes ET, 12 et 13 reliée à la sortie de l'amplificateur 4. The echoes received by the probe 2 are amplified by a reception amplifier 4, then transmitted, via an AND gate 41, to AND gates 9, 10 and 11, at the moment when a signal indicating that the ultrasound beam is substantially centered on the axis of the probe (@ = s) is supplied to door 41 by the device 206. The echoes, when they exist, that is to say when the target is in the beam of the probe are also permanently transmitted to a first input of AND gates, 12 and 13 connected to the output of amplifier 4.

Les portes ET 9, 10 et 11 sont respectivement ouvertes par des signaux qui leurs sont appliqués par des générateurs de créneaux 6, 7 et 8, respectivement destinés, comme on l'expliquera dans la suite, à effectuer la sélection des échos provenant de surfaces réfléchissantes situées, sur l'axe du dispositif, respectivement au-delà du foyer F, au foyer lui-même, et en deçà du foyer. Ces créneaux, de durée prédéterminée, sont initialisés par les impulsions de synchronisation formées par l'horloge 5.The AND gates 9, 10 and 11 are respectively opened by signals which are applied to them by slot generators 6, 7 and 8, respectively intended, as will be explained below, to carry out the selection of the echoes coming from surfaces reflecting situated, on the axis of the device, respectively beyond the focal point F, at the focal point itself, and below the focal point. These slots, of predetermined duration, are initialized by the synchronization pulses formed by the clock 5.

La figure 2 représente deux impulsions d'émission successives E1 et E2 et des échos R1, R2, R3 respectivement situés dans des fenêtres de réception F1, Fot F2 définies par des créneaux C1, C0, C2 synchronisés sur l'impulsion E1 et correspondant à trois plages de distances prédéterminées à partir de la surface émissive de la sonde 2. La plage correspondant à Fo est celle qui contient la tache focale du générateur 1, celle-ci a grossièrement la forme d'un ellipsolde allongé dont le grand axe coincide avec celui du générateur 1 ; la plage correspondant à F1 est située en deçà de la tache focale, tandis que la plage qui correspond à F2 est située au-delà.FIG. 2 represents two successive transmission pulses E1 and E2 and echoes R1, R2, R3 respectively located in reception windows F1, Fot F2 defined by slots C1, C0, C2 synchronized on the pulse E1 and corresponding to three ranges of predetermined distances from the emissive surface of the probe 2. The range corresponding to Fo is that which contains the focal spot of the generator 1, this roughly has the shape of an elongated ellipsold whose major axis coincides with that of generator 1; the range corresponding to F1 is located below the focal spot, while the range which corresponds to F2 is located beyond.

Lorsqu'un écho est détecté dans la fenêtre F2, il est clair que cela signifie que la cible est située au-delà du foyer dans le sens vertical et il faut donc déplacer le générateur vers le haut pour faire coïncider le foyer avec la cible. A l'inverse, en cas de détection d'un écho dans la fenêtre F1, il faut déplacer le générateur vers le bas.When an echo is detected in window F2, it is clear that this means that the target is located beyond the focal point in the vertical direction and it is therefore necessary to move the generator upwards to make the focal point coincide with the target. Conversely, if an echo is detected in window F1, the generator must be moved down.

Les signaux d'échos transmis pendant la durée de ces créneaux fournis par les générateurs 6 et 8, c'est-à-dire correspondant à des échos formés dans les plages F2 et F respectivement, sont respectivement appliqués à des circuits 19 et 20 qui commandent la marche du moteur 21 dans le sens approprié pour corriger le décalage vertical de la cible par rapport au foyer en déplaçant le générateur 1. The echo signals transmitted during the duration of these slots provided by the generators 6 and 8, that is to say corresponding to echoes formed in the ranges F2 and F respectively, are respectively applied to circuits 19 and 20 which control the running of the motor 21 in the appropriate direction to correct the vertical offset of the target relative to the focus by moving the generator 1.

Lorsque la cible coïncide avec la plage centrale Fo qui contient la tache focale, un écho est transmis par la porte 10 et celle-ci transmet à sa sortie 1001 un signal de déclenchement des tirs. Il n'en est toutefois ainsi que si l'écho a été transmis par la porte 41, donc si le générateur a préalablement été positionné de façon que son axe traverse la cible (e = E). When the target coincides with the central area Fo which contains the focal spot, an echo is transmitted by the door 10 and the latter transmits at its output 1001 a signal for triggering the shots. This is however only so if the echo has been transmitted by the gate 41, therefore if the generator has previously been positioned so that its axis crosses the target (e = E).

A cet effet, une deuxième entrée des portes ET 12 et 13 est reliée à la sortie du générateur de créneaux 7, tandis qu'une troisième entrée est reliée à l'un ou l'autre de deux comparateurs 14 et 15 eux-mêmes reliés au circuit 206 qui leur fournit à chaque instant une indication numérique de la position auxiliaire e du faisceau de balayage de la sonde 2.To this end, a second input of AND gates 12 and 13 is connected to the output of the slot generator 7, while a third input is connected to one or the other of two comparators 14 and 15 themselves connected to circuit 206 which provides them at all times with a digital indication of the auxiliary position e of the scanning beam of probe 2.

Lorsque e est dans la plage ae + E, le comparateur 14 envoie un niveau logique 1 à la porte 12, tandis que le comparateur 14 envoie un niveau logique 1 à la porte 13 lorsque e est dans la plage ae - E. ae varie de 0 à une valeur maximum qui définit deux plages d'approche angulaire de la cible, tandis que E est une valeur fixe qui correspond avantageusement à la moitié de l'angle sous lequel est vue la tache focale du générateur 1 depuis le centre de la surface émissive de la sonde.When e is in the range ae + E, the comparator 14 sends a logic level 1 to the gate 12, while the comparator 14 sends a logic level 1 to the gate 13 when e is in the range ae - E. ae varies from 0 to a maximum value which defines two ranges of angular approach to the target, while E is a fixed value which advantageously corresponds to half the angle at which the focal spot of generator 1 is seen from the center of the surface emissive of the probe.

Les portes 12 et 13 sont reliées à deux circuits 17 et 18 qui commandent la marche de l'un ou l'autre des moteurs 22, 23, respectivement dans un sens ou dans l'autre. Le moteur 22 est commandé lorsqu'un relais 220 établit la liaison entre les circuits 17 et 18 et son entrée de commande 221, tandis que le moteur 23 est commandé lorsqu'un relais 230 établit la liaison entre les circuits 17 et 18 et son entrée de commande 231. Ces deux relais sont respectivement commandés par des signaux qui apparaissent aux sorties respectives 2041 et 2042 du dispositif 204, c'est-à-dire lorsque le balayage est effectué dans le plan de la figure ou, respectivement, dans le plan perpendiculaire. The doors 12 and 13 are connected to two circuits 17 and 18 which control the running of one or the other of the motors 22, 23, respectively in one direction or the other. Motor 22 is controlled when a relay 220 establishes the connection between circuits 17 and 18 and its control input 221, while motor 23 is controlled when a relay 230 establishes the connection between circuits 17 and 18 and its input 231. These two relays are respectively controlled by signals which appear at the respective outputs 2041 and 2042 of the device 204, that is to say when the scanning is carried out in the plane of the figure or, respectively, in the plane. perpendicular.

Le moteur 22 tourne ainsi dans un sens ou dans l'autre pour effectuer un déplacement longitudinal du générateur 1 dans un sens propre à amener sa tache focale sous la cible.The motor 22 thus rotates in one direction or the other to effect a longitudinal displacement of the generator 1 in a direction suitable for bringing its focal spot under the target.

Dès que l'information de position angulaire fournie par le circuit 206 sort de la plage des comparateurs, les portes 12 et 13 sont fermées, Si bien que le moteur 22 s'arrête, ce qui signifie que la tache focale est sur la cible dans le sens longitudinal (e = E
Le moteur 23 effectue de la même façon le déplacement transversal du générateur dans un sens ou dans l'autre, qui amènera la tache focale sur la cible dans le sens transversal, et c'est seulement lorsque la coïncidence est obtenue à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal que le dispositif 206, correctement agencé à cet effet, indiquera que e = E et ouvrira la porte 41 pour autoriser le tir.As soon as the angular position information provided by the circuit 206 leaves the range of the comparators, the doors 12 and 13 are closed, so that the motor 22 stops, which means that the focal spot is on the target in longitudinal direction (e = E
The motor 23 likewise performs the transverse displacement of the generator in one direction or the other, which will bring the focal spot on the target in the transverse direction, and it is only when the coincidence is obtained both in the in the longitudinal direction and in the transverse direction that the device 206, correctly arranged for this purpose, will indicate that e = E and will open the door 41 to authorize the firing.

On observera que le dispositif de la figure 1 définit, dans l'espace qui contient la tache focale, deux groupes, contenus dans deux plans orthogonaux respectifs, de trois plages, à savoir une plage centrale qui encadre étroitement la tache focale dans sa petite dimension, et deux plages d'approche disposées de part et d'autre de la plage centrale. Il définit en outre, dans chacun de ces deux plans, trois plages de distances centrées au sommet du faisceau, à savoir une plage centrale qui encadre étroitement la tache focale dans sa grande dimension et deux plages d'approche disposées de part et d'autre de la plage centrale.It will be observed that the device of FIG. 1 defines, in the space which contains the focal spot, two groups, contained in two respective orthogonal planes, of three areas, namely a central area which tightly frames the focal spot in its small dimension , and two approach areas located on either side of the central area. It further defines, in each of these two planes, three ranges of distances centered at the top of the beam, namely a central range which closely frames the focal spot in its large dimension and two approach ranges arranged on either side. from the central beach.

Le procédé mis en oeuvre permet ainsi, à condition qu'un positionnement grossier de la cible ait été préalablement effectué par le procédé de localisation visuelle décrit au brevet principal pour l'amener dans les plages d'approche, d'effectuer une poursuite automatique permanente de la cible pour déclencher les tirs avec une grande précision. Cette poursuite sera avantageus#ement continuée pendant les tirs, le signal de déclenchement à la sortie 1001 correspondant par exemple, à cet effet, à un niveau logique établi à un tant que la cible est atteinte, et dont le passage à zéro arrête les tirs.The process implemented thus allows, provided that a rough positioning of the target has been previously carried out by the visual localization process described in the main patent to bring it into the approach ranges, to perform a permanent automatic tracking of the target to trigger shots with great precision. This pursuit will be advantageously continued during the shots, the trigger signal at the output 1001 corresponding for example, for this purpose, to a logic level established at one as long as the target is reached, and whose passage to zero stops the shots .

Le procédé s'analyse en effet comme un asservissement du déplacement solidaire du radiateur de puissance et de la sonde échographique en fonction des coordonnées de la région d'impact du faisceau échographique sur la cible fixe, avec comme consigne les coordonnées qui correspondent à une position du radiateur pour laquelle son foyer est situé sur la surface de la cible. La sonde se déplaçant en même temps que le radiateur, les coordonnées de la région d'impact du faisceau échographique sur la cible sont en effet liées à la position du radiateur. Pour n'importe quel type de balayage échographique, les coordonnées instantanées peuvent être déterminées à partir de la distance échographique (déterminable d'après le temps de propagation des échos) et de la position du faisceau échographique (connue puisque le balayage est commandé).The process is in fact analyzed as a servo-control of the integral movement of the power radiator and the ultrasound probe as a function of the coordinates of the region of impact of the ultrasound beam on the fixed target, with the coordinates which correspond to a position as instructions. of the radiator for which its focus is located on the surface of the target. As the probe moves at the same time as the radiator, the coordinates of the impact region of the ultrasound beam on the target are in fact linked to the position of the radiator. For any type of ultrasound scan, the instantaneous coordinates can be determined from the ultrasound distance (determinable from the echo propagation time) and the position of the ultrasound beam (known since scanning is controlled).

Le mode d'exécution préféré décrit est toutefois de mise en oeuvre particulièrement simple et efficace.The preferred embodiment described is however particularly simple and effective to implement.

A A la figure 3, on a représenté schématiquement un circuit supplémentaire du dispositif de la figure 1, destiné à la visualisation de la tache focale. Comme à la figure 1, la synchronisation des impulsions échographiques est assurée par une horloge 5, mais un circuit de retard réglable 31 est interposé entre l'horloge 5 et l'émetteur 3, et ce dernier est connecté à la sonde 2 par l'intermédiaire d'un interrupteur 32 qui permet de mettre en service ou non l'émission échographique. Comme à la figure 1, les circuits de réception et de formation d'image ont été représentés de manière symbolique, sous la forme de l'amplificateur de réception 4 qui attaque l'électrode de commande de luminosité du tube cathodique 40.Par contre, on a figuré l'émetteur 25 qui excite, de manière connue en soi et représenté de façon purement symbolique, les transducteurs du générateur de puissance 1. In FIG. 3, there is shown diagrammatically an additional circuit of the device in FIG. 1, intended for viewing the focal spot. As in FIG. 1, the synchronization of the ultrasound pulses is ensured by a clock 5, but an adjustable delay circuit 31 is interposed between the clock 5 and the transmitter 3, and the latter is connected to the probe 2 by the intermediate of a switch 32 which makes it possible to activate or not the ultrasound emission. As in FIG. 1, the reception and image-forming circuits have been represented symbolically, in the form of the reception amplifier 4 which attacks the brightness control electrode of the cathode-ray tube 40. there has been shown the transmitter 25 which excites, in a manner known per se and represented purely symbolically, the transducers of the power generator 1.

La puissance de l'émetteur 21 est réglable (par exemple de 0,5 à 1 Kw en valeur de crête) par des moyens, connus en soi, symbolisés par deux résistances réglables 250-251 reliées à une entrée de commande de l'émetteur 25 par l'intermédiaire d'un commutateur 252.The power of the transmitter 21 is adjustable (for example from 0.5 to 1 Kw in peak value) by means, known per se, symbolized by two adjustable resistors 250-251 connected to a control input of the transmitter 25 via a switch 252.

L'émetteur 25 est, pendant le mode de fonctionnement actuellement décrit- et qui est destiné à la visualisation de la tache focale, synchronisé par l'horloge 5 (position 1 du commutateur 260). Il doit être bien compris que, pour son fonctionnement en mode traitement, l'émetteur 25 travaille à puissance non réduite (100 Kw en valeur de crête par exemple). Il est alors synchronisé par une horloge 26, le commutateur 260 étant alors en position 2.The transmitter 25 is, during the operating mode currently described - and which is intended for viewing the focal spot, synchronized by the clock 5 (position 1 of the switch 260). It must be clearly understood that, for its operation in processing mode, the transmitter 25 works at non-reduced power (100 Kw at peak value for example). It is then synchronized by a clock 26, the switch 260 then being in position 2.

Lorsque, comme indiqué à la figure 3, le commutateur 260 est en position 1 et que le commutateur 252 est sur l'une des deux (ou plusieurs) positions d'émission à puissance réduite (soit 251 par exemple), l'émetteur 25 est synchronisé pour émettre par exemple 256 impulsions pendant l'intervalle de 1/10 de seconde qui sépare normalement deux tirs et est utilisé pour l'échographie. Ces impulsions (telles que E1 figure 4) sont réfléchies sur la cible, qui a été préalablement localisée pour qu'une surface réfléchissante de celle-ci soit située au foyer du radiateur et les échos R1 ainsi formés, et provenant d'une région de la cible coïncidant avec la tache focale du radiateur, sont reçus par la sonde 2 et procurent une image de ladite tache focale, comme on l'a expliqué dans le brevet principal.Comme le faisceau est émis par le radiateur fixe, seule la tache focale est clairement visible sur cette image.When, as indicated in FIG. 3, the switch 260 is in position 1 and that the switch 252 is in one of the two (or more) transmission positions at reduced power (ie 251 for example), the transmitter 25 is synchronized to emit for example 256 pulses during the 1/10 second interval which normally separates two shots and is used for ultrasound. These pulses (such as E1 in FIG. 4) are reflected on the target, which has been previously located so that a reflecting surface of the latter is located at the focal point of the radiator and the echoes R1 thus formed, and coming from a region of the target coinciding with the focal spot of the radiator, are received by the probe 2 and provide an image of said focal spot, as explained in the main patent. As the beam is emitted by the fixed radiator, only the focal spot is clearly visible in this image.

Dans le dispositif représenté, il est possible de mettre simultanément en service les émetteurs 25 et 23 (en agissant à la fois sur les commutateurs 260 et 32). La sonde 2 fonctionne alors à la fois comme émetteur échographique et comme récepteur des échos résultant des réflexions des faisceaux simultanément émis par la sonde et le radiateur, si bien que l'image de la tache focale apparaît en surbrillance sur l'image de la cible et de son environnement formée par la sonde. Le réglage de la puissance de l'émetteur 25 permet de doser les luminosités respectives.In the device shown, it is possible to put transmitters 25 and 23 into service simultaneously (by acting on switches 260 and 32 at the same time). The probe 2 then functions both as an echographic transmitter and as a receiver of the echoes resulting from the reflections of the beams simultaneously emitted by the probe and the radiator, so that the image of the focal spot appears highlighted on the image of the target. and its environment formed by the probe. The adjustment of the power of the transmitter 25 makes it possible to dose the respective luminosities.

Comme le montre la figure 3, les distances respectives du radiateur et de la sonde au foyer sont différentes de th, Si bien que (figure 4) les temps T1 et T2 qui séparent les échos respectifs (R1 et R2) des impulsions d'émission correspondantes (E1 et E2) sont différents d'un intervalle AT proportionnel à flh. Pour que les échos R1 et R2 coinci- dent dans le temps, afin d'obtenir la formation simultanée des deux images, on règle le retard fourni par le circuit 31 à la valeur GT = chh, c étant la vitesse de propagation.As shown in Figure 3, the respective distances from the radiator and the probe to the focus are different from th, so that (Figure 4) the times T1 and T2 which separate the respective echoes (R1 and R2) of the emission pulses corresponding (E1 and E2) are different from an interval AT proportional to flh. So that the echoes R1 and R2 coincide in time, in order to obtain the simultaneous formation of the two images, the delay provided by the circuit 31 is adjusted to the value GT = chh, c being the propagation speed.

Il va de soi que diverses modifications pourront être apportées aux dispositifs décrits et représentés, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. It goes without saying that various modifications may be made to the devices described and shown, without departing from the spirit of the invention.

Il doit être bien compris que les procédés et dispositifs décrits s'appliquent aussi bien à l'hyperthermie qu'à la lithotripsie, ou à tout autre traitement par ondes élastiques focalisées requérant la localisation échographique précise de la cible et/ou la visualisation de la tache focale du générateur de l'onde de traitement. It should be clearly understood that the methods and devices described apply equally to hyperthermia as to lithotripsy, or to any other treatment with focused elastic waves requiring precise ultrasound localization of the target and / or visualization of the target. focal spot of the processing wave generator.

Claims

1. Device for locating and treating an anatomical target comprising, in accordance with claim 1 of the main patent, an ultrasonic pulse generator comprising a main piezoelectric transducer, the active surface of which is a spherical cup, and means for locating by ultrasound of the position of the focal region of said main transducer, arranged so that their receiving beam is coaxial with said spherical cup, said main transducer effecting the periodic emission of a fixed focused beam of elastic processing waves, and said means tracking system forming a real-time ultrasound image of the target between emissions during the treatment period, by means of an auxiliary ultrasound beam performing a scanning substantially oriented in a plane of symmetry of the fixed beam, the device further comprising display means on the support for viewing images of a reference mark showing the theoretical position of the focus of the fixed beam and the interdependent movement of the beam emission sources until the mark coincides with the image of the target, characterized by means for selecting the image formation echoes of the target as a function of the coordinates of the impact region of the ultrasound beam with respect to the ultrasound source, by means of controlling said displacement from signals derived from the selected echoes until said coincidence is obtained and by means of automatic triggering shots when this coincidence is achieved.

2. Device according to claim 1, characterized in that, the ultrasound scan being a sectoral scan of type B carried out successively in two orthogonal planes, the selection of the echoes is made, in each plane, as a function of the angular position of the ultrasound beam with respect to the axis of the scan and the distance from the impact region to the ultrasound source.

3. Device according to claim 2, characterized in that it comprises first means (6 to 11 and 41), to select and separate the echoes formed in impact regions respectively located at a distance which corresponds substantially to that said focal point and at lower and upper distances, but corresponding to a said angular position defined by a substantially zero angle, second means (7 and 12 to 15) for selecting and separating the echoes formed in impact regions respectively located , in each of the two scanning planes, in said angular positions defined by angles of zero, positive and negative respectively; means (206) for providing said first and second means with information relating to said angular position, means (204) for rotating the ultrasound source around said scanning axis so as to bring it alternately, at regular intervals, into the positions which correspond to the two scanning planes, means (17-18-220-230-22-23) of controlling said movement to substantially cancel said angle, means (19 to 21) of controlling said movement so that the impact region is located at said distance corresponding substantially to the focus and means (10) for triggering the firing when the first means transmit an echo corresponding to said distance.

4. Device for locating and treating an anatomical target comprising, in accordance with claims 2, 3 and 6 of the main patent, a generator of auxiliary tracking pulses associated with an auxiliary transducer of tracking secured to said spherical cup, means transmitting to said main transducer, during the intervals between the main pulses, a plurality of focal spot control pulses, having a power substantially lower than that of the main pulses, at the same rate as those emitted by the auxiliary transducer , said means for transmitting comprising an electric pulse generator which generates said main pulses and said control pulses, the generation of control pulses being obtained by appreciable reduction of the supply voltage of said generator when the latter is synchronized by the means which ensure the synchronization of the emission of im auxiliary pulses, characterized by the simultaneous emission, in pulses at ultrasound rate, by the power source used as transmitter and by the ultrasound source used as transmitter-receiver respectively of a fixed beam of elastic waves at reduced power compared to the processing power and of a beam subjected to an ultrasound scan, by the reception of the corresponding echoes by the ultrasound source, and by the formation of an image of the target and its environment, on which the focal spot of the source power is highlighted.

5. Device according to claim 4, characterized in that the pulses emitted by the ultrasound source are at the same rate as the pulses emitted by the power source, but are delayed relative to these by a proportional time interval unlike the distances between the focus of the power source and the respective sources.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized by its application to hyperthermia.