FR2804516A1 - Procede et appareil d'imagerie par ultrasons se fondant sur une technique de compression d'impulsions utilisant des codes de golay modifies - Google Patents
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Abstract
Procédé d'imagerie par ultrasons servant à former une image d'un objet à l'aide de signaux reçus, réfléchis depuis l'objet, reçus après l'émission d'une impulsion ultrasonore vers l'objet, comprenant les étapes qui consistent à : - émettre un premier ensemble d'impulsions ultrasonores vers l'objet, grâce au fait d'appliquer des tensions, à un ou plusieurs transducteurs, en fonction d'un premier code d'une paire de codes de Golay modifiés;- effectuer une compression d'impulsions sur un premier ensemble de signaux réfléchis du premier ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies depuis l'objet;- émettre un deuxième ensemble d'impulsions ultrasonores vers l'objet, grâce au fait d'appliquer des tensions, aux dits un ou plusieurs transducteurs, en fonction d'un deuxième code de la paire de codes de Golay modifiés;- effectuer une compression d'impulsions sur un deuxième ensemble de signaux réfléchis du deuxième ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies depuis l'objet;- additionner les signaux à impulsions compressées des premier et deuxième ensembles de signaux réfléchis;- produire un signal à réception focalisée à l'aide du signal additionné; et- afficher l'image en fonction du signal à réception focalisée, après traitement du signal.
Description
La présente invention concerne un système d'imagerie par ultrasons. En
particulier, I'invention concerne un système d'imagerie par ultrasons se fondant sur une technique de compression d'impulsions utilisant des codes de Golay modifiés. Habituellement, un système d'imagerie médicale par ultrasons obtient des informations concernant un corps humain en émettant des impulsions ultrasonores courtes. La figure 1 présente un schéma fonctionnel d'un système d'imagerie par ultrasons à impulsions courtes 100, classique, qui comprend un groupe de transducteurs 1, un impulseur 11, une mémoire de temporisation de focalisation à l'émission (TX) 14, un commutateur émission/réception (T)(X/RX) 21, un récepteur 31, un dispositif de formation de faisceau 35, un ajusteur de temporisation de focalisation à la réception 36, un processeur de signal 41 et un
convertisseur de balayage 42.
La mémoire de temporisation de focalisation à l'émission 14 mémorise un modèle de temporisation pour les impulsions ultrasonores destinées à être émises dans un corps humain à partir du groupe de transducteurs 1. La mémoire de temporisation de focalisation à l'émission 14 envoie à l'impulseur 11 une
séquence binaire correspondant au modèle de temporisation.
On utilise habituellement, en tant que procédé de détermination de la temporisation de focalisation à l'émission pour chaque transducteur, une technique de focalisation fixe, qui concentre les énergies des impulsions ultrasonores sur un point prédéterminé à l'intérieur du corps. Récemment, l'un des efforts destinés à résoudre le problème de résolution limitée due à l'émission en focalisation fixe avec une réception en focalisation dynamique a consisté à étudier une technique d'ouverture synthétique. Avec la technique d'ouverture synthétique, on peut utiliser un ou plusieurs transducteurs pour émettre des ultrasons, et la
focalisation dynamique bidirectionnelle pour l'émission et la réception est possible.
L'utilisation de la technique d'ouverture synthétique permet d'améliorer la
résolution tout en réduisant le RSB (rapport signal/bruit).
L'impulseur 11 est un impulseur bipolaire qui envoie un signal amplifié (par exemple +80 ou -80 volts) au groupe de transducteurs 1, en réponse à l'entrée séquentielle binaire correspondant au modèle de temporisation. La tension de sortie de l'impulseur 11, ayant une amplitude prédéterminée, est appliquée à chaque transducteur du groupe de transducteurs 1, à un instant déterminé par le
modèle de temporisation.
Le groupe de transducteurs 1 comprend un certain nombre d'éléments transducteurs et émet les impulsions ultrasonores, en réponse à la tension de sortie de l'impulseur 11, dans un objet tel qu'un corps humain. Seulement une portion du groupe de transducteurs 1 est utilisée pour effectuer une émission à un instant donné. Par exemple, même si le groupe de transducteurs 1 comprend 128 transducteurs, seulement 64 transducteurs d'une ouverture émettent les ultrasons
à un instant donné.
2 o Le groupe de transducteurs 1 reçoit également un signal comprenant des impulsions réfléchies de l'impulsion ultrasonore émise, qui est réfléchie depuis
l'intérieur du corps.
Le commutateur émission/réception 21 joue le rôle d'un duplexeur servant à isoler le récepteur 31 de l'effet de la sortie haute tension de l'impulseur 11. Le commutateur 21 raccorde le groupe de transducteurs 1 à l'impulseur 21 pendant
le mode émission et au récepteur 31 pendant le mode réception.
Le récepteur 31 comprend un pré-amplificateur servant à amplifier le signal reçu, un compensateur de gain sélectif servant à compenser l'atténuation pendant la propagation des ultrasons et un convertisseur analogique-numérique pour
convertir le signal reçu amplifié en un signal numérique.
Le dispositif de formation de faisceau 35 effectue la focalisation de la réception en 3 5 fonction du modéle de temporisation provenant de l'ajusteur de temporisation de
focalisation à la réception 36.
Le processeur de signal 41 effectue un traitement de signal tel qu'une détection d'enveloppe, une compensation logarithmique, pour produire un signal d'image en mode B. Le convertisseur de balayage 42 convertit le signal d'image en mode B en un
signal qui peut être visualisé sur un dispositif d'affichage (non représenté).
Du fait de la diminution de puissance des ultrasons pendant la propagation dans un milieu à forte atténuation, tel que du caoutchouc, des tissus mous et analogue, le système d'imagerie à impulsions courtes ne peut pas obtenir d'informations concernant un objet cible situé à l'intérieur du corps depuis lequel les impulsions
courtes sont réfléchies.
Du fait que le système d'imagerie médicale par ultrasons 100 peut provoquer des dommages au corps lorsqu'on augmente la tension maximale des impulsions courtes émises, la puissance du signal reçu ne peut pas être augmentée de cette manière. D'autre part, une technique de compression d'impulsions utilisée dans un appareil radar est capable d'améliorer le RSB du système d'imagerie par ultrasons en augmentant la puissance moyenne au lieu d'augmenter la tension maximale de l'impulsion émise. Dans le système d'imagerie utilisant la technique de compression d'impulsions, c'est une impulsion longue codée qui est émise vers le
corps au lieu d'une impulsion courte.
Dans le système d'imagerie médicale 100 utilisant l'impulsion courte traditionnelle, la résolution de l'image dans la direction de propagation des ultrasons dépend de la réponse en impulsions du transducteur à ultrasons utilisé, du fait de l'utilisation de l'impulsion courte à haute tension. Cependant, dans le système d'imagerie utilisant la technique de compression d'impulsions, la résolution de l'image est déterminée par la convolution du transducteur à ultrasons et de l'impulsion, du fait de l'utilisation de l'impulsion longue codée. Dans le système d'imagerie utilisant la technique de compression d'impulsions, un compresseur d'impulsions ayant un corrélateur au niveau du récepteur d'ultrasons obtient les effets de la technique d'émission d'impulsions courtes. En conséquence, il est capable d'augmenter efficacement le RSB en émettant l'impulsion longue codée ayant une tension
inférieure à la tension maximale dans la technique à impulsion courte.
Dans le système d'imagerie par ultrasons utilisant l'impulsion longue codée, les performances du système dépendent des caractéristiques du code. En particulier, la qualité d'image obtenue dépend de la relation entre les caractéristiques de fréquence du code utilisé et le transducteur d'ultrasons. Et les performances du système dépendent également de la mise en application du compresseur
d'impulsions ou de la mise en application du corrélateur.
Certains efforts ont été faits pour appliquer les codes de Golay au système d'imagerie par ultrasons à impulsion longue, du fait que les codes de Golay ont une caractéristique d'élimination des lobes latéraux. Cependant, I'une des caractéristiques de fréquence non souhaitable des codes de Golay est un spectre de fréquences plus large que celui du transducteur à ultrasons classique. Plus précisément, il y a une certaine perte de puissance du code de Golay au niveau du transducteur à ultrasons, de sorte que le RSB du système ne peut pas
atteindre un niveau souhaité.
Un objet de la présente invention consiste à mettre à disposition des codes dont les caractéristiques de fréquence s'adaptent à la caractéristique de fréquence du transducteur à ultrasons, ainsi qu'un procédé d'imagerie par ultrasons se fondant
sur une technique de compression d'impulsions utilisant les codes.
Un autre objet de la présente invention consiste à mettre à disposition un appareil d'imagerie servant à mettre efficacement en application le procédé d'imagerie par
2 5 ultrasons utilisant les codes.
Selon un aspect de la présente invention, il est mis à disposition un procédé d'imagerie par ultrasons se fondant sur la technique de compression d'impulsions utilisant des codes de Golay modifiés, grâce à l'utilisation d'une fonction de
3 0 fenêtrage prédéterminée.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est mis à disposition un procédé et un appareil servant à émettre des impulsions ultrasonores des codes de Golay modifiés, soumettre à une compression d'impulsions les signaux réfléchis correspondant aux impulsions émises, et effectuer une focalisation à la réception
sur les signaux à impulsions compressées.
La présente invention met à disposition un procédé d'imagerie par ultrasons servant à former une image d'un objet à l'aide de signaux réfléchis depuis l'objet, après l'émission d'une impulsion ultrasonore vers l'objet, comprenant les étapes consistant à: (a) émettre un premier ensemble d'impulsions ultrasonores vers l'objet, grâce au fait d'appliquer des tensions, à un ou plusieurs transducteurs, en fonction d'un premier code d'une paire de codes de Golay modifiés; (b) effectuer une compression d'impulsions sur un premier ensemble de signaux réfléchis du premier ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies depuis l'objet; (c) émettre un deuxième ensemble d'impulsions ultrasonores vers l'objet, grâce au fait d'appliquer des tensions, auxdits un ou plusieurs transducteurs, en fonction d'un deuxième code de la paire de codes de Golay modifiés; (d) effectuer une compression d'impulsions sur un deuxième ensemble de signaux réfléchis du deuxième ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies depuis l'objet; (e) additionner les signaux à impulsions compressées des premier et deuxième ensembles de signaux réfléchis; (f) produire un signal à réception focalisée à l'aide du signal additionné; et (g) afficher l'image en fonction du signal à réception focalisée, après traitement du signal. Et la présente invention met à disposition un appareil d'imagerie par ultrasons servant à former une image d'un objet à l'aide de signaux reçus, réfléchis depuis l'objet, après l'émission d'une impulsion ultrasonore vers l'objet, comprenant: des moyens destinés à appliquer des tensions, à un ou plusieurs transducteurs, en fonction d'un premier code d'une paire de codes de Golay modifiés, pendant un premier laps de temps, et appliquer les tensions, auxdits un ou plusieurs transducteurs, en fonction d'un deuxième code de la paire de codes de Golay modifiés, pendant un deuxième laps de temps; des moyens destinés à recevoir, après le premier laps de temps, un premier ensemble de signaux réfléchis du premier ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies sur l'objet, et recevoir, après le deuxième laps de temps, un deuxième ensemble de signaux réfléchis des impulsions ultrasonores réfléchies sur l'objet; des moyens destinés à effectuer une compression d'impulsions sur les premier et deuxième ensembles de signaux réfléchis pour produire des premier et deuxième signaux à impulsions compressées, et additionner les premier et deuxième signaux à impulsions compressées; des moyens destinés à produire un signal à réception focalisée à l'aide du signal additionné; et des moyens destinés à afficher une image en fonction du signal à réception
focalisée, après traitement du signal.
Nous allons expliquer les aspects mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres
particularités de l'invention dans la description ci-après, prise conjointement avec
les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système d'imagerie par ultrasons utilisant une technique à impulsion courte classique; les figures 2A à 2E sont des graphiques illustrant des caractéristiques de codes de Golay; la figure 3A présente des fenêtres utilisées pour la modification des codes de Golay; les figures 3B et 3C sont des graphiques illustrant des caractéristiques des codes 3 0 de Golay modifiés, utilisés dans la présente invention; la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un système d'imagerie par ultrasons se fondant sur une technique de compression d'impulsions à l'aide des codes de Golay modifiés selon la présente invention; et les figures 5A à 5C présentent des graphiques de signaux corrélés, obtenus respectivement à l'aide de l'impulsion classique, des codes de Golay et des codes
de Golay modifiés.
La présente invention est caractérisée par l'utilisation de codes de Golay modifiés pour l'émission d'ultrasons. Les codes de Golay modifiés utilisés dans la présente invention consistent en une paire de séquences binaires complémentaires de même longueur. Les auto-corrélations des séquences complémentaires ont un même lobe principal et des lobes latéraux de même magnitude mais de polarités opposées. En conséquence, la sommation des auto-corrélations des séquences complémentaires a un lobe principal dont la magnitude est double de celle du lobe
io principal de l'auto-corrélation de chaque séquence, et n'a pas de lobes latéraux.
La figure 2 présente les caractéristiques des codes de Golay. Les figures 2A et 2B présentent une paire de codes de Golay complémentaires et les figures 2C et 2D présentent les auto-corrélations des codes de Golay complémentaires. Et la figure
2E est la sommation des auto-corrélations présentées sur les figures 2C et 2D.
Sur la figure 2, ai et bi représentent les éléments binaires des codes
complémentaires d'une longueur de code, ayant la valeur +1 ou -1. Et les auto-
corrélations des codes sont représentées sous la forme de l'équation (1) ci-après.
i=n-j c =Z aiai + j i=l i=-n-j Eq.(1) dl = Z bibi + J i.=l
2 0 Ensuite, la sommation des auto-corrélations peut être représentée comme suit.
cj + dj = o; j 0 Eq. (2) ci + dû = 2n Comme on l'a décrit ci-dessus, en ce qui concerne la caractéristique de fréquences, les spectres de fréquences des codes de Golay sont plus larges que celui du transducteur à ultrasons typique. Plus précisément, il y a une certaine perte de puissance des codes de Golay au niveau du transducteur. En conséquence, il existe une demande concernant un procédé permettant d'émettre
efficacement l'énergie des codes de Golay.
Dans ce but, la présente invention modifie les codes de Golay en multipliant par I'une des fonctions de fenêtrage qui sont utilisées dans la conception d'un filtre à réponse impulsionnelle finie. La sommation des auto-correlations d'un signal reçu depuis un objet, après l'émission des signaux de code de Golay modifiés, présente le lobe principal déterminé par l'auto-corrélation de la fenêtre utilisée et ne présente pas les lobes latéraux qui auraient résulté des caractéristiques des codes de Golay non modifiés. La figure 3A présente des formes d'ondes en fonction du temps de certaines fenêtres pouvant être utilisées pour produire les codes de Golay modifiés, ces fenêtres étant la fenêtre rectangulaire bi-phase, la fenêtre de Hamming bi-phase, la fenêtre de Hanning bi-phase et la fenêtre de
Bartlett bi-phase.
Nous allons maintenant décrire des codes de Golay modifiés au moyen d'un exemple. On suppose que les codes de Golay ayant une longueur de code de 8 sont [1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, 1] et [1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, -1], la fréquence centrale (fo) d'un signal émis est de 5 MHz et la fréquence d'échantillonnage (fs) du signal
émis est de 40 MHz, c'est-à-dire que le rapport de circuit (fo/fs) est de 8.
Par exemple, lorsqu'on utilise les codes de Golay classiques, on envoie les codes
suivants à l'impulseur pour l'émission d'ultrasons.
Ga = [11111111 -1-1-1-1-1-1-1-1 -1-1-1-1-1-1-1-1 -1-1-1-1-1-1-1-1
11111111 11111111 -1-1-1-1-1-1-1-1 11111111]
Gb= [11111111 -1-1-1-1-1-1-1-1 -1-1-1-1-1-1-1-1 -1-1-1-1-1-1-1-1
-1-1-1-1-1-1-1-1 -1-1-1-1-1-1-1-1 11111111 -1-1-1-1-1-1-1-1]
Afin d'améliorer le Rendement de Puissance Emise (TPE), défini comme le rapport entre la puissance de sortie et l'entrée du transducteur, la présente invention utilise des codes de Golay modifiés à la place des codes de Golay classiques.
Par exemple, en multipliant les codes de Golay par une fenêtre rectangulaire bi-
phase, les codes de Golay modifiés sont obtenus de la manière suivante.
Ga' =[1111-1-1-1-1 -1-1-1-11111 -1-1-1-11111 -1-1-1-11111
1111-1-1-1-1 1111-1-1-1-1 1111-1-1-1-1 1111-1-1-1-1]
Gb' =[1111-1-1-1-1 -1-1-1-11111 -1-1-1-1-1-1-1-1 -1-1-1-11111
-1-1-1-11111 -1-1-1-11111 1111-1-1-1-1 -1-1-1-11111]
Une paire de codes de Golay modifiés de la présente invention, multipliée par une fonction rectangulaire bi-phase m(t), de période T, peut être exprimée comme suit. gain(t) = ga(t).' m(t - kT) k Eq. (3) gbm(t) = gb(t). ' m(t - kT) k Dans l'équation (3) ci-dessus, les termes ga(t) et gb(t) représentent les codes de Golay classiques et T est l'inverse de la fréquence centrale de la fonction
caractéristique du transducteur.
La sommation des auto-corrélations de la paire de codes de Golay modifiés est
exprimée par l'équation (4) ci-après.
ga(t)*g,(-t) + g,(t)*gb,(-t) = ramp(t2T)*mr(t)*m(-t) Eq (4)
La fonction ramp est une fonction triangulaire qui peut être exprimée comme suit.
t - + 1; - T < t 0 ramp (ti2T) = T Eq. (5) t +1; 0 < t < T T
La sommation des auto-corrélations peut également être calculée comme suit.
gam(t)*ga(-t) + gbm(t)*gb(-t) = ramp(t/2T)*m(t) Eq.(6) Lorsqu'on utilise des codes de Golay modifiés, le TPE et la largeur du lobe principal sont déterminés en fonction de la fenêtre utilisée. Et, lorsqu'on utilise la fenêtre rectangulaire bi-phase, on peut utiliser un impulseur bi-polaire pour générer des impulsions. Cependant, lorsqu'on utilise d'autres fenêtres comme la
fenêtre de Hanning et la fenêtre de Hamming, un convertisseur analogique-
numérique est nécessaire pour amplifier linéairement les impulsions bipolaires
provenant de l'impulseur bipolaire.
La figure 3B est un graphique illustrant les caractéristiques de domaine de fréquence des codes de Golay modifiés, multipliés respectivement par une fenêtre rectangulaire bi-phase, une fenêtre de Hamming bi-phase, une fenêtre de
Hanning bi-phase et une fenêtre de Bartlett bi-phase.
La figure 3C représente la sommation des résultats des auto-corrélations lorsque les signaux présentés sur la figure 3B sont utilisés pour l'émission (TX) et la
réception (RX).
La figure 4 est un schéma fonctionnel d'un système d'imagerie par ultrasons 400 selon une forme de réalisation préférée de la présente invention. Comme on l'a décrit ci-dessus, le système d'imagerie par ultrasons 400 est caractérisé en ce que la compression d'impulsions utilisant des données HF est effectuée avant la formation du faisceau en réception, puis le signal à impulsions compressées est focalisé en réception. La présente invention élimine les lobes latéraux dans la direction de propagation des ultrasons en champ proche, qui sont générés lors de la compression d'impulsions après la focalisation à la réception. De plus, la
présente invention empêche l'augmentation de la largeur du lobe principal.
Sur la figure 4, le système d'imagerie 400 comprend un impulseur 12, une mémoire de modèle pour l'émission 13, une mémoire de temporisation de focalisation à l'émission 14, un commutateur émission/réception (TX/RX) 21, un récepteur 31, un compresseur d'impulsions 34, un ajusteur de temporisation de focalisation à la réception 36, un dispositif de formation de faisceau 37, un processeur de signal 41 et un convertisseur de balayage 42. Le compresseur d'impulsions 34 comprend une première mémoire HF 34a, une deuxième mémoire HF 34b et un corrélateur 34c. Le présent système améliore le RSB grâce
à l'utilisation des codes de Golay modifiés et du corrélateur 34c.
La mémoire de temporisation de focalisation à l'émission 14 mémorise un modèle de temporisation pour l'émission d'ultrasons, et la mémoire de modèle pour l'émission 13 mémorise un modèle de codage pour l'émission. Selon la présente invention, le modèle de codage pour l'émission est une paire de codes de Golay modifiés. Le modèle de codage pour l'émission mémorisé dans la mémoire 13 est
appliqué à l'impulseur 12, qui est retardé en fonction du modèle de temporisation.
Au lieu de la mémoire de modèle pour l'émission 13 et la mémoire de temporisation de focalisation à l'émission 14 mémorisant le modèle de codage pour l'émission et le modèle de temporisation, préalablement calculés par ordinateur, pour fournir l'entrée d'impulseur telle que présentée sur la figure 4, un 3 5 circuit ou un logiciel peut être prévu pour produire un modèle de codage
temporisé pour l'émission.
Selon la fenêtre utilisée, I'impulseur 12 amplifie le modèle de codage pour l'émission provenant de la mémoire de modèle pour l'émission 13. Lorsqu'on utilise une fenêtre rectangulaire, on peut utiliser un impulseur bi-polaire en tant qu'impulseur 12, pour envoyer une impulsion bi-polaire au groupe de
transducteurs I par l'intermédiaire du commutateur émission/réception 21.
Lorsqu'on utilise une autre fenêtre que la fenêtre rectangulaire, I'impulseur 12 comprend l'impulseur bi-polaire et un amplificateur linéaire, pour envoyer une impulsion bi-polaire à amplification linéaire au groupe de transducteurs 1. Comme on l'a décrit ci-dessus par référence à la figure 1, pour l'émission d'ultrasons du modèle de codage de Golay, on peut utiliser une technique de focalisation fixe ou
bien une technique d'ouverture synthétique.
Selon la présente invention, le groupe de transducteurs 1 émet les impulsions ultrasonores correspondant à un premier code (gam) d'une paire de codes de Golay modifiés, et reçoit le signal réfléchi correspondant au premier code, qui est réfléchi depuis un objet tel qu'un corps humain. Ensuite, le transducteur 1 émet les impulsions ultrasonores correspondant à un deuxième code (gbm) de la paire de codes de Golay modifiés, et reçoit le signal réfléchi correspondant au
deuxième code, qui est réfléchi depuis l'objet.
De la même manière que sur la figure 1, le commutateur émission/réception 21 joue le rôle d'un duplexeur servant à isoler le récepteur 31 de l'effet de la haute
tension provenant de l'impulseur 12.
Le signal reçu par le récepteur 31 n'est pas adéquat pour former une image car il a des lobes latéraux trop élevés. En conséquence, le compresseur d'impulsions 34 est utilisé pour traiter le signal reçu de telle sorte que la résolution de l'image obtenue soit comparable à celle du système d'imagerie classique utilisant les
impulsions courtes.
Tout d'abord, dans le compresseur d'impulsions 34, le signal HF reçu par le récepteur 31 est mémorisé dans la première mémoire HF 34a. Du fait que le signal HF pour chaque canal est mémorisé dans la mémoire 34a, le corrélateur 34c peut être réalisé sélectivement par une mise en oeuvre matérielle ou une mise en oeuvre logicielle. De plus, lorsqu'on utilise l'impulsion courte classique plutôt que le code de Golay, on utilise le système présenté sur la figure 4 en tant que système d'imagerie par ultrasons classique grâce au fait de contourner le
corrélateur 34c.
Le corrélateur 34c calcule l'auto-corrélation du signal provenant du récepteur 31 et
mémorisé dans la mémoire 34a.
La deuxième mémoire 34b mémorise temporairement l'auto-corrélation du code de Golay. Lorsqu'on utilise le code de Golay, une mémorisation temporaire est nécessaire du fait que l'émission/réception est effectuée deux fois. Sur la figure 4, bien que les première et deuxième mémoires 34a et 34b soient respectivement illustrées, elles peuvent être mises en oeuvre d'une manière intégrée, de façon à ne former qu'un seul bloc. De plus, selon la conception, la première mémoire 34a peut être omise. Lorsque la première mémoire 34a est utilisée, différentes techniques de traitement de signaux en plus de celle de la présente invention peuvent être appliquées pour améliorer la qualité d'image obtenue, du fait que les
données HF sont mémorisées dans la première mémoire 34a.
Une fois que le corrélateur 34c a calculé l'auto-corrélation pour le deuxième code de Golay, le signal à impulsions compressées est obtenu par sommation de l'auto-corrélation pour le deuxième code et de l'autocorrélation temporairement mémorisée dans la mémoire 34b. Ensuite, le signal à impulsions compressées est
2 o envoyé au dispositif de formation de faisceau 37.
Le dispositif de formation de faisceau 37 effectue la focalisation à la réception par référence à la temporisation de focalisation à la réception provenant de l'ajusteur de temporisation de focalisation à la réception 36. Après la focalisation à la réception, une détection d'enveloppe et une compensation logarithmique sont effectuées par le processeur de signal 41, pour produire un signal d'image en mode B. Le convertisseur de balayage 42 convertit le signal d'image en mode B provenant du processeur de signal 41 en l'image souhaitée pour un affichage (non représenté). Bien que l'on ait décrit et illustré des caractéristiques préférées de la présente invention, I'homme du métier comprendra qu'il est possible d'effectuer des
variantes et modifications de celles-ci.
Par exemple, pour l'émission d'ultrasons, on peut utiliser d'autres codes de Golay modifiés à la place de ceux que l'on a décrit. De plus, le modèle de temporisation et/ou de codage peut être calculé de différentes manières, autres que leur mémorisation dans des mémoires. Et, en plus de ce qui est présenté sur la figure 4, certaines techniques d'amélioration d'image ultrasonore connues peuvent être
utilisées dans le système d'imagerie par ultrasons 400.
En conséquence, on comprendra que différentes variantes et modifications sont possibles, sans sortir des principes et enseignements étendus de la présente
invention, qui ne doit être limitée que par le cadre des revendications ci-jointes.
Les figures 5A à 5C présentent des signaux corrélés obtenus respectivement avec l'impulsion classique, le code de Golay et le code de Golay modifié. Comme on le voit sur les figures 5A et 5B, le niveau de bruit dans le cas de l'utilisation du code de Golay est bien inférieur à celui obtenu dans le cas de l'utilisation de l'impulsion courte classique. Et, comme on le voit sur les figures 5B et 5C, le RSB du cas de l'utilisation du code de Golay modifié est de 4 dB plus grand que celui
du cas de l'utilisation du code de Golay.
Plus précisément, du fait que le code de Golay modifié utilisé dans la présente invention est compatible avec le spectre de fréquences du transducteur à ultrasons classique, la perte de puissance au niveau du transducteur à ultrasons est faible. En conséquence, le RSB du présent système 400 est plus grand que
celui du système d'imagerie classique utilisant le code de Golay.
Et, du fait que la compression d'impulsions est effectuée sur le signal HF avant la formation du faisceau, la présente invention peut éliminer la distorsion du signal, 2 5 en particulier en champ proche, qui est produite lorsque la compression
d'impulsions est effectuée après la formation du faisceau.
De plus, le présent système d'imagerie 400 est conçu pour s'adapter non seulement au cas de l'utilisation du code de Golay modifié, mais aussi au cas de
l'utilisation de différents codes et de l'impulsion courte.
Claims (12)
1. Procédé d'imagerie par ultrasons servant à former une image d'un objet à l'aide de signaux réfléchis depuis l'objet, après l'émission d'une impulsion ultrasonore vers l'objet, comprenant les étapes consistant à: (a) émettre un premier ensemble d'impulsions ultrasonores vers l'objet, grâce au fait d'appliquer des tensions, à un ou plusieurs transducteurs (1), en fonction d'un premier code d'une paire de codes de Golay modifiés; (b) effectuer une compression d'impulsions sur un premier ensemble de signaux réfléchis du premier ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies depuis l'objet; (c) émettre un deuxième ensemble d'impulsions ultrasonores vers l'objet, grâce au fait d'appliquer des tensions, auxdits un ou plusieurs transducteurs (1), en fonction d'un deuxième code de la paire de codes de Golay modifiés; (d) effectuer une compression d'impulsions sur un deuxième ensemble de signaux réfléchis du deuxième ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies depuis lI'objet; (e) additionner les signaux à impulsions compressées des premier et deuxième ensembles de signaux réfléchis; (f) produire un signal à réception focalisée à l'aide du signal additionné pour former l'image de l'objet; et
(g) afficher l'image.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les codes de Golay modifiés sont
produits par application d'une fenêtre bi-phase sur les codes de Golay.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la fenêtre bi-phase est une fenêtre rectangulaire bi-phase, une fenêtre de Hamming bi-phase, une fenêtre de
Hanning bi-phase, ou bien une fenêtre de Bartlett bi-phase.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b) comprend l'opération qui consiste à calculer une convolution du premier ensemble de signaux réfléchis et du premier code de Golay modifié, et l'étape (d) comprend l'opération qui consiste à calculer une convolution de l'ensemble de deuxièmes signaux réfléchis
et du deuxième code de Golay modifié.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (b) comprend l'opération qui consiste à calculer l'auto-corrélation du premier ensemble de signaux
réfléchis, et l'étape (d) comprend l'opération qui consiste à calculer l'auto-
corrélation du deuxième ensemble de signaux réfléchis.
6. Appareil d'imagerie par ultrasons (400) servant à former une image d'un objet à l'aide de signaux reçus, réfléchis depuis l'objet, après l'émission d'une impulsion ultrasonore vers l'objet, comprenant: des moyens (12) destinés à appliquer des tensions, à un ou plusieurs transducteurs (1), en fonction d'un premier code d'une paire de codes de Golay modifiés, pendant un premier laps de temps, et appliquer les tensions, auxdits un ou plusieurs transducteurs (1), en fonction d'un deuxième code de la paire de codes de Golay modifiés, pendant un deuxième laps de temps; des moyens (31) destinés à recevoir, après le premier laps de temps, un premier ensemble de signaux réfléchis du premier ensemble d'impulsions ultrasonores réfléchies sur l'objet, et recevoir, après le deuxième laps de temps, un deuxième ensemble de signaux réfléchis des impulsions ultrasonores réfléchies sur l'objet; des moyens (34) destinés à effectuer une compression d'impulsions sur les premier et deuxième ensembles de signaux réfléchis pour produire des premier et deuxième signaux à impulsions compressées, et additionner les premier et deuxième signaux à impulsions compressées; des moyens (37) destinés à produire un signal à réception focalisée à l'aide du signal additionné; et des moyens destinés à afficher une image en fonction du signal à réception
focalisée, après traitement du signal.
7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel les codes de Golay modifiés sont
produits par application d'une fenêtre bi-phase sur les codes de Golay.
8. Appareil selon la revendication 6, dans lequel la fenêtre bi-phase est une fenêtre rectangulaire bi-phase, une fenêtre de Hamming bi-phase, une fenêtre de
Hanning bi-phase, ou bien une fenêtre de Bartlett bi-phase.
9. Appareil selon la revendication 6, dans lequel les moyens (34) effectuant la compression d'impulsions comprennent un corrélateur (34c) servant à obtenir des
auto-corrélations pour chacun des signaux réfléchis.
10. Appareil selon la revendication 9, dans lequel les moyens (34) effectuant la lo compression d'impulsions comprennent également une mémoire (34a) pour mémoriser temporairement l'auto-corrélation du premier ensemble de signaux réfléchis.
11. Appareil selon la revendication 6, dans lequel les moyens (34) effectuant la compression d'impulsions comprennent également une mémoire (34b) pour
mémoriser les premier et deuxième ensembles de signaux réfléchis.
12. Appareil selon la revendication 6, dans lequel les moyens (34) effectuant la compression d'impulsions comprennent: des moyens pour calculer une convolution du premier ensemble de signaux réfléchis et du premier code de Golay modifié; et des moyens pour calculer une convolution du deuxième ensemble de signaux
2 5 réfléchis et du deuxième code de Golay modifié.
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| DING Z X ET AL: "A NEW GOLAY CODE SYSTEM FOR ULTRASONIC PULSE ECHO MEASUREMENTS", MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, IOP PUBLISHING, BRISTOL, GB, vol. 1, no. 2, 1 February 1990 (1990-02-01), pages 158 - 165, XP000095923, ISSN: 0957-0233 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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