EP1538987B1

Device and method for measuring elasticity of a human or animal organ and for two- or three-dimensional representation thereof

Abstract

A device for measuring elasticity of a human or animal organ, or viscoelastic environments presenting an ultrasonic signal after ultrasonic illumination and consecutively establishing a representation in two or three dimensions of the elasticity, including at least one ultrasonic bar including a plurality of transducers, an excitor that generates and delivers a low-frequency, direct or indirect applied force, a receiver that acquires ultrasonic signals, a controller that commands and processes data, and a scanner that carries out scanning with the bar in one dimension (1D) or in two dimensions (2D) in two perpendicular directions, respectively, to obtain a representation of the measure of the elasticity in two (2D) or three dimensions (3D).

EP1538987B1, drawing sheet 1
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Expired 2 September 2023, 3.1 years ago.

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25 claims: 3 independent, 22 dependent

  1. 1
    Dispositif pour la mesure de l'élasticité d'un organe humain ou animal, en particulier d'un sein, présentant un signal ultrasonore après illumination ultrasonore et l'établissement consécutif d'une image à deux dimensions de l'élasticité, comprenant au moins une barrette ultrasonore (1) comprenant une pluralité de transducteurs (12), un moyen d'excitation générant une excitation basse fréquence comprise entre 5 Hz et 1000 Hz, un moyen de balayage pour effectuer un balayage de la barrette (1), un moyen d'acquisition de signaux ultrasonores, un moyen de commande et de traitement de données, ledit moyen de commande et de traitement des données déterminant la vitesse des tissus biologiques dans le plan de l'image en utilisant les signaux ultrasonores en des points situés de part et d'autre du plan de l'image.
  2. 2
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de balayage pour focaliser le faisceau ultrasonore de ladite barrette ultrasonore (1) de part et d'autre du plan de l'image selon un des procédés suivants :- un déplacement mécanique de ladite barrette ultrasonore (1) selon une direction perpendiculaire au plan de l'image ;- un déplacement mécanique de ladite barrette ultrasonore (1) et un déplacement mécanique d'une barrette ultrasonore additionnelle (6), ledit dispositif (1) comportant ladite barrette ultrasonore additionnelle (6) ;- une modification électronique de la focalisation de ladite barrette ultrasonore (1).
  3. 3
    Dispositif selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu' une pluralité d'images sont combinées de façon à obtenir une représentation à trois dimensions de l'élasticité.
  4. 4
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'excitation consiste en une vibration mécanique, qui pourra être transversale, longitudinale ou plus généralement un mélange des deux.
  5. 5
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'excitation consiste en une palpation à distance en utilisant la pression de radiation, soit avec le (s) transducteur (s) (12) utilisé (s) pour l'acquisition des signaux ultrasonores soit un ou plusieurs transducteurs disposés autour du milieu viscoélastique.
  6. 6
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'excitation consiste en des mouvements internes du corps humain ou animal, tels que par exemple les battements cardiaques.
  7. 7
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'excitation consiste en un ou plusieurs transducteurs d'hyperthermie, soit avec le (s) transducteur (s) utilisé (s) pour l'acquisition des signaux ultrasonores soit un ou plusieurs transducteurs disposés autour du milieu viscoélastique.
  8. 8
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barrette ultrasonore est un transducteur étoilé (12) permettant de focaliser en une pluralité de différents points d'élévation.
  9. 9
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace existant entre la barrette ultrasonore (1) et le susdit milieu viscoélastique est constitué au moins en partie par de l'eau ou tout autre élément apte à assurer le libre passage des ondes ultrasonores.
  10. 10
    Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vibration mécanique est obtenue ou réalisée grâce à une ou plusieurs plaques vibrantes (20), piston (s) et/ou barre (s).
  11. 11
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'acquisition comprend des émetteurs et des récepteurs ultrasonores, des convertisseurs numérique-analogique (CNA) et analogique-numérique (CAN), des mémoires, des lignes de transmission numérique et analogique.
  12. 12
    Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les émetteurs et les récepteurs ultrasonores sont disposés à proximité de la susdite barrette ultrasonore, soit typiquement une distance inférieure à 50 centimètres.
  13. 13
    Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les convertisseurs numérique-analogique (CNA) et analogique-numérique (CAN) sont situés à proximité de la susdite barrette ultrasonore, soit une distance inférieure à 50 centimètres.
  14. 14
    Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ensemble constitué des transducteurs ultrasonores et de leur électronique embarquée est relié au moyen de commande et de traitement par une liaison numérique à très haute vitesse, par exemple de type LVDS.
  15. 15
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend trois barrettes (16, 17,18) aptes respectivement à mesurer les vitesses tissulaires suivant les directions y, x et z.
  16. 16
    Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux barrettes (1 et 6) sont immergées dans un récipient hermétique (26) rempli d'un liquide, par exemple de l'eau.
  17. 17
    Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le récipient hermétique (26) est relié à un moyen de rotation apte à faire tourner ledit récipient (26).
  18. 18
    Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le récipient hermétique (26) comprend une pluralité d'orifices dans lesquels sont introduits respectivement un vibreur mécanique (25) et/ou un transducteur ultrasonore.
  19. 19
    Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les orifices sur ou dans le boîtier hermétique (26) sont situés à 90° (degrés) les uns des autres ou l'un de l'autre.
  20. 20
    Procédé pour la mesure de l'élasticité d'un organe humain ou animal, en particulier d'un sein, en utilisant un dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, ledit procédé comportant les étapes suivantes :- génération d'une sollicitation, ou signal, basse fréquence comprise entre 5 Hz et 1000 Hz et acquisition de signaux ultrasonores, - déplacements de la barrette grâce au moyen de balayage, suivant deux directions perpendiculaires, - calcul des images ultrasonores, - calcul des vitesses tissulaires, - inversion des données consistant à récupérer les paramètres qui décrivent ledit milieu viscoélastique.
  21. 21
    Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu' il comprend en outre une étape de calcul des vitesses de déformation tissulaire.
  22. 22
    Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu' au cours de l'étape de-calcul des vitesses tissulaires, les dérivées seconde de la composante longitudinale de ladite vitesse suivant les trois directions orthogonales de l'espace sont mesurées.
  23. 23
    Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu' au cours de l'étape de calcul des vitesses tissulaires, les dérivées spatiales des trois composantes, suivant les trois directions de l'espace, de ladite vitesse sont mesurées.
  24. 24
    Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'acquisition de signaux ultrasonores s'effectue en émettant, avec les transducteurs ultrasonores (12) une impulsion qui est réfléchie par les particules contenues dans le milieu viscoélastique.
  25. 25
    Procédé selon les revendications 20 et 24, caractérisé en ce que l'acquisition de signaux ultrasonores est réalisée à une cadence 1/T, typiquement comprise entre 100 Hz et 100 000 Hz, T étant la période entre deux émissions ultrasonores.
Independent claims25