Généralités. Plan Généralités ECHOGRAPHE CAPTEUR. Historique. Historique. Echographe. Généralités. Capteur. Transport. Traitement du signal.

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1 ECHOGRAPHE ET CAPTEUR D.I.U. d Echocardiographie module 1 Plan Généralités Généralités Historique Capteur Echographe Traitement du signal Stockage Transport the blue goose 1970 Généralités Historique 180 cm

2 Généralités Structure de l échographe capteur amplification CAD traitement numérique ECHOGRAPHE stockage vidéo Capteur but : interrogation de l espace moyen : effet piezo électrique Généralités Objectifs de l échographe reconstitution de la topographie anatomique par interrogation de l espace. principe : interrogation mode impulsionnel caractérisation de l espace en échelle de gris INTERROGATION : Capteur CARACTERISATION : Chaîne de traitement Capteur structure : Mono-élément

3 Capteur structure : Multi-élément résolution latérale résolution axiale résolution azimutale Capteur caractéristiques : résolution fréquence (variable) puissance à l émission (variable) focale (variable) type de balayage mode de balayage, angle, profondeur (variable) résolution latérale surface active de l ensemble des éléments espace inter-éléments fréquence + + faisceau US : 3 dimensions vraies en pratique, 2 dimensions résolution axiale + +

4 résolution axiale fréquence du capteur f élevée f basse résolution optimisée incidence orthogonale fréquence correctement choisie focalisation convenablement ajustée Fréquence : mono fréquence : Emission d un spectre centrée sur une fréquence unique Réception à la même fréquence a a! spectre modifié Fe f Fr f résolution azimutale hauteur ou diamètre des éléments choix des constructeurs + + Fréquence : mono fréquence fréquence profondeur 2,5 MHz 24 cm 3,5 MHz 16 cm 5,0 MHz 12 cm 7,5 MHz 8 cm! atténuation fonction de la fréquence

5 Fréquence : mono fréquence résolution fréquence profondeur axiale lat 2,5 MHz 24 cm 2,2 mm 3,0 mm 3,5 MHz 16 cm 1,6 mm 2,2 mm 5,0 MHz 12 cm 1,0 mm 1,3 mm 7,5 MHz 8 cm 0,7 mm 0,9 mm Fréquence : multi fréquence (large bande) possibilité de filtre de fréquence (harmonique) émission large bande ou centrée réception monofréquence a E R f Fréquence : multi fréquence (large bande) émission spectre large centrée sur une fréquence modifiable - manuellement a - automatiquement f Puissance à l émission : définition : puissance électrique variable fournie au piezo, directement transmise à l onde ultrasonore. expression en %, parfois db et non en Watt à régler en fonction de la fenêtre US en évitant la saturation contrôle objectivé par Index Mécanique Fréquence : multi fréquence (large bande) émission spectre large centrée sur une fréquence modifiable réception étendue a f forme naturelle faisceau US émetteur piezo angle et distance Ln : - longueur d onde - diam. émetteur zone de Fresnel z. de Fraunhoffer

6 Ln = r² x F 1,25 MHz sin / r x F r 3 MHz 5 MHz Ln F : Ln r : Ln focale optique : émetteur piezo lentille de Fresnel zone de Fresnel z. de Fraunhoffer forme naturelle faisceau US diminution de la résolution latérale forme naturelle faisceau US diminution de la résolution latérale nécessité d une correction par focalisation mécanique ou optique électronique focale électronique front d onde f.o. impulsions électriques onde résultante piezo

7 focale électronique décalage de phase : f.o. convergent impulsions électriques décalées dans le temps piezo Mode de balayage : balayage linéaire déplacement association rotation + miroir parabolique balayage sectoriel balayage en arc onde focalisée résultante focale électronique décalage de phase : conséquence A B formateur de faisceau piezo points de focalisation mécanique cristal oscillant paramètre accessible indispensable dans l optimisation des images doit être centrée sur la structure à analyser permet d accroître la résolution latérale mécanique cristal oscillant cristaux rotatifs

8 électronique décalage de phase f.o. impulsions électriques piezo paramètres accessibles angle du secteur profondeur du secteur cadence image (Hz) (-) (-) onde résultante électronique décalage de phase A ligne de focalisation B formateur de faisceau piezo C paramètres accessibles angle du secteur profondeur du secteur cadence image (Hz) (-) (-) EN PRATIQUE : - début d examen => vision globale csq : CI faible (30-40 Hz) moins de détails sur éléments mobiles - approfondissement => vision localisée csq : CI (60 Hz) détails dynamiques électronique décalage de phase profondeur angle formateur de faisceau piezo autre paramètre PRF = Pulse repetition frequency (répétition des tirs) liée à la profondeur p = 15 cm, tps AR = 200 sec => 5000 Hz p = 7,5 cm, tps AR = 100 sec => Hz PRF => Nb de ligne/sec

9 en résumé, Profondeur de champs PRF PRF Nombre de lignes / sec Cadence Image Nombre de lignes / image Angle Densité de ligne / image QUALITE D IMAGE Capteur : pratique Réglages (à faire) Fréquence Puissance Focale Contrôles écran (à vérifier) IDEM + Conséquences (à se rappeler) Rés. Spatiale Rés. Temp. Profondeur Cadence Image Largeur Index mécanique Nouveaux capteurs décalage de phase par microprocesseur numérisation du signal multiplication et miniaturisation des éléments utilisation de la phase du signal clavier amplification stockage CAD traitement numérique vidéo ECHOGRAPHE Nouveaux capteurs sonde matricielle Chaîne d amplification signal d entrée : signal radio fréquence RF

10 Chaîne d amplification compression log : signal RF en signal vidéo signal vidéo en différencié intérêt : variation des gains --> amplitude et non sur distance entre les échos Chaîne d amplification gamme dynamique Chaîne d amplification signal différencié Chaîne d amplification Gain global : amplification de tous les signaux temps compensation ou longitudinal : fonction de la profondeur latéral Chaîne d amplification filtre de réjection Convertisseur Analogique Digital Signal analogique ultrasonore Signal numérique ultrasonore

11 Signal Analogique et Numérique signal analogique : variation temporelle continue d un paramètre, souvent une amplitude électrique amplitude temps signal numérique : codage binaire de ce paramètre Traitement numérique = post traitement filtres : réduction de bruit détection numérique de contours lissage... Signal Analogique et Numérique CAD : convertisseur analogique digital échantillonnage : découpage du paramètre analogique amplitude temps condition : fréquence d échantillonnage > 2 fois fréquence du signal (Nyquist) sinon repliement spectral codage numérique : quantification Traitement numérique = post traitement courbe de transposition d échelle de gris : look up table Traitement numérique = post traitement moyenne d images soustraction colorisation

12 Affichage convertisseur vidéo moniteur vidéo Transport réseau interne : Intranet Echographe 1 Echographe 2 Station de travail PC Echographe 3 réseau externe : Internet format : DICOM 3 Affichage convertisseur vidéo moniteur vidéo Stockage vidéo SVHS numérique : disque optique laser CDRom, DVD, DAT Conclusion : Importance des réglages choix de sonde (fréquence) puissance à l émission, focale angle, profondeur cadence image gain global et profondeur filtres Possibilité de pré-réglages Affichage convertisseur vidéo moniteur vidéo Stockage vidéo SVHS numérique : disque optique laser CDRom, DVD, DAT Impression analogique numérique