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WO2024115824A1 - Sonde échographique polyvalente à transducteur mut à balayage mécanique - Google Patents

Sonde échographique polyvalente à transducteur mut à balayage mécanique Download PDF

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Publication number
WO2024115824A1
WO2024115824A1 PCT/FR2023/000183 FR2023000183W WO2024115824A1 WO 2024115824 A1 WO2024115824 A1 WO 2024115824A1 FR 2023000183 W FR2023000183 W FR 2023000183W WO 2024115824 A1 WO2024115824 A1 WO 2024115824A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
probe
transducer
mut
acoustic window
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2023/000183
Other languages
English (en)
Inventor
Benoit Vincent
Jerome Dubois
Bruno CARRE-PIERRAT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Echopen Factory
Original Assignee
Echopen Factory
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Echopen Factory filed Critical Echopen Factory
Priority to EP23833508.7A priority Critical patent/EP4626325A1/fr
Publication of WO2024115824A1 publication Critical patent/WO2024115824A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4472—Wireless probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4272—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
    • A61B8/4281—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue characterised by sound-transmitting media or devices for coupling the transducer to the tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4461—Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe
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    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • A61B8/4488—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer the transducer being a phased array

Definitions

  • the invention relates to the field of ultrasound probes, exocavity, 2D, versatile (that is to say suitable for different uses, in different ways, and in different contexts), possibly single-head possibly inseparable, multi-frequency, sectoral . It relates more particularly to the head of such probes. Its subject is such a probe, a versatile ultrasound system comprising such a probe and a front element of a housing of such a probe.
  • Ultrasound is a technique for non-invasive medical examination of an internal anatomical structure located in a part of the body of a subject by imaging, based on the use of ultrasound, using an ultrasound machine. , comprising a movable probe and complementary operating means (analog and digital electronics, signal processing, power supply, control, visualization and image processing, recording, communication, computer processing, etc.).
  • a movable probe and complementary operating means analog and digital electronics, signal processing, power supply, control, visualization and image processing, recording, communication, computer processing, etc.
  • the front part of the probe forms a probe head whose free end front part forms a probe nose.
  • the probe includes a housing.
  • the front part of the housing forms a front housing element whose free end front part forms an apex of the housing.
  • the case also includes a handle part located at the back of the head. “Forward” describes what is directed towards the body when the probe is in operation and “rear” describes what is directed away from the body.
  • the probe also includes, in particular, transmitter means ultrasonic line receiver (ultrasonic transducer). Such an ultrasonic transducer is characterized in particular by its very nature and its operating frequency.
  • probes There are several types of probes. There are several types of probes. There are several types of probes. Probe for ultrasound use, or for industrial use. Probe for exocavitary use, or endocavitary probe. 2D or 3D probe (e.g. W02005032351). Probe in mode B, or other mode. Probe with several operating frequencies to choose from, or probe limited to a single frequency. Multi-focal probe, or single-focal probe. Sectoral probe (the ultrasonic lines being divergent and allowing a disk sector to be explored), or linear probe for example.
  • Probe comprising a transducer having a single transduction element (single-element transducer), typically made of piezoelectric material, or probe comprising a transducer having several elements associated with each other (multi-element transducer).
  • Probe in which the transducer is held fixed, or probe in which the transducer is moved using mechanical scanning, either oscillating back and forth or continuous in the same direction, or probe in which the transducer is moved using electronic scanning.
  • Probe having a plurality of transducers associated with the same active head, or probe requiring two active heads at both front and rear ends of the housing. Probe whose head is inseparable from the handle, or probe whose head must be separated from the handle in order to be able to change the head and use a different transducer.
  • the single transducer element of the probe comprises a network of a large number of individual elementary cells each having a transduction function and having its own electrodes.
  • These individual elementary cells are similar to each other, arranged adjacently and electronically connected to each other by electronic connection means.
  • These individual elementary cells are designed and arranged so that they can each be controlled (and therefore activated) independently of each other by suitable electronic control means, responsive to a command from an operator. Or, they are groups of individual elementary cells that are excited separately. This management makes it possible to act notably on the shape, the direction, the background frequency formed by the cells and the scanning.
  • Individual elementary cells are organized in a linear, annular, circular, or matrix fashion.
  • phased-array This concept of transducer is known to those skilled in the art under the name “phased-array”, which could be translated as “phased array” (eg FR2570837, EP 3865072).
  • phased array eg FR2570837, EP 3865072.
  • MUT transducers Such a single transducer element MUT comprises, as previously, a network of a large number of individual elementary cells MUT which together form the single transducer element.
  • the individual MUT elementary cells include in particular a substrate, a deformable membrane, a cavity between the membrane and the substrate, and electrodes.
  • the individual MUT elementary cells are connected by electronic connection means. Suitable electronic control means are associated with individual MUT elementary cells.
  • Individual MUT unit cells may have round, rectangular, hexagonal or other peripheral shapes.
  • MUT There are two main types of MUT which differ in the transduction mechanism: capacitive electrostatic effect for the CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer), and piezoelectric effect for the PMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer).
  • capacitive electrostatic effect for the CMUT Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer
  • piezoelectric effect for the PMUT Pielectric Micromachined Ultrasonic Transducer
  • MUT transducer must be understood as designating, by ellipse “MUT transducer element”, a single MUT transducer element comprising, as has been explained, a network of a large number of MUT elementary cells, the MUT being a CMUT or a PMUT.
  • MUT transducer is known to those skilled in the art (eg article entitled “An ultrasonic transducer for high resolution imaging” whose authors are Mr. Alexandre Robichaud, Mr. Paul-Vahe Cicek, Mr. Dominic Deslanders and Mr.
  • US 4515017 describes a sectoral probe comprising a single piezoelectric transducer (with a single operating frequency), mounted oscillating back and forth following a certain scanning angle, thanks to a brushless three-phase direct current motor controlled by a motor controller.
  • EP 0098202 describes a probe of the same type.
  • US 4773268 describes a probe having several distinct ultrasonic transducers, oscillatingly mounted on a rotating drum ensuring in turn pivoting and scanning. In these embodiments, the transducer is of the classic piezoelectric type. The transducer is mobile with scanning and its scanning is mechanical.
  • US 2022/240893 describes an ultrasonic probe comprising a housing on which are positioned and fixed, by appropriate structures, a network of transducers and an acoustic window placed on the network of transducers directly or indirectly (adhesive) in contact with the transmission side of the transducer array.
  • the transducer array may include any number of transducer elements which may be arranged in any configuration, such as a linear array, a planar array, a curved array, a curvilinear array, a circumferential array, an annular array, a phased array, a matrix array, a one-dimensional array, a two-dimensional (2D) array.
  • the transducer elements may be piezoelectric elements, piezoelectric micro-machined ultrasonic transducer (PMUT) elements, capacitive micro-machined ultrasonic transducer (CMUT) elements.
  • the transducer is of the phased-array type. This transducer is fixed and its scanning is electronic.
  • US 4155259 describes a probe which comprises a network of transducers with the same predetermined resonance frequency, typically between 2.0 MHz and 5.0 MHz. The frequency is related to the depth of penetration and reflection of ultrasound from the targets of the part of the body being investigated and into which ultrasound is directed by the transducer array.
  • This array of transducers comprises a plurality of annular transducers of successively larger radii arranged concentrically around a central axis of the array.
  • Focusing means may be provided, such as an acoustic lens.
  • a plurality of preamplifiers are provided, each connected between a respective transducer and a respective pair of signal processing channels for providing echo signals. Dynamic focusing is provided by coherent demodulation of the echo signals generated in the annular transducers. Coherent demodulation is maintained when the distance echo reception increases. The system offers focusing and therefore improved lateral resolution over a considerably extended useful range.
  • WO 2005032351A2 relates to 3D imaging using capacitive microfabricated ultrasonic transducers (CMUT). 2D scanning is electronic and it is envisaged that elevation scanning, for 3D, is also electronic scanning.
  • CMUT capacitive microfabricated ultrasonic transducers
  • the operator determines an appropriate region of the skin of the body (by ellipse appropriate region of the skin) which is a limited defined surface of the skin of the body of the subject on which the probe can be brought into contact, oriented, and pressed if necessary, for the desired examination, and this via a “skin contact zone” of the exterior face of the probe including the acoustic window.
  • An acoustic gel is placed on the appropriate region of the skin.
  • the operator grasps the probe by its housing and moves it so as to bring the skin contact zone of the probe into contact with the appropriate region of the skin.
  • the transducer is implemented and the ultrasonic exploration lines make it possible to explore the part of the body where the organ is located and to examine the organ.
  • the operator can move the probe in relation to the body, in order to orient it differently and, if necessary, push it into the body by pushing the housing forward.
  • the other means of the probe and the complementary means of the ultrasound machine are also used to ultimately produce images of the organ examined.
  • the probe housings have an oblong exterior shape which in its entirety is extended in a rectilinear rear-front axis of extension. However, it is possible for the housing to extend along two perpendicular axes, giving the probe an L shape, with the head on one side and the handle on the other (e.g. US 4149419 and US 4269066).
  • EP 3705050 describes an arrangement with a probe and a smartphone having a software application. An electrical conductor is provided coming out of the rear section of the case, this arrangement being classic.
  • acoustic windows rigid (e.g. US 4612809) or deformable (e.g. FR 2773460), flat (e.g. EP 0045265) or curved (e.g. US 4773268), in particular of hemispherical shape (e.g. e.g. US 4269066, US 4567895), or even combining curved shapes and straight shapes, (e.g. US 2022240893).
  • the nose of the probe and the apex of the housing must be shaped and arranged depending in particular on the transducers and the acoustic window.
  • Nose or apex of hemispherical shape eg US 4515017, US 4269066, US 4567895
  • frustoconical eg US 4612809, EP 0045265,
  • imitation truncated pyramid with rectangular base eg US 2022240893
  • Nose or apex having a sort of rounding forming ridges at the periphery eg US 2022240893, CN 213097979U, EP 3865072.
  • Nose or apex whose transverse end is limited to the acoustic window (eg US 2022240893, EP 3865072) or on the contrary includes an surround around the acoustic window (eg WO 9935969).
  • Nose or apex with simple curvature (eg EP 3865072, EP 3884872).
  • the nose of the probe and the apex of the housing must be shaped and arranged so as to be able to be brought into contact with the desired exocavitary region of the skin of the body, as well as moved and oriented according to needs and, where appropriate. where appropriate, even somewhat buried in the body, while remaining operational and without generating excessive pain in the subject examined.
  • the question then arises of how to conform and arrange the nose of the probe and the apex of the housing (including the acoustic window) to satisfy the previous conditions, when the probe is not of specific and limited use, but at The opposite is versatile.
  • the ultrasound machine typically includes a trolley on wheels connected to the probe by cables, which is bulky and heavy.
  • portable ultrasound machines like laptop computers.
  • lighter ultrasound machines in which the probe is associated with a smart mobile telephone that is to say a portable digital device capable of executing a programmed application suitable for to the execution of certain functionalities, which perhaps not only a mobile phone but also a tablet or other (e.g. WO 2009149499, US 2003097071).
  • multipurpose a probe or an ultrasound machine including a probe, which, intrinsically, of construction, and without the need to carry out one or more dismantling, adaptations, adjustments, is suitable for different uses, of different ways, and in different contexts, i.e. is not specific and limited, for example not limited to a particular examination of a particular part of the body.
  • a probe or an ultrasound machine including a probe given, making it possible to carry out different examinations and concern different organs, at different depths and an application of the probe on different regions of the skin of the subject's body, by means of movements, different orientations, and, where applicable, a certain depression in the body.
  • Is versatile which can be used in a sedentary or nomadic way: in a medical center, in a practitioner's office, at a patient's home, or in any other non-medical place (eg the street, a public space, a means of transportation, etc.).
  • Is versatile which can be implemented both in a planned and organized (such as in a medical center), or in any other way (eg emergency situation, in the event of a disaster or gathering, etc.).
  • Is versatile which concerns an initial diagnostic orientation or a routine examination.
  • Is versatile which is for resident use or is easily transportable for nomadic use.
  • a condition of the versatility of the probe - and of the ultrasound machine - is that it can operate with transducers having different frequencies, adapted to the organ to be examined (as taught in particular by US 4773268 and FR 2943796) .
  • probes with two front and rear active heads have been proposed (e.g. CN 21913238, WO 2022068095) and probes whose head is separable from the handle (e.g. FR2943796).
  • Multi-frequency, sectoral probes have also been proposed, comprising on the same head several ultrasonic transducers subject to oscillating mechanical scanning (e.g. US 4773268).
  • WO 2017/165425 relates to a portable, inexpensive, compact ultrasound system capable of providing automated analysis of breast tissue, in order to allow regular monitoring for early detection of cancer. It is therefore a specific system and not versatile. It includes a rigid or flexible housing to facilitate maintaining compliance with a user while moving, the system being used while the user is in motion, a scanner assembly with any one or more transducer elements and two actuators, so as to be able to pivot around a first axis and around a second axis, the two axes being different, in order to scan a conical or frustoconical volume. This arrangement aims to enable automated scanning of breast tissue.
  • the second pivot axis can be a longitudinal axis of the housing.
  • the second pivot axis and the first pivot axis may have any suitable relationship that provides a desired scan path.
  • the second axis may be arranged relative to the transducer such that pivoting the transducer about the second axis causes it to scan a region such as an annular region, a disk-shaped or spheroidal region.
  • the first pivot axis is inclined relative to the second pivot axis, and oriented such that the transducer is approximately perpendicular to the tissue being scanned at all times.
  • the first and second axes may be offset and parallel or substantially parallel.
  • the system also includes a rigid or flexible window, which can be configured to conform to a region of the user's body during operation.
  • the system also includes a positioning part incorporated or interfaced with the window, to ensure reliable and reproducible positioning of the scanner assembly relative to the user's body, for example a piece of clothing, such as a bra.
  • the system produces reproducible ultrasound scans of breast tissue. To this end, it includes a positioning accessory for fixing the ultrasound scanner relative to the breast tissue in a reproducible position and/or pressure.
  • the scanning transducer was scanned along 60 concentric paths with 256 detection points on each to simulate a physical 2D ultrasonic transducer array of 60 x 256 elements.
  • 3D pulse echo ultrasound imaging of two silicon disks immersed in water as the imaging target was successfully carried out. This transducer does not require complex and expensive multi-channel data acquisition electronics.
  • the probe in addition to being versatile, to be light and as compact as possible.
  • the probe for the same purpose, there is a need to have a versatile exocavity probe which provides good image quality, in particular avoiding or reducing negative effects such as acoustic attenuation, echoes, reverberations, and other artifacts. Imaging can bias the information sought by ultrasound and make it impossible to interpret the images obtained or cause errors.
  • the invention relates to an exocavitary ultrasound probe for examining an organ of a subject located in a part of the subject's body at a certain depth and 'a certain width, having a frame of reference with three axes/directions: rear-front axis, right-left direction and down-top direction and a frame of reference with three planes: cut-scan plane, contact plane and sagittal plane, the probe having a probe head including a terminal nose and being such that:
  • a housing comprises a front element including a terminal apex incorporating an acoustic window, and a wet compartment filled with an acoustic coupling liquid, in which the MUT transducer is located,
  • the MUT transducer with which pulse excitation means are associated to ensure an ultrasound, carried by and housed in the housing, so that it can be moved by motor/drive means housed in the housing,
  • the MUT transducer is spaced behind the interior face of the acoustic window so as not to interfere with it.
  • This ultrasound probe is such that:
  • the MUT transducer is unique, - the single MUT transducer is pivoted around a low-high direction beat axis, so that it can be moved in the cutting-scanning plane, the scanning of the MUT transducer being only in the cutting-scanning plane scanning and only mechanical,
  • the motor/drive means comprise a single motor, in particular a stepper motor or a brushless motor,
  • the motor/drive means are capable of subjecting the MUT transducer to a mechanical sweep oscillating only in the cutting-scanning plane, over a sweeping stroke,
  • the motor/drive means and the MUT transducer are arranged and controlled to be able to operate with several different scanning strokes, discretely or continuously,
  • the probe has a part forming an ergonomically shaped handle by means of which it can be moved, the housing being able to be grasped by the operator's hand and moved,
  • the thickness of the acoustic window is determined so as to be sufficiently rigid so as not to be deformed when it is in contact with the appropriate region of the skin, depressed if necessary,
  • the exterior face of the acoustic window has, in the cut-scan plane, a curved arcuate profile, symmetrical with respect to rear-front axis, and comprising a median curved section and, on either side and tangentially adjacent , two curved collateral sections adjacent tangentially to the peripheral side wall of the housing, the probe being versatile, suitable for different examinations, different organs, different depths and application of the probe to different regions of the skin of the subject's body , through movements, different orientations, and, where appropriate, a certain depth into the body.
  • Tunic transducer MUT is without electronic scanning, Tunic transducer MUT being devoid of electronic scanning means in the cutting-scanning plane or comprising electronic scanning means inactive in the cutting-scanning plane when the probe is in operation.
  • the MUT transducer is of the wide bandwidth type, and/or is arranged and controlled to be able to operate with several different focal lengths, discretely or continuously, in particular between 10 mm and 250 mm.
  • the motor/drive means and the MUT transducer are arranged and controlled to be able to operate with several different scanning strokes, discretely or continuously, in particular between 30° and 120°.
  • the frequency, the focal length and the scanning stroke are controlled from the value of the depth and/or the width of the part of the body and the organ to be examined.
  • the probe comprises a single acoustic window, the dimension of which in the right-left direction in the scanning plane is greater than its dimension in the bottom-top direction.
  • the dimension of the window in the right-left direction in the scanning plane is chosen so as to be suitable for the passage of the ultrasonic lines of the MUT transducer having the greatest investigation range.
  • the apex and the acoustic window are doubly curved, in the right-left direction and in the down-up direction.
  • the overall dimension of the head in the right-left direction is greater than its overall dimension in the bottom-top direction
  • the overall dimension of the head in the rear-front direction is close to its overall dimension in the bottom-top direction.
  • the acoustic window is made of a material chosen to have an acoustic impedance close to that of water, in particular polymethylpentene, the acoustic coupling liquid is chosen to have an acoustic impedance close to that of the water, in particular mono-propylene glycol, the thickness of the acoustic window is determined so that the acoustic window is sufficiently rigid not to be deformed when it is in contact with the appropriate region of the skin, pressed in the case where applicable, and capable of allowing the passage of ultrasonic lines.
  • the acoustic window has a thickness which, within +/- 10%, is the same over its entire extent, in particular has a thickness of 2.20 mm +/- 20%.
  • the apex wall and the peripheral side wall of the front wall of the housing form a single single-piece, single-material wall, produced by molding, with a smaller thickness for the acoustic window and a thicker thickness. large outside the acoustic window.
  • the exterior face of the apex wall and the peripheral side wall of the front wall of the housing is flat in the sense of being devoid of hollows or pronounced reliefs such as rounded edges forming edges, the exterior face and the interior face of the apex wall being either textured or untextured.
  • the apex wall has a shape resembling that of a torus portion.
  • the acoustic window has an oblong shape projected onto the contact plane, the long side of which is in the sweep-cut plane, in particular an oblong shape with two terminal roundings.
  • the exterior face of the acoustic window has, in the cut-scan plane, a parametric polynomial curve profile, such as a Bézier curve or similar to a Bézier curve.
  • the exterior face of the acoustic window has, in the sweep plane, a curved arcuate profile, symmetrical with respect to the rear-front axis, and comprising a median curved section and, on either side and tangentially adjacent, two collateral curved sections tangentially adjacent to the peripheral side wall of the housing, the radius of curvature in the central zone of the middle section being greater than the radius of curvature in the terminal end zone right or left of each collateral section, the radius of curvature of the median section decreasing from its center, on either side.
  • the center of the radius of curvature in the central zone of the middle section is moved towards the rear of the beat axis of the transducer MUT.
  • the radius of curvature in the central zone of the middle section is between 1.8 times and 2.4 times the radius of curvature in the right or left terminal end zone of each collateral section, and /or the arc length of the middle section is between 2.4 times and 2.9 times the arc length of each collateral section and/or the opening angle of the middle section is equal to ⁇ 10% close to the opening angle of each collateral section, and/or the opening angle of the middle section is between 11° and 13°.
  • the radius of curvature over at least 80% of the arc of the middle section is between 90 mm and 110 mm, in particular equal to 100 mm ⁇ 10%, and/or the length of the arc of the middle section is between 22 mm and 30 mm, more particularly between 24.5 mm and 28.5 mm.
  • the radius of curvature over at least 80% of the arc of each collateral section is between 40 mm and 55 mm, in particular equal to 48 mm ⁇ 10%, and/or the length of the arc of each collateral section is between 8.5 mm and 11.5 mm, more particularly between 9 .5mm and 11mm.
  • the MUT transducer has a circular or square or close to a square shape in elevation, the elementary cells of the transducer being able to be controlled in an annular or matrix manner.
  • the support means of the MUT transducer is a drum
  • the motor/drive means comprise a single motor, in particular a stepper motor or a brushless motor.
  • the probe includes a means for correcting the offset.
  • means capable of varying the mechanical scanning speed are associated with the motor/drive means.
  • the housing comprises a rear housing section having an extreme rear, outer face forming a forward thrust zone of the probe, designed not to include any substantially projecting member, such as typically a permanent connection cable.
  • the invention relates to an ultrasound scanner, comprising a probe as described and complementary operating means, such as analog and digital electronic means, signal processing means, power supply means, control means, image display and processing means, recording means, communication means, computer processing means.
  • the probe is functionally associated and without a connection cable with a portable digital device capable of executing a programmed application suitable for the execution of certain functionalities, such as in particular a mobile phone or a tablet.
  • the subject of the invention is a frontal element of an ultrasound probe housing as previously described, said frontal element corresponding to the head of the probe, said frontal element having a part free extreme front forming an apex corresponding to the nose of the probe and where there are an acoustic window and a skin contact zone of average contact plane, said frontal element being formed by a front wall of a convex housing, comprising an apex wall with a shape resembling that of a torus portion, and a peripheral side wall, said front element having a convex exterior face and a concave interior face, such that:
  • the apex wall and the peripheral side wall form a single single-piece, single-material wall, produced by molding, with a smaller thickness for the acoustic window and a greater thickness outside the acoustic window,
  • the acoustic window has an oblong shape projected onto the contact plane, the long side of which is located in a cut-scan plane in which the firing and exploration lines of the MUT transducer of the probe move,
  • the exterior face of the acoustic window presents, in the cut-scan plane, a parametric polynomial curve profile, like a Bézier curve or similar to a Bézier curve,
  • the exterior face of the acoustic window has, in the cut-scan plane, a curved arc profile, comprising a median curved section and, on either side and tangentially adjacent, two collateral curved sections, the radius of curvature in the central zone of the middle section being greater than the radius of curvature in the terminal end zone of each collateral section, the radius of curvature of the middle section decreasing from its center, on either side.
  • the radius of curvature in the central zone of the middle section is between 1.8 times and 2.4 times the radius of curvature in the right or left terminal end zone of each collateral section, and /or the arc length of the middle section is between 2.4 times and 2.9 times the arc length of each collateral section and/or the opening angle of the middle section is equal to ⁇ 10% close to the opening angle of each collateral section, and/or the opening angle of the middle section is between 11° and 13°.
  • the radius of curvature over at least 80% of the arc of the middle section (30) is between 90 mm and 110 mm, in particular equal to 100 mm ⁇ 10%, and/or the length of the arc of the middle section (30) is between 22 mm and 30 mm, more particularly between 24.5 mm and 28.5 mm.
  • the radius of curvature over at least 80% of the arc of each collateral section (31) is between 40 mm and 55 mm, in particular equal to 48 mm ⁇ 10%, and/or the length of the arc of each collateral section (31) is between 8.5 mm and 11.5 mm, more particularly between 9.5 mm and 11 mm.
  • FIG. 1 is a perspective representation, from the outside, of an embodiment of a probe according to the invention in a situation where it can just be brought into contact with the body of a subject for an ultrasound examination, according to practice the most common.
  • the probe head and its nose are located at the bottom while the rear section of the housing with its extreme rear face is located at the top.
  • This figure shows more particularly the assembled elements of the case, including the front element, a middle section of the case and a rear section of the case with its extreme rear face. It also shows an “on-off” control. It also shows that the probe has a handle portion through which it can be moved on and relative to the subject's body for an ultrasound examination.
  • FIG. 2 is a representation, in a substantially vertical plan, of the probe of fig. 1 laid flat on a substantially horizontal plane.
  • This figure shows a frame of reference with three perpendicular axes/directions and a frame of reference with three perpendicular planes, namely a rear-front axis (arranged in the plane of fig. 2) which is the main extension axis of the probe, a right-left direction (arranged perpendicular to the plane of fig. 2) which is substantially horizontal and perpendicular to the rear-front axis, a low-top direction (arranged in the plane of fig. 2) which is substantially vertical, a plane of sweep cutter (arranged perpendicular to the plane of fig.
  • FIG. 3 is a representation, in perspective and in use, of an ultrasound machine according to the invention, comprising a probe such as that of fig. 1.
  • This figure shows the probe, a mobile phone forming part of the ultrasound machine, the hands of the operating practitioner respectively holding the mobile phone and the probe, by its handle part, the skin of the subject with which is in contact, with a slight depression, the head of the probe. It also shows that the cell phone has a control for the desired setting.
  • Fig-4 shows the probe, a mobile phone forming part of the ultrasound machine, the hands of the operating practitioner respectively holding the mobile phone and the probe, by its handle part, the skin of the subject with which is in contact, with a slight depression, the head of the probe. It also shows that the cell phone has a control for the desired setting.
  • FIG. 4 is an elevation representation of the front housing element (corresponding to the probe head), with the housing apex (corresponding to the probe nose), showing the elevation part of the exterior face of the front wall of housing (apex wall and peripheral side wall). This figure shows the acoustic window and the rear edge of the front enclosure element.
  • FIG. 5 is a side representation of the front housing element of fig. 4, showing the side part of the exterior face of the front wall of the housing (apex wall and peripheral side wall). This figure shows the acoustic window and the rear edge of the front enclosure element.
  • FIG. 6 is a representation, in the forward direction of the probe, of the front housing element of fig. 4 showing the exterior face and the interior face of the front casing wall, the interior face of the apex wall and the peripheral side wall, the acoustic window and the rear edge of the front casing element.
  • FIG. 7 is a representation, in the rear direction of the probe, of the front housing element of fig. 4 showing the exterior face of the front casing wall (apex wall and peripheral side wall), the acoustic window and the rear edge of the front casing element.
  • FIG. 8 is a sectional representation according to the cut-scan plane and the line VIII-VIII of fig. 7, of the front housing element of fig. 4 showing the exterior face and the interior face of the front wall of the housing, namely its apex wall and its peripheral side wall, the acoustic window, the peripheral side wall of the housing, and the rear edge of the element front of the case.
  • FIG. 9 is a partial representation of fig. 8, on a larger scale. This figure illustrates that the acoustic window and the peripheral side wall of the front wall of the housing form a single one-piece wall having a thickness e smaller for the acoustic window and a thickness E greater outside the acoustic window, than the exterior face of the apex wall and the peripheral side wall of the front wall of the housing do not comprise no hollows or pronounced reliefs like rounded edges forming edges, that the interior and exterior faces of the acoustic window are substantially parallel, and that the exterior face of the acoustic window has, in the sweep plane, a curved profile in arc, comprising a median curved section and a collateral curved section tangentially adjacent to the peripheral side wall of the housing, of different radii of curvature.
  • FIG. 10 is a sectional representation along the sagittal plane of the probe and the line X-X of fig. 4, of the front casing element showing the outer face and the inner face of the front casing wall, namely its apex wall and its peripheral side wall, the acoustic window and the rear edge of the element front of the case.
  • FIG. 11 is a schematic representation in section according to the scan-cut plan illustrating the acoustic window, the adjoining parts of the apex of the front wall of the housing, the wet compartment of the probe with its watertight separation wall, filled with an acoustic coupling liquid, a drum with a straight cross section of circular outline, rotatably mounted oscillating around its axis, which is a beating axis (in the plane of fig.l l).
  • the drum carries fixedly on its cylindrical peripheral face, tangentially, the single MUT transducer, subject exclusively to oscillating mechanical scanning. This figure illustrates two possible mechanical sweep strokes of the MUT transducer, a smaller stroke and a larger one, the two sweeps intercepting the acoustic window.
  • FIG. 12 is a schematic representation derived from that of fig. 11 illustrating the beginning of the oscillating mechanical scanning of the MUT transducer, of greater mechanical scanning stroke, for shallow surface examination.
  • FIG. 13 is a schematic representation similar to fig. 12 illustrating F after start of oscillating mechanical scanning.
  • Fig. 14 is a schematic representation similar to fig. 12 illustrating F after start of oscillating mechanical scanning.
  • FIG. 14 is a schematic representation similar to Figs. 12 and 13 illustrating the end of the oscillating mechanical scanning.
  • FIG. 15 is a schematic representation derived from that of fig. 11 illustrating the beginning of the oscillating mechanical scanning of the MUT transducer, of smaller mechanical scanning stroke for a fairly deep examination.
  • FIG. 16 is a schematic representation similar to fig. 15 illustrating the after start of the oscillating mechanical scanning.
  • FIG. 17 is a schematic representation similar to Figs. 15 and 16 illustrating the end of the oscillating mechanical scanning.
  • FIG. 18 is a schematic representation in section along the sagittal plane of the probe illustrating the acoustic window, the adjoining parts of the apex of the front wall of the housing, the rotating cylindrical drum oscillating around its axis - beat axis - (in the plan of fig.18), and the single transducer MUT carried fixedly tangentially on the cylindrical peripheral face of the drum, the single transducer MUT being arranged so as to be subject exclusively to an oscillating mechanical sweep.
  • FIG. 19 is a perspective representation which illustrates the relative movements of translation and rotation of the probe in relation to the body of the subject examined.
  • FIG. 20 is a perspective representation of a single MUT transducer element implemented in the probe of the invention. This figure shows the individual MUT elementary cells, and their arrangement, of the MUT transducer element
  • FIG. 21 is a representation of the MUT transducer face of fig. 20. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
  • a probe 1, according to the invention is a 2D exocavitary ultrasound probe characterized in that it is versatile in the sense previously defined, that is to say suitable for different uses, in different ways, and in different ways. different contexts.
  • the probe 1 comprises, on the one hand, a part forming a head 2 via which it can be made operational for a 2D ultrasound examination, in mode B, and on the other hand, a part forming a handle 3 through which it can be moved.
  • Probe 1 is multi-frequency.
  • Probe 1 is sectoral.
  • the probe 1, and the ultrasound machine which includes it, is intended to carry out a medical examination of an organ OR (e.g. heart, lung, liver, spleen, kidneys, subcutaneous tissues, etc.) of the body CO of a subject (human being or animal), located in a part of the body CO located at a certain depth (depth variable depending on the organs, and which can be between a few millimeters and around twenty centimeters) in relation to the skin PE , and having a certain width, and this by imaging using ultrasound using a transducer.
  • organ OR e.g. heart, lung, liver, spleen, kidneys, subcutaneous tissues, etc.
  • the operator OP determines an appropriate region of the skin of the body RAP (by ellipse appropriate region of the skin) which is a limited defined surface of the skin PE on which the operator OP can then place the probe 1 in contact, orient it, and if necessary push it down moderately somewhat, so as to be able to carry out the desired examination thanks to the part forming a handle 3, associated with the movement of the probe 1 by relation to the body CO of a subject, which contributes to the versatility of the probe 1 especially in the case of a first diagnostic orientation or of nomadic use or in the event of an emergency.
  • the probe 1 is designed so as to be able to be moved on, and in relation to, the skin PE of the body CO thanks to the part forming a handle 3 grasped by the operator OP .
  • Fig. 3 shows a hand of the operator OP manipulating the probe 1 by the handle part 3 and holding the portable digital device 6 by his other hand.
  • the probe 1 comprises a transducer.
  • the transducer of probe 1 is specially chosen to constitute a MUT 4 transducer, in the sense that “MUT transducer” (by ellipsis of “MUT transducer element”), has been previously defined.
  • the probe 1 comprises a single MUT 4 transducer.
  • the probe 1 has a single MUT 4 transducer.
  • Pulse excitation means are associated with the single MUT 4 transducer.
  • the unique MUT 4 transducer has a wide bandwidth.
  • the unique MUT 4 transducer is produced by implementing MEMS (Micro Electro Mechanical System) micro-manufacturing techniques.
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the single transducer MUT 4 comprises an array of a large number of individual elementary cells MUT 4i each having a transduction function and having its own electrodes, which together form the single transducer element 4 (fig. 11 - 21).
  • the MUT transducer has a circular or square or close to a square shape in elevation, the elementary cells of the transducer being able to be controlled in an annular or matrix manner.
  • the individual MUT 4i elementary cells are similar to each other, arranged adjacently and electronically connected to each other by electronic connection means.
  • the individual MUT 4i elementary cells can have round or hexagonal peripheral shapes, or where technically possible, other but functionally equivalent shapes.
  • the individual elementary cells MUT 4i are organized so that the single transducer element MUT 4 has a circular disk shape, the individual elementary cells MUT 4i being arranged in concentric rings.
  • the individual MUT 4i elementary cells can be organized in a manner other than annular, but functionally equivalent. For example, a square or close to a square shape, the individual MUT 4i elementary cells can be controlled in an annular or matrix manner.
  • the individual MUT 4i elementary cells are designed and arranged so that they can each be controlled (and therefore adjusted and activated) independently of each other by suitable electronic control means, responsive to a command from an OP operator.
  • This expression must be understood as including the case where it is groups of individual elementary cells MUT 4i which are excited separately, and not a single individual elementary cell MUT 4i.
  • This control makes it possible to act in particular on the shape, the direction, the background frequency formed by the cells and the scanning, the focal distance.
  • the MUT 4 transducer tunic of the probe is designed and arranged, and can be controlled, to be able to operate with several different frequencies, discretely or continuously, in particular between 2 MHz and 10 MHz, as well as with different focal lengths, discretely or continuously, in particular between 10 mm and 250 mm.
  • Each individual MUT 4i elementary cell comprises in particular a substrate, a deformable membrane, a cavity between the membrane and the substrate, and electrodes.
  • the different individual MUT 4i elementary cells are connected by electronic connection means.
  • the MUT 4 transducer element can be a CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer), or a PMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer).
  • the single MUT 4 transducer is arranged so as to be subject exclusively to oscillating mechanical scanning.
  • the single MUT 4 transducer and its electronic control means are for this purpose specially designed and arranged so that the single MUT 4 transducer is subject to the single oscillating mechanical scanning previously mentioned.
  • These electronic control means also make it possible, in particular, to control the shape, direction and basic frequency formed by the individual elementary cells MUT 4i.
  • the probe 1 comprises a probe housing 5 which encloses its other constituent elements (ultrasonic transducer, support means, motor/drive means, electronic means, communication means, power supply, etc.).
  • the probe 1 is intended to be integrated into an ultrasound machine further comprising, and in particular, complementary means such as analog and digital electronic means, signal processing, power supply, control, visualization and image processing, recording, communication, computer processing, etc.
  • the ultrasound machine comprises, in addition to the probe 1, a portable digital device 6 including means for executing a programmed application adapted to the execution of a functionality, such as for example a smart mobile telephone or a digital tablet.
  • the probe 1 and the portable digital device 6 comprise reciprocal communication means which, once implemented, can operate in particular by the WI-FI or Bluetooth protocol or other means of wireless transmission, so as to be functionally associated, but without connecting cable between the probe 1 and the portable digital device 6.
  • the preceding constructive arrangements allow nomadic use of the probe 1 and contribute to its versatile character and that of the ultrasound machine, particularly in emergency situations or for a first diagnostic orientation [0084]
  • the detailed description relates to a probe 1 with a single head 2 inseparable from the handle
  • the single MUT transducer 4 is then associated with one and the same active head 2 which, normally, cannot and must not be dissociated from the handle 3.
  • the probe comprises 1 two heads each provided with a single MUT transducer, and/or the head(s) can be separated from the handle 3.
  • the probe 1 is moved by the operator OP using the handle 3, so that the probe 1 is brought into contact with the appropriate region of the skin RAP, by the head 2, more precisely by means of a limited part of the exterior face 7 of the housing 5 called "skin contact zone" 8, which skin contact zone 8 includes the exterior face 7a of an acoustic window 9.
  • a GE ultrasound gel is previously deposited on the appropriate region of the RAP skin (fig. 3, 12 - 17).
  • Such a GE ultrasound gel known or within the reach of those skilled in the art, is a hypoallergenic water-soluble aqueous gel whose acoustic impedance is close to the acoustic impedance of water, itself close to the impedance PE skin acoustics.
  • “Skin contact” must be understood to mean that the probe 1 is in contact with the skin PE through the presence between them - with contact on both sides - of the GE ultrasound gel previously deposited.
  • the probe 1 comprises motor/drive means of the MUT 4 transducer tunic, associated with it so as to be able to move it.
  • Tunic transducer MUT 4 is rigidly carried by, and fixed in position to, a rotating drum 11 (or barrel, and more generally a rotating support means), rotatably mounted around its axis, which is a beating axis l ia (fig. 11 - 18). According to the embodiment shown in fig.
  • the drum 11 has a general cylindrical shape with axis l ia and the unique transducer MUT 4 is arranged, fixed and immobilized tangentially on the cylindrical peripheral face of the drum 11, providing a certain spacing between beat axis 1 la and la front face 24 of Tunic transducer MUT 4.
  • the axis of Tunic transducer MUT 4, perpendicular to its front face 24, is orthogonal secant to beat axis l ia (fig. 11).
  • the movement of the tunic transducer MUT 4 corresponds exclusively to the movement of the rotating drum 11, that is to say a rotary beat oscillating around a single axis, namely beat tax l ia.
  • the motor/drive means of the probe 1 are exclusively motor/drive means 10, specially designed, arranged, associated with Tunique transducer MUT 4, and controlled so that Tunique transducer MUT
  • the oscillating mechanical scanning ensures the beat of the single MUT 4 transducer in a single plane, namely a PB cutting-scanning plane.
  • the term “scanning” in relation to the single MUT 4 transducer of probe 1 refers to the movement of the line of fire and exploration of the transducer.
  • the motor/drive means 10 comprise a single motor - and in particular a stepper motor or a brushless motor (called brushless) - in direct drive or in indirect drive via pulleys , belts, gears, etc. with the drum 11.
  • the motor/drive means 10 provide a scanning and beating function.
  • “Oscillating mechanical scanning” must be understood here as relating to an arrangement and a mode of operation in which the motor/drive means 10 ensure the rotational movement of the drum 11 and of the MUT 4 transducer tunic which it carries so oscillating alternately in one direction and the other on the scanning stroke AM, in the single scanning cut plane PB, around Beating axis l ia, being a 2D probe.
  • “Scanning stroke” AM of the MUT 4 transducer designates the surface field covered by this transducer during its scanning movement around Beat axis l ia, that is to say the angle of the sector from the MUT 4 transducer, in which the transducer MUT 4 is moved.
  • control means control, start of rotation, end of rotation
  • the motor/drive means 10 are provided, so that the motor/drive means 10 begin and end the beat rotation with the angular sweep stroke and the appropriate direction, so that the drum 11 is positioned, and rotated for beating as appropriate.
  • the motor/drive means 10 envisaged, there may be, during scanning, an angular offset between the forward ultrasonic lines and the return ultrasonic lines.
  • the probe 1 can then include a means of correcting such an offset.
  • the operator OP can move the probe 1 in relation to the body CO, i.e.
  • the scanning of the single MUT transducer 4 is an exclusively and solely mechanical scanning, without any electronic scanning, unlike the conventional known implementation in which a MUT transducer is electronically scanning according to the concept phased-array. Consequently, the unique transducer MUT 4 of the probe 1 is in this case devoid of means suitable for ensuring electronic scanning in the cutting plane PB or, if it includes means for electronic scanning in the sweep cutting plane, these means are inactive or rendered inactive, at least when the probe 1 is in operation. Furthermore, the scanning of Tunique transducer MUT 4 of probe 1 is a scanning only in the cutting-scanning plane PB, the probe being 2D.
  • the motor/drive means 10 and the single transducer MUT 4 are arranged and controlled to be able to operate with several different AM scanning strokes, discretely or continuously, in particular between 30° and 120°, more particularly between approximately 60° and approximately 90°, as illustrated in fig. 11.
  • Fig. 12 - 14 illustrate the different angular positions of the MUT 4 transducer for a total AM scanning stroke of 90°
  • fig. 15 - 17 illustrate the different angular positions of the MUT 4 transducer tunic for a total AM scanning stroke of 60°.
  • acoustic window 9 we designate here the element of the housing 5 structurally designed and arranged so that, on the one hand, it can be crossed by the ultrasonic lines from the MUT 4 ultrasonic transducer tunic towards the organ OR to be examined and returning to the MUT transducer 4 (fig. 12 - 17), on the other hand, by means of the skin contact zone 8, be brought into contact, oriented, pressed if necessary, relative to the appropriate region of the skin RAP (fig. 3, 19).
  • the exterior face 20a of the acoustic window 9 is included in the skin contact zone 8 which, where appropriate, also includes an exterior face of peripheral surrounding 9a around the acoustic window 9 (fig. 7, 8, 10, 12 - 17).
  • the probe 1 comprises a single acoustic window 9.
  • An acoustic window 9 as it has just been defined should not be confused with what is sometimes called a “window” (and even an acoustic window in certain documents of the state of the art) and which, from an anatomical point of view, is a region of the body free of obstacles such as bones, hard cartilage, etc. which could hinder the examination of the desired organ.
  • We can define for the probe 1 and its constituent elements such as in particular the housing 5, the drum 11, the single transducer MUT 4), a frame of reference with three perpendicular axes/directions and a frame of reference with three perpendicular planes.
  • the axes/directions of the three-axis/directions frame of reference are here called conventionally (in particular by means of qualifiers such as “horizontal” and “vertical”), considering the probe 1 placed flat on a horizontal plane, as it is shown in fig. 2. This flat position is typically where probe 1 is not used (for example stored), but waiting for future use. It is understood that probe 1 can be found in space in any position other than placed flat on a horizontal plane and, in fact, probe 1 Test during its operation (fig. 1, 3, 19). Consequently, the terms “horizontal” and “vertical” are not restrictive and are only used for the purpose of designation.
  • the axes/directions of the three-axis frame/directions are rear-front axis AA, right-left direction DG and down-up direction BH.
  • the rear-front axis AA approximately horizontal in fig. 2, and located in the plane of fig. 2, is the main extension tax of probe 1 (and housing 5), passing through its elongated central part. “Front” describes what is directed towards the CO body when probe 1 is in operation and “rear” describes what is directed away from the CO body.
  • rear-front axis AA is vertical or more or less close to vertical as illustrated by fig. 1, 3 and 19. It is perpendicular or more or less perpendicular to the plane of fig. 11.
  • the right-left direction DG (see fig. 6 and 7) is perpendicular to Tax AA. This right-left direction DG extends between the two lateral sides of the probe 1 in operation. In fig. 2, the right-left direction DG is substantially horizontal and perpendicular to the plane of fig. 2.
  • the bottom-up direction BH (referenced HB in fig. 6 and 7) is perpendicular to rear-front axis AA and perpendicular to the right-left direction DG.
  • the low-high direction is substantially vertical and located in the plane of fig. 2.
  • the beat axis 1 la is in the low-high direction BH (see fig. 18).
  • the planes of the three-plane frame of reference are here called conventionally (in particular by means of the qualifiers “cut-scan”, “contact” and “sagittal”) when considering the probe in operation (fig. 3, 19).
  • the planes of the three-plane frame of reference are a cut-scan plane PB, a contact plane PC and a plane called here, relative to probe 1, sagittal plane PS.
  • the cut-sweep plane PB (see figs. 2 and 18) is defined by rear-front axis AA and the right-left direction DG.
  • the sweep-cut plane PB is perpendicular to the plane of fig. 2 (with a horizontal trace) and it is the plane of figs. 11 to 17.
  • the cut-scan plane PB is the plane, and more precisely the one and only plane, in which the firing and exploration lines of the single MUT 4 transducer move, when it is driven in movement by the motor/drive means 10.
  • the probe 1 being a 2D probe, there is one and only one sweep cutting plane PB.
  • the PC contact plane is defined by the right-left direction DG and the bottom-top direction BH.
  • the contact plane PC is perpendicular to the plane of fig. 2 (with a more or less vertical trace).
  • the contact plane PC is perpendicular to the plane of figs. 8, 11 to 17 (with more or less horizontal trace), and perpendicular to the plane of fig. 18 (with more or less vertical trace).
  • the contact plane PC corresponds to the average plane where the skin contact zone 8 is in contact with the appropriate region of the skin RAP.
  • the sagittal plane PS is defined by rear-front axis AA and the low-high direction BH.
  • the term “sagittal” refers to the median and longitudinal character of the plane thus named, virtually separating the probe 1 into a right side and a left side (see right-left direction DG).
  • the probe head 2 (or by ellipse head 2) is - and designates - the front part of the probe 1 where the drum 11 and Tunic transducer MUT 4 are housed in particular.
  • the probe nose 12 (or by ellipse nose 12) is - and designates more precisely - the extreme free front part of the head 2 where the acoustic window 9 and the skin contact zone 8 are located.
  • the probe nose 12 is therefore part of the probe head 2.
  • the probe 1 comprises , in addition to the head 8, a middle probe part 13 and a rear probe part 14 (fig. 1 - 3).
  • the probe housing 5 (or ellipse housing 5) is a self-supporting element of the probe 1 formed by a rigid body as a whole, for example made of plastic material, hollow so as to delimit an interior space 15, sealed.
  • This box 5 is movable (in particular it is portable), and structurally designed and arranged to, on the one hand, support, house, protect the interior elements of the probe 1 and, on the other hand, by means of an ergonomic shape of the handle 3 , be grasped, by the hand of the operator OP, moved, positioned (by contact, orientation, if necessary depression) - by the skin contact zone 8 - in relation to the appropriate region of the skin RAP (fig 3).
  • “Interior” relating to an element of the probe 1 qualifies that this element is located in the interior space 15.
  • “Exterior” relating to an element of the probe qualifies that this element is located outside the interior space 15.
  • operator OP is a person but could also be a robot comprising an input interface for the housing 5.
  • the detailed description relates to a probe 1 having a housing 5 of generally oblong shape extending entirely along rear-front axis AA.
  • the box 5 has a general bent L shape with on one side the head which extends along the rear-front axis AA and on the other side, the handle which extends perpendicular to the rear-front axis AA.
  • the front housing element 16 (or by ellipse front element 16) is - and designates - the part of the housing 5 disposed at the front thereof, and corresponding to the head 2.
  • the apex of the housing 17 (or by ellipse apex 17) is - and designates more precisely - the front free end part of the front element 16, corresponding to the nose 12.
  • the apex 17 is part of the front element 16.
  • the front housing element 16 comprises and more precisely is formed by a front wall of the housing 18, curved so as, firstly, to form an interior cavity to support, house and protect the elements of the probe 1 arranged inside the front element of housing 16, secondly, to create a passage for the ultrasonic lines (acoustic window 9), and, thirdly, to form the skin contact zone 8.
  • a part of the front wall of housing 18, towards the front end, is an apex wall 18a of the apex 17 and another part extending from the apex 17 towards the rear is a peripheral side wall 18b.
  • the apex wall 18a and the peripheral side wall 18b are a continuous extension of one another and are distinguished here for the purposes of the description.
  • the front housing element 16 like its peripheral side wall 18b, extends rearwardly to a peripheral rear edge 19, more or less located in a plane parallel to a contact plane PC, which delimits a rear opening 19a.
  • the front wall of the housing 18 has a convex exterior face 20a and a concave interior face 20b.
  • the apex wall 18a which has a shape resembling that of a torus portion, comprises an exterior face 20a and an interior face 20b and, likewise, the peripheral side wall 18b comprises an exterior face 20a and a inner face 20b.
  • the exterior face 20a of the apex wall 18a comprises the skin contact zone 8 capable of being combined with the appropriate region of the skin RAP of the body CO for examination, which skin contact zone 8 includes the exterior face 20a of the acoustic window 9.
  • the skin contact zone 8 may include, in addition to the exterior face 20a of the acoustic window 9, the exterior face of a peripheral surround 9a arranged around the acoustic window 9 and forming part of the apex 17.
  • This outer face of peripheral surroundings 9a extends in some way the outer face 20a of the acoustic window 9, so that the skin contact zone 8 has a sufficient area to ensure suitable skin contact.
  • the probe 1 is such that, depending on the embodiments, the exterior face 20a and/or the interior face 20b of the apex wall 18a, more particularly of the acoustic window 9, are textured or not textured, such texturing having a very low relief, much lower than a rounded edge, as it has just been exposed.
  • the low texturing relief if provided, does not have the effect of hollowing or wrinkling the PE skin at the location of application of the probe 1, and does not result in any inconvenience for the subject.
  • the apex wall 18a, and therefore the acoustic window 9, and the peripheral side wall 18b of the front wall of the housing 18 form a single one-piece and mono wall -material, made by molding, with a thickness e for the smaller acoustic window 9 and a greater thickness E outside the acoustic window (that is to say the peripheral side wall 18b and where appropriate the peripheral surround 9a).
  • the housing 5 is composed of several assembled elements, including the front element 16.
  • the front element 16 is an element making up the housing 5 which can be an independent object.
  • the elements making up the housing are rigid, hollow, and provided with means of rigid and waterproof reciprocal association, particularly towards their free edges, such as projections, grooves, glue, welding, or the like.
  • These housing elements are in the form of a solid wall.
  • the design of these housing elements and their arrangement can be the subject of different embodiments. For example - and in a non-limiting manner - it can be provided, in addition to the front element 16, a single complementary element in the general shape of a closed pseudo-cylinder at the rear, or several complementary elements arranged along the rear axis -before AA, in a general pseudo-annular shape (fig.
  • the housing 5 in addition to the front element 16, a middle section of the housing 21 and a rear section of the housing 22 comprising an extreme rear face 23, exterior, arranged in the rear part of probe 14, at the end opposite that of the apex 17 (fig. 1 - 3).
  • the housing 5 has an ergonomic external shape so that it can be easily manipulated by the operator OP, in particular by its narrowed middle section 21, which is interposed between the front element 16 and the rear section 22, bulged (fig. 1 - 3). In the embodiment shown (fig.
  • the outer rear end face 23 is curved and convex, and does not include any substantially projecting part or member, such as typically a permanent connecting cable, which would be a obstacle to this extreme rear face 23 forming a zone capable of allowing the probe 1 to be pushed forward, and on which the operator OP can press with the palm of the hand (arrow AP fig. 3), to press probe 1 in the CO body, or move it.
  • This constructive arrangement does not exclude the presence in the extreme rear face 20 of one (or more) USB ports (for Universal Serial Bus) which, being recessed and of limited size, does not form a projection capable of hindering the support.
  • the description and the drawings in the figures refer to a drum 11.
  • This embodiment is, however, not limiting. Indeed, instead of the drum 11, a barrel, a plate, a pivot, or any other rotary support means of another embodiment can be provided.
  • the single transducer MUT 4 is carried by the support drum 11 and rigidly fixed to it by any suitable means (screws, glue, etc.).
  • the drum 11 is rotatably mounted around the beat axis 1 in the low-high direction BH (fig. 11 - 18).
  • the drum 11 and its axis I ia are housed in the front housing element 16, so that the single MUT transducer 4 is located in the apex 17 towards the acoustic window 9.
  • the drum 11 and tunic transducer MUT 4 which it carries are housed in a wet compartment 25 of the probe 1, arranged towards the front, in rear-front axis AA, filled with an acoustic coupling liquid 25a typically chosen as it is known to man of the trade, to have an acoustic impedance close to that of water, in particular mono-propylene glycol (fig. 11 - 17).
  • a separation wall 25b is provided between the wet compartment 25 and a dry compartment 26 of the probe 1 enclosing in particular its electronic means.
  • the separation wall 25b is in sealed contact with the interior face 20b of the front wall of the housing 18, so as to surround the apex wall 18a.
  • the acoustic window 9 is located to the right of the wet compartment 25, its interior face 20b being in the wet compartment 25.
  • the plane of the drum 11 is located in the sweep cut plane PB, or adjacent to it, so that the scanning carried out by the MUT 4 transducer is located in the PB cut-off plane.
  • the beating axis 1 la of the drum 11 is fixed directly or indirectly to the housing 5.
  • the MUT transducer 4 is carried and fixed towards the periphery 11b of the drum 11, which is relatively flat, this embodiment being only exemplary and in no way limiting.
  • the axis of the MUT transducer 4, namely the axis of its front face 24, is substantially orthogonal to the low-high direction BH.
  • a spacing 32 is provided between the front face 24 of the MUT transducer 4 and the interior face 20b of the acoustic window 9, the MUT transducer 4 thus being spaced at the rear of the interior face 20b of the acoustic window 9 not interfering with it during beating, This spacing 32 is limited, so as to allow the beating of the MUT transducer 4, the acoustic coupling liquid being present between the faces 24 and 20b.
  • a proximity is ensured, in particular a high proximity, such as the highest possible, between the front face 24 of the MUT transducer 4 and the interior face 20b of the acoustic window 9.
  • this spacing 32 is of the order of 6 mm.
  • beat axis l ia of the transducer MUT 4 is spaced, according to rear-front axis AA, from the exterior face of the acoustic window by a distance of around 18 mm to 22 mm.
  • the ultrasound machine and more especially the probe 1 includes an “on-off” control 27 (fig. 1) and a control 28 for the desired setting (fig. 3), for example from the portable digital device 6, for example in the form of a cursor, which cursor illustrating the continuous nature of the variation of this or that operating parameter of the MUT 4 transducer (e.g. frequency, focal length, beat stroke) or of such parameter of the use of the probe (e.g. the depth and/or width of the exploration).
  • a single control parameter can be provided which is the depth of the exploration, the other parameters being determined accordingly.
  • the frequency, the focal length and the scanning stroke AM of the MUT 4 transducer tunic are controlled by the operator OP from the value of the depth of the part of the body CO and the organ OR to be examined .
  • several control parameters can be provided, such as frequency and focal length.
  • the acoustic window 9, the apex wall 18a, and the peripheral side wall 18b are made of a material chosen to have an acoustic impedance close to that of water, in particular polymethylpentene.
  • the thickness of the acoustic window 9 is determined so as to be, on the one hand, sufficiently rigid not to be deformed when it is in contact with the appropriate region of the RAP skin, pressed if necessary, and, d 'on the other hand, capable of allowing the passage of LU ultrasonic lines.
  • the acoustic window 9 has a thickness e which, within +/- 10%, is the same over its entire extent, in particular has a thickness of 2.20 mm +/- 20%.
  • the characteristics of shape, dimensions and arrangement of the front housing element 16 with its housing apex 17, including the acoustic window 9, are adapted to the presence of the single MUT 4 transducer mounted mobile with oscillating mechanical scanning and the previously explained versatility objective. They are also adapted so that the probe 1 is compact and light, as well as robust, reliable, easy to use, of limited cost, with minimal maintenance requirements. They are also adapted so that the probe 1 provides good image quality, in particular avoiding or reducing negative effects such as acoustic attenuation, echoes, reverberations, and other imaging artifacts which may bias the information sought by the ultrasound and make it impossible to interpret the images obtained or cause errors.
  • the head 2 and more particularly the front housing element 16 has its largest dimension LOT in the right-left direction DG. It has its largest dimension LOT in the right-left direction DG and its largest dimension LAT in the bottom-top direction BH, in the vicinity of the rear opening 19a, the peripheral rear edge of which may include a re-entrant recess 19b (fig. 1, 4, 8). Its overall dimension LOT in the right-left direction DG is larger than its overall dimension LAT in the bottom-top direction BH, for example by around 2 to 3 times (fig. 4, 5).
  • the head 2, and more particularly the front housing element 16 has its largest dimension HAT in the rear-front direction AA in the vicinity of Axe passing through the centers of the rear opening 19a and the acoustic window 9.
  • This overall dimension HAT is close to its overall dimension LAT in the low-high direction BH.
  • the apex 17 and the acoustic window 9, namely more precisely the wall of apex 18a which includes the acoustic window 9, are doubly curved, in the right-left direction DG and in the bottom-top direction BH, which gives a shape resembling that of a portion of a torus.
  • the acoustic window 9 has an oblong shape projected onto the contact plane PC, with two long sides 29a, rectilinear, parallel to the sweep plane PB, and two short sides 29b, forming two terminal roundings.
  • the acoustic window 9 is arranged so that it is cut by the scanning cut plane PB, which is also the scanning plane of the ultrasonic lines LU of the transducer MUT 4.
  • the LOF dimension of the single acoustic window 9 in right-left direction DG is chosen in order to be suitable for the passage of LU ultrasonic lines with the greatest extent of investigation.
  • This LOF dimension of the acoustic window 9 is larger than its LAF dimension in the low-high direction BH, of the order for example of 3 to 4 times (fig. 7).
  • the exterior 20a and interior 20b faces of the acoustic window 9 present, in the sweep plane PB, a polynomial curve profile parametric, such as a Bézier curve or similar to a Bézier curve.
  • This profile is curved in an arc, arranged symmetrically with respect to the rear-front axis AA, and comprises a median curved section 30 and, in addition, on either side and tangentially adjacent, two collateral curved sections 31, which are tangentially adjacent to the peripheral side wall 18b of the housing.
  • the radius of curvature in the central zone 30a of the middle section 30 is greater than the radius of curvature in the terminal end zone 31a, right or left, of each collateral section 31.
  • the center 33 of the radius of curvature in the central zone 30a (towards the rear-front axis AA) of the middle section 30 is spread towards the rear of the beat axis l ia of the drum 11 and the transducers 4.
  • the radius of curvature in the central zone 30a of the middle section 30 is between 1.8 times and 2.4 times the radius of curvature in the terminal end zone 31a of a collateral section 31.
  • the length of the arc of the middle section 30 can be between 22 mm and 30 mm, more particularly between 24.5 mm and 28.5 mm while the length of the arc of each collateral section 31 can be between 8.5 mm and 11.5 mm, more particularly between 9.5 mm and 11 mm. Furthermore, the length of the arc of the middle section 30 can be between 2.4 times and 2.9 times the arc length of each collateral section 31.
  • the corner opening of the middle section 30 can be included between 11° and 13° while the angle opening of each collateral section 31 can be between 11° and 13°. Furthermore, the opening angle of the middle section 30 can be equal, to within ⁇ 10%, to the opening angle of each collateral section 31.
  • the radius of curvature of the window 9, and in particular of the middle section 30, decreases from its center (rear-front axis AA), on either side, towards the right and towards the left.
  • the radius of curvature over at least 80% of the arc of the middle section 30 can be between 90 mm and 110 mm, in particular equal to 100 mm ⁇ 10% while the radius of curvature over at least 80% of the arc of each collateral section 31 can be between 40 mm and 55 mm, in particular equal to 48 mm ⁇ 10%.
  • the exterior face of the front wall of the housing 18 presents, in the sweep cutting plane PB, a curved profile comprising the profile of the exterior face 20a of the acoustic window 9 and on either side two side sections 34, being two curved sections of sweep-cut profile of peripheral side wall 18b, inclined relative to each other, being more mutually spaced towards the peripheral rear edge 19 and less mutually spaced towards the acoustic window 9.
  • the two side sections 34 are inclined relative to each other, with a spacing towards the peripheral rear edge 19 of the order of 1.9 times to 2.4 times the spacing towards the acoustic window 9.
  • the exterior face 20a of the acoustic window 9 has a sagittal profile curved in an arc tangentially adjacent on either side, with two side sections 35, being two curved sections of sagittal profile of peripheral side wall 18b inclined relative to each other, being more spaced apart from each other towards the peripheral rear edge 19 and less spaced apart mutually towards the acoustic window 9.
  • the center of the radius of curvature in the central zone of the sagittal profile of the acoustic window 9 is moved towards the rear of the beat axis 1 la.
  • the radius of curvature of the sagittal profile of the acoustic window 9 decreases from its center, on both sides.
  • the radius of curvature over at least 80% of the arc of the sagittal profile of the acoustic window 9 is between 22 mm and 28 mm and the length of the arc of the sagittal profile of the acoustic window 9 is between 16mm and 20mm.

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Abstract

La sonde 1 comporte un unique transducteur MUT, CPMUT ou PMUT, porté par le boitier, à pivotement autour d'un axe de battement de direction bas-haut, de sorte à pouvoir être déplacé dans le plan de coupe-balayage, ledit transducteur MUT étant écarté à l'arrière de la face intérieure de la fenêtre acoustique de sorte à ne pas interférer avec elle, le boitier comportant un compartiment humide empli d'un liquide de couplage acoustique, dans lequel se trouve le transducteur MUT, des moyens moteur / d'entraînement logés dans le boitier étant aptes à assujettir le transducteur MUT à un balayage mécanique oscillant dans le plan de coupe- balayage, sur une course de balayage.

Description

Description
Titre de l’invention : SONDE ÉCHOGRAPHIQUE POLYVALENTE À TRANSDUCTEUR MUT À BALAYAGE MÉCANIQUE
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] L’invention concerne le domaine des sondes échographiques, exocavitaires, 2D, polyvalentes (c’est-à-dire aptes à différents usages, de différentes manières, et dans des contextes différents), possiblement monotête possiblement inséparable, multifréquence, sectorielles. Elle est plus particulièrement relative à la tête de telles sondes. Elle a pour objet une telle sonde, un échographe polyvalent comprenant une telle sonde et un élément frontal d’un boitier d’une telle sonde.
CONNAISSANCES GÉNÉRALES ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[0002] L’échographie est une technique d’examen médical non invasif d’une structure anatomique interne située dans une partie du corps d’un sujet par imagerie, fondée sur la mise en œuvre d’ultrasons, au moyen d’un échographe, comprenant une sonde déplaçable et des moyens complémentaires de fonctionnement (électronique analogique et numérique, traitement du signal, alimentation électrique, commande, visualisation et traitement d’image, enregistrement, communication, traitements informatiques, etc.). Par ellipse, on désigne par « sonde » une sonde échographique et par « organe » une telle structure anatomique définie et choisie du corps d’un sujet (être humain ou animal) qu’il convient d’examiner par échographie avec mise en œuvre de la sonde de l’échographe. « Examen souhaité » ou « examen » désigne l’exploration de la partie du corps où est situé l’organe et l’examen de l’organe qui est envisagé ou est réalisé.
[0003] La partie avant de la sonde forme une tête de sonde dont la partie extrême libre avant forme un nez de sonde. La sonde comprend un boîtier. La partie avant du boitier forme un élément frontal de boitier dont la partie extrême libre avant forme un apex de boitier. Le boitier comporte aussi une partie formant poignée située à l’arrière de la tête. « Avant » qualifie ce qui est dirigé vers le corps lorsque la sonde est en fonctionnement et « arrière » qualifie ce qui est dirigé à l’opposé du corps. La sonde comprend aussi, notamment, des moyens émetteur- récepteur de lignes ultrasoniques (transducteur ultrasonore). Un tel transducteur ultrasonore est caractérisé notamment par sa nature même et sa fréquence de fonctionnement.
[0004] L’homme du métier sait (e.g. US 4773268, FR 2943796) que selon la profondeur des organes à examiner, il faut mettre en œuvre des transducteurs ayant des fréquences différentes, adaptées.
[0005] Il existe plusieurs types de sondes. Il existe plusieurs types de sondes. Sonde à usage échographique, ou à usage industriel. Sonde à usage exocavitaire, ou sonde endocavitaire. Sonde 2D ou 3D (e.g. W02005032351). Sonde en mode B, ou autre mode. Sonde à plusieurs fréquences de fonctionnement au choix, ou sonde limitée à une seule fréquence. Sonde à plusieurs focales, ou sonde à une seule focale. Sonde sectorielle (les lignes ultrasoniques étant divergentes et permettant d’explorer un secteur de disque), ou sonde linéaire par exemple. Sonde comportant un transducteur ayant un seul élément de transduction (transducteur monoélément), typiquement en matériau piézo-électrique, ou sonde comportant un transducteur ayant plusieurs éléments associés entre eux (transducteur multi-élément). Sonde avec transducteur non focalisé, ou au contraire sonde avec transducteur dit « focalisé », également dénommé focalisateur ou focalisant, la focalisation permettant de concentrer l'énergie du faisceau ultrasonore dans une région de l'espace qui est la zone focale. Sonde dans laquelle le transducteur est maintenu fixe, ou sonde dans laquelle le transducteur est déplacé moyennant un balayage mécanique soit oscillant aller-retour soit continu dans le même sens, ou bien sonde dans laquelle le transducteur est déplacé moyennant un balayage électronique. Sonde ayant une pluralité de transducteurs associés à une même tête active, ou sonde nécessitant deux têtes actives aux deux extrémités avant et arrière du boîtier. Sonde dont la tête est inséparable de la poignée, ou sonde dont la tête doit être séparée de la poignée afin de pouvoir changer de tête et mettre en œuvre un transducteur différent.
[0006] Dans le cas des sondes à transducteur multi-élément, l’unique élément transducteur de la sonde comprend un réseau d’un grand nombre de cellules élémentaires individuelles ayant chacune une fonction de transduction et disposant de ses propres électrodes. Ces cellules élémentaires individuelles sont similaires entre elles, disposées de façon adjacentes et connectées électroniquement entre elles par des moyens électroniques de connexion. Ces cellules élémentaires individuelles sont conçues et agencées de sorte à pouvoir chacune être pilotées (et donc activées) indépendamment les unes des autres par des moyens électroniques de pilotage adaptés, responsifs à une commande d’un opérateur. Ou bien, ce sont des groupes de cellules élémentaires individuelles qui sont excités séparément. Ce pilotage permet d’agir notamment sur la forme, la direction, la fréquence de fonde formée par les cellules et le balayage. Les cellules élémentaires individuelles sont organisées de façon linéaire, ou bien annulaire, ou bien circulaire, ou encore matricielle. Ce concept de transducteur est connu de l’homme du métier sous le nom de « phased-array », que l’on pourrait traduire par « réseau à commande de phase » (e.g. FR2570837, EP 3865072). Avec un transducteur phased-array, il est possible d’envisager de substituer au balayage mécanique, un balayage électronique, les moyens électroniques de pilotage activant les cellules élémentaires individuelles de façon séquentielle (avec un décalage) et non pas simultanément.
[0007] Plus récemment, la mise en œuvre des techniques de micro fabrication de MEMS (Micro Electro Mechanical System) a conduit au développement de transducteurs MUT. Un tel unique élément transducteur MUT comprend comme précédemment un réseau d’un grand nombre de cellules élémentaires individuelles MUT qui forment ensemble l’élément transducteur unique. Les cellules élémentaires individuelles MUT comprennent notamment un substrat, une membrane déformable, une cavité entre la membrane et le substrat, des électrodes. Les cellules élémentaires individuelles MUT sont reliées par des moyens électroniques de connexion. Aux cellules élémentaires individuelles MUT sont associés des moyens électroniques de pilotage adaptés. Les cellules élémentaires individuelles MUT peuvent avoir des formes périphériques rondes, rectangulaires, hexagonales ou autres. On distingue deux principaux types de MUT qui diffèrent par le mécanisme de transduction : effet électrostatique capacitif pour le CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer), et effet piézoélectrique pour le PMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer). Avec un élément transducteur MUT, il est connu que le balayage est électronique, l’élément transducteur MUT et ses moyens électroniques de pilotage étant conçus et agencés à cet effet. Ces moyens électroniques de pilotage permettent aussi, notamment de commander la forme, la direction et la fréquence de fonde formée par les cellules élémentaires individuelles MUT. Un élément transducteur unique MUT peut avoir différentes formes possibles, comme une forme de disque ou de barrette. « Transducteur MUT » doit être compris comme désignant, par ellipse de « élément transducteur MUT », un unique élément transducteur MUT comprenant, comme il a été exposé, un réseau d’un grand nombre de cellules élémentaires MUT, le MUT étant un CMUT ou un PMUT. Un tel transducteur MUT est connu de l’homme du métier (e.g. article ayant pour titre « Un transducteur ultrasonique pour l’imagerie haute résolution » dont les auteurs sont M. Alexandre Robichaud, M. Paul-Vahe Cicek, M. Dominic Deslandes et M. Frederic Nabki, publié le 19 mars 2019, par SUBSTANCE, Actualité scientifique et innovation de l’École de technologie supérieure (ÉTS) de Montréal, publié sur l’Internet https://substance.etsmtl.ca/transducteur-ultrasonique-imagerie-haute-resolution.
[0008] US 4515017 décrit une sonde sectorielle comportant un unique transducteur piézoélectrique (avec une seule fréquence de fonctionnement), monté oscillant en va-et-vient suivant un certain angle de balayage, grâce à un moteur à courant continu triphasé sans balais commandé par un contrôleur de moteur. EP 0098202 décrit une sonde du même type. US 4773268 décrit une sonde ayant plusieurs transducteurs ultrasonores distincts, montés oscillants sur un tambour rotatif assurant tour à tour un pivotement et un balayage. Dans ces réalisations, le transducteur est du type classique piézoélectrique. Le transducteur est mobile à balayage et son balayage est mécanique.
[0009] US 2022/240893 décrit une sonde ultrasonore comportant un boîtier sur lequel sont positionnés et fixés, par des structures appropriées, un réseau de transducteurs et une fenêtre acoustique disposée sur le réseau de transducteurs directement ou indirectement (adhésif) en contact avec le côté de transmission du réseau de transducteurs. Le réseau de transducteurs peut comprendre un nombre quelconque d'éléments transducteurs pouvant être agencés dans n'importe quelle configuration, telle qu'un réseau linéaire, un réseau plan, un réseau incurvé, un réseau curviligne, un réseau circonférentiel, un réseau annulaire, un réseau à commande de phase, un réseau matriciel, un réseau unidimensionnel, un réseau bidimensionnel (2D). Les éléments transducteurs peuvent être des éléments piézoélectriques, des éléments transducteurs ultrasonores micro-usinés piézoélectriques (PMUT), des éléments transducteurs ultrasonores micro-usinés capacitifs (CMUT). Dans cette réalisation, le transducteur est de type à réseau à commande de phase (phased-array). Ce transducteur est fixe et son balayage est électronique.
[0010] US 4155259 décrit une sonde qui comprend un réseau de transducteurs de même fréquence de résonance prédéterminée, typiquement comprise entre 2,0 MHz et 5,0 MHz. La fréquence est liée à la profondeur de pénétration et à la réflexion des ultrasons à partir des cibles de la partie du corps investiguée et dans laquelle les ultrasons sont dirigés par le réseau de transducteurs. Ce réseau de transducteurs comporte une pluralité de transducteurs annulaires de rayons successivement plus grands disposés concentriquement autour d'un axe central du réseau. Il peut être prévu des moyens de focalisation, comme une lentille acoustique. Il est prévu une pluralité de préamplificateurs, chacun étant connecté entre un transducteur respectif et une paire respective de canaux de traitement de signal pour fournir des signaux d'écho. La focalisation dynamique est assurée par une démodulation cohérente des signaux d'écho générés dans les transducteurs annulaires. La démodulation cohérente est maintenue lorsque la distance de réception des échos augmente. Le système offre une focalisation et donc une résolution latérale améliorée sur une plage utile considérablement étendue.
[0011] WO 2005032351A2 concerne l'imagerie en 3D mettant en œuvre des transducteurs ultrasonores micro fabriqués capacitifs (CMUT). Le balayage 2D est électronique et il est envisagé que le balayage en élévation, pour la 3D, soit également un balayage électronique.
[0012] En fonction de l’examen souhaité, l’opérateur détermine une région appropriée de la peau du corps (par ellipse région appropriée de la peau) qui est une surface définie limitée de la peau du corps du sujet sur laquelle la sonde pourra être mise au contact, orientée, et enfoncée le cas échéant, en vue de l’examen souhaité, et cela par l’intermédiaire d’une « zone de contact peau » de la face extérieure de la sonde incluant la fenêtre acoustique. Un gel acoustique est déposé sur la région appropriée de la peau. Puis, l’opérateur saisit la sonde par son boitier et la déplace de sorte à amener la zone de contact peau de la sonde au contact de la région appropriée de la peau. Le transducteur est mis en œuvre et les lignes d’exploration ultrasoniques permettent d’explorer la partie du corps où est situé l’organe et d’examiner l’organe. Pour les besoins de l’examen, l’opérateur peut déplacer la sonde par rapport au corps, afin de l’orienter différemment et le cas échéant l’enfoncer dans le corps en poussant le boitier vers l’avant. Les autres moyens de la sonde et les moyens complémentaires de l’échographe sont eux-aussi mis en œuvre pour produire in fine des images de l’organe examiné.
[0013] Le plus souvent, les boitiers de sonde ont une forme extérieure oblongue qui dans sa totalité est étendue dans un axe arrière-avant d’extension, rectiligne. Toutefois, il est possible que le boitier s’étende selon deux axes perpendiculaires, conférant à la sonde une forme de L, avec d’un côté la tête et de l’autre la poignée (e.g. US 4149419 et US 4269066). EP 3705050 décrit un agencement avec une sonde et un téléphone intelligent ayant une application logicielle. Il est prévu un conducteur électrique sortant de la section arrière du boitier, cette disposition étant classique.
[0014] Il est connu qu’il existe nombre de réalisations de fenêtres acoustiques : rigides (e.g. US 4612809) ou déformables (e.g. FR 2773460), plates (e.g. EP 0045265) ou incurvées (e.g. US 4773268), notamment de forme hémisphérique (e.g. US 4269066, US 4567895), ou encore combinant des formes incurvées et des formes droites, (e.g. US 2022240893).
[0015] Il est également connu que le nez de la sonde et l’apex du boitier doivent être conformés et agencés en fonction notamment des transducteurs et de la fenêtre acoustique. Nez ou apex de forme hémisphérique (e.g. US 4515017, US 4269066, US 4567895), tronconique (e.g. US 4612809, EP 0045265, ), simili tronc de pyramide à base rectangulaire (e.g. US 2022240893). Nez ou apex ayant des sortes d’arrondis formant des arêtes à la périphérie (e.g. US 2022240893, CN 213097979U, EP 3865072). Nez ou apex dont l’extrémité transversale est limitée à la fenêtre acoustique (e.g. US 2022240893, EP 3865072) ou au contraire comporte un entourage autour de la fenêtre acoustique (e.g. WO 9935969). Nez ou apex à simple courbure (e.g. EP 3865072, EP 3884872). En outre, le nez de la sonde et l’apex du boitier doivent être conformés et agencés de manière à pouvoir être mis au contact de la région exocavitaire souhaitée de la peau du corps, ainsi que déplacés et orientés selon les besoins et, le cas échéant, même quelque peu enfoncés dans le corps, tout en restant opératoire et sans générer chez le sujet examiné une douleur excessive. Se pose alors la question de comment conformer et agencer le nez de la sonde et l’apex du boitier (y compris la fenêtre acoustique) pour satisfaire les conditions précédentes, lorsque la sonde n'est pas d’usage spécifique et limité, mais au contraire est polyvalente.
[0016] Pour un usage exclusivement sédentaire, l’échographe comporte typiquement un chariot à roulettes relié à la sonde par des câbles, ce qui est volumineux et pesant. Pour un usage semi-nomade, on connaît des échographes portables à l’instar des ordinateurs portables. Et, en vue d’un usage totalement nomade, en tout endroit, on connaît des échographes plus légers dans lesquels la sonde est associée à un téléphone mobile intelligent, c’est-à-dire un dispositif numérique portable pouvant exécuter une application programmée convenant à l'exécution de certaines fonctionnalités, qui peut-être non seulement un téléphone portable mais aussi une tablette ou autre (e.g. WO 2009149499, US 2003097071).
[0017] On qualifie ici de « polyvalent », une sonde ou un échographe incluant une sonde, qui, intrinsèquement, de construction, et sans nécessité de procéder à un ou plusieurs démontages, adaptations, réglages, est apte à différents usages, de différentes manières, et dans des contextes différents, c’est-à-dire n’est pas spécifique et limité, par exemple pas limité à un examen particulier d’une partie particulière du corps. Est polyvalent, une sonde ou un échographe incluant une sonde, donné, permettant de réaliser des examens différents et concerner des organes différents, à des profondeurs différentes et une application de la sonde sur des régions différentes de la peau du corps du sujet, moyennant des déplacements, différentes orientations, et, le cas échéant, un certain enfoncement dans le corps. Est polyvalent, ce qui peut être utilisé de façon sédentaire ou nomade : dans un centre médical, dans le cabinet d’un praticien, chez un patient, ou en tout autre endroit non médicalisé (e.g. la rue, un espace public, un moyen de transport, etc.). Est polyvalent, ce qui peut être mis en œuvre à la fois de façon planifiée et organisée (comme dans un centre médical), ou de toute autre façon (e.g. situation d’urgence, en cas de catastrophe ou de rassemblement, etc.). Est polyvalent, ce qui concerne une première orientation diagnostique ou bien un examen de routine. Est polyvalent, ce qui est d’utilisation résidente ou bien est transportable aisément en vue d’un usage nomade.
[0018] Une condition de la polyvalence de la sonde - et de l’échographe - est qu’elle puisse fonctionner avec des transducteurs ayant des fréquences différentes, adaptées à l’organe à examiner (comme enseigné notamment par US 4773268 et FR 2943796). Pour satisfaire cette condition, on a proposé des sondes à deux têtes actives avant et arrière (e.g. CN 21913238, WO 2022068095) et des sondes dont la tête est séparable de la poignée (e.g. FR2943796). Toutefois, ces réalisations sont complexes avec les inconvénients inhérents. On a proposé également des sondes multifréquence, sectorielles, comportant sur une même tête plusieurs transducteurs ultrasonores assujettis à un balayage mécanique oscillant (e.g. US 4773268).
[0019] WO 2017/165425 concerne un système à ultrasons portable, peu coûteux, compact, capable de fournir une analyse automatisée du tissu mammaire, afin de permettre une surveillance régulière pour une détection précoce du cancer. Il s’agit donc d’un système spécifique et non pas polyvalent. Il comprend un boîtier rigide ou flexible pour faciliter le maintien de la conformité avec un utilisateur lorsqu’il se déplace, le système étant utilisé pendant que l'utilisateur est en mouvement, un ensemble scanner avec un ou plusieurs éléments transducteurs quelconques et deux actionneurs, de sorte à pouvoir pivoter autour d’un premier axe et autour d'un deuxième axe, les deux axes étant différents, en vue de balayer un volume conique ou tronconique. Cet agencement vise à permettre un balayage automatisé des tissus mammaires. Le deuxième axe de pivotement peut être un axe longitudinal du boîtier. Le deuxième axe de pivotement et le premier axe de pivotement peuvent avoir n'importe quelle relation appropriée qui fournit un chemin de balayage souhaité. Par exemple, le deuxième axe peut être disposé par rapport au transducteur de telle sorte que le pivotement du transducteur autour du deuxième axe l'amène à balayer une région telle qu'une région annulaire, une région en forme de disque ou sphéroïdale. Par exemple, le premier axe de pivotement est incliné par rapport au deuxième axe de pivotement, et orienté de telle sorte que le transducteur soit approximativement perpendiculaire au tissu en cours de balayage à tout moment. Ou, par exemple, les premier et deuxième axes peuvent être décalés et parallèles ou sensiblement parallèles. Le système comprend également une fenêtre rigide ou flexible, pouvant être configurée pour s'adapter à une région du corps de l’utilisateur pendant le fonctionnement. Le système comprend également une partie de positionnement incorporée ou interfacée avec la fenêtre, pour assurer un positionnement fiable et reproductible de l'ensemble scanner par rapport au corps de l'utilisateur, par exemple un vêtement, comme un soutien-gorge. Le système permet de produire des échographies reproductibles du tissu mammaire. A cette fin, il comprend un accessoire de positionnement pour fixer le scanner à ultrasons par rapport au tissu mammaire dans une position et/ou une pression reproductible.
[0020] L’article “d novel two-axis micromechanical scanning transducer for handheld 3D ultrasound and photoacoustic imaging' de CHIH-HSIEN HUANG, de PROGRESS IN BIOMEDICAL OPTICS AND IMAGING, SPIE - INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, BELLINGHAM, WA, US, vol. 9708, du 15 mars 2016, pages 97081X-1-97081X-8 rend compte du développement d’un nouveau transducteur à balayage micromécanique à deux axes pour l’imagerie échographique 3D portable. Il se compose d’un transducteur ultrasonore miniaturisé à élément unique piloté par un micro actionneur électromagnétique unique à 2 axes immergé dans le liquide. Avec une fréquence de balayage mécanique de 19,532 Hz et un taux de répétition des impulsions ultrasonores de 5 kHz, le transducteur de balayage a été balayé le long de 60 trajets concentriques avec 256 points de détection sur chacun pour simuler un réseau physique de transducteurs ultrasonores 2D de 60 x 256 éléments. A l’aide du transducteur à balayage, une imagerie échographique 3D par écho impulsionnel de deux disques de silicium immergés dans l’eau comme cible d’imagerie a été réalisée avec succès. Ce transducteur ne nécessite pas d’électronique d’acquisition de données multicanaux complexe et coûteuse.
RÉSUMÉ
[0021] Il existe le besoin de disposer d’une sonde exocavitaire 2D, apte à fonctionner en mode B, et d’un échographe comportant une telle sonde qui soient polyvalents, dans le sens ou le terme polyvalent a été précédemment défini. Cette polyvalence implique notamment que la sonde puisse fonctionner avec des fréquences différentes.
[0022] Il existe le besoin de disposer d’une sonde exocavitaire qui en plus d’être polyvalente soit robuste, fiable, facile d’utilisation, d’un coût limité, ayant des exigences de maintenance minimales.
[0023] Il existe aussi le besoin que la sonde outre d’être polyvalente soit légère et aussi compacte que possible. [0024] Dans le même but, il existe le besoin de disposer d’une sonde exocavitaire polyvalente qui procure une bonne qualité d’image, notamment évitant ou diminuant les effets négatifs tels qu’ atténuation acoustique, échos, réverbérations, et autres artefacts d’imagerie pouvant biaiser l'information recherchée par l’échographie et rendre impossible l'interprétation des images obtenues ou engendrer des erreurs.
[0025] Dans le même but, il existe le besoin de disposer d’une sonde exocavitaire polyvalente, donnée, dont le nez puisse être mis au contact de toute région appropriée exocavitaire de la peau du corps (y compris en intercostal), déplacé et orienté selon les besoins et, le cas échéant, même quelque peu enfoncé dans le corps, tout en restant opératoire et sans générer chez le sujet examiné une douleur excessive. Une telle sonde ne doit pas être dédiée à un usage limité à une seule partie du corps et un seul examen.
[0026] Dans le même but, il existe le besoin de disposer d’une sonde exocavitaire dont le nez de la sonde et l’apex du boitier (y compris la fenêtre acoustique) soient adaptés à la conception du transducteur.
[0027] Tels sont les problèmes auxquels l’invention apporte une solution.
[0028] A cet effet, selon un premier aspect, l’invention a pour objet une sonde échographique exocavitaire pour l’examen d’un organe d’un sujet situé dans une partie du corps de celui-ci à une certaine profondeur et d’une certaine largeur, ayant un référentiel à trois axe/directions : axe arrière-avant, direction droite-gauche et direction bas-haut et un référentiel à trois plans : plan de coupe-balayage, plan de contact et plan sagittal, la sonde ayant une tête de sonde incluant un nez terminal et étant telle que :
- un boitier comporte un élément frontal incluant un apex terminal incorporant une fenêtre acoustique, et un compartiment humide empli d’un liquide de couplage acoustique, dans lequel se trouve le transducteur MUT,
- le transducteur MUT, auquel sont associés des moyens d'excitation impulsionnelle permettant d’assurer une échographie, porté par et logé dans le boitier, de sorte à pouvoir être déplacé par des moyens moteur / d’entraînement logés dans le boitier,
- le transducteur MUT est écarté à l’arrière de la face intérieure de la fenêtre acoustique de sorte à ne pas interférer avec elle.
[0029] Cette sonde échographique est telle que :
- le transducteur MUT est unique, - l’unique transducteur MUT est porté à pivotement autour d’un axe de battement de direction bas-haut, de sorte à pouvoir être déplacé dans le plan de coupe-balayage, le balayage du transducteur MUT étant uniquement dans le plan de coupe-balayage et uniquement mécanique,
- les moyens moteur / d’entraînement comprennent un unique moteur notamment un moteur pas à pas ou un moteur sans balai,
- les moyens moteur/d’ entraînement sont aptes à assujettir le transducteur MUT à un balayage mécanique oscillant uniquement dans le plan de coupe-balayage, sur une course de balayage,
- les moyens moteur / d’entraînement et le transducteur MUT sont agencés et pilotés pour pouvoir fonctionner avec plusieurs courses de balayage différentes, de façon discrète ou continue,
- la sonde comporte une partie formant poignée de forme ergonomique par l’intermédiaire de laquelle elle peut être déplacée, le boitier pouvant être saisi, par la main de l’opérateur et déplacé,
- l’épaisseur de la fenêtre acoustique est déterminée en sorte d’être suffisamment rigide pour ne pas être déformée lorsqu’elle est au contact de la région appropriée de la peau, enfoncée le cas échéant,
- la face extérieure de la fenêtre acoustique présente, dans le plan de coupe-balayage, un profil incurvé en arc, symétrique par rapport à Taxe arrière-avant, et comportant un tronçon incurvé médian et, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux adjacents tangentiellement à la paroi latérale périphérique de boitier, la sonde étant polyvalente, apte à des examens différents, des organes différents, des profondeurs différentes et une application de la sonde sur des régions différentes de la peau du corps du sujet, moyennant des déplacements, différentes orientations, et, le cas échéant, un certain enfoncement dans le corps.
[0030] Selon une réalisation, Tunique transducteur MUT est sans balayage électronique, Tunique transducteur MUT étant dépourvu de moyens de balayage électronique dans le plan de coupe-balayage ou comportant des moyens de balayage électronique inactifs dans le plan de coupe-balayage lorsque la sonde est en fonctionnement.
[0031] Selon les réalisations, le transducteur MUT est de type à large bande passante, et/ou est agencé et piloté pour être apte à fonctionner avec plusieurs distances focales différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 10 mm et 250 mm. Selon les réalisations, les moyens moteur / d’entraînement et le transducteur MUT sont agencés et pilotés pour pouvoir fonctionner avec plusieurs courses de balayage différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 30° et 120°.
[0032] Selon une caractéristique, la fréquence, la distance focale et la course de balayage sont pilotées à partir de la valeur de la profondeur et/ou la largeur de la partie du corps et de l’organe à examiner. Selon une réalisation, la sonde comprend une seule et unique fenêtre acoustique, dont la dimension en direction droite-gauche dans le plan de balayage est plus grande que sa dimension en direction bas-haut.
[0033] Selon une caractéristique, la dimension de la fenêtre en direction droite-gauche dans le plan de balayage est choisie en sorte d’être apte au passage des lignes ultrasoniques du transducteur MUT ayant la plus grande étendue d’investigation.
[0034] Selon une caractéristique, l’apex et la fenêtre acoustique sont doublement incurvés, dans la direction droite-gauche et dans la direction bas-haut.
[0035] Selon les réalisations : :
- la dimension hors tout de la tête en direction droite-gauche est plus grande que sa dimension hors tout direction bas-haut, et/ou
- la dimension hors tout de la tête en direction arrière-avant est voisine de sa dimension hors tout en direction bas-haut.
[0036] Selon une réalisation, la fenêtre acoustique est réalisée en un matériau choisi pour avoir une impédance acoustique proche de celle de l'eau, notamment le polyméthylpentène, le liquide de couplage acoustique est choisi pour avoir une impédance acoustique proche de celle de l'eau, notamment le mono-propylène glycol, l’épaisseur de la fenêtre acoustique est déterminée en sorte que la fenêtre acoustique soit suffisamment rigide pour ne pas être déformée lorsqu’elle est au contact de la région appropriée de la peau, enfoncée le cas échéant, et apte à permettre le passage des lignes ultrasoniques. Selon une réalisation, la fenêtre acoustique a une épaisseur qui, à +/- 10% près, est la même sur toute son étendue, en particulier a une épaisseur de 2,20 mm +/- 20%.
[0037] Selon une réalisation, la paroi d’apex et la paroi latérale périphérique de la paroi frontale de boitier forment une seule paroi monobloc et mono-matériau, réalisée par moulage, avec une épaisseur plus petite pour la fenêtre acoustique et une épaisseur plus grande hors de la fenêtre acoustique. [0038] Selon une réalisation, la face extérieure de la paroi d’apex et la paroi latérale périphérique de la paroi frontale de boitier est plate au sens d’être dépourvue de creux ou de reliefs prononcés comme des arrondis formant arêtes, la face extérieure et la face intérieure de la paroi d’apex étant soit texturées soit non texturées.
[0039] Selon une réalisation, la paroi d’apex a une forme ressemblant à celle d’une portion de tore.
[0040] Selon une réalisation, la fenêtre acoustique a en projection sur le plan de contact une forme oblongue, dont le grand côté est dans le plan de coupe-balayage, notamment une forme oblongue avec deux arrondis terminaux.
[0041] Selon une caractéristique, la face extérieure de la fenêtre acoustique présente, dans le plan de coupe-balayage, un profil en courbe polynomiale paramétrique, comme une courbe de Bézier ou s’apparentant à une courbe de Bézier.
[0042] Selon une autre caractéristique, la face extérieure de la fenêtre acoustique présente, dans le plan de coupe-balayage, un profil incurvé en arc, symétrique par rapport à l’axe arrière- avant, et comportant un tronçon incurvé médian et, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux adjacents tangentiellement à la paroi latérale périphérique de boitier, le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian étant plus grand que le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale droite ou gauche de chaque tronçon collatéral, le rayon de courbure du tronçon médian diminuant à partir de son centre, de part et d’autre.
[0043] Selon une caractéristique, le centre du rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian est écarté vers l’arrière de l’axe de battement du transducteur MUT.
[0044] Selon des réalisations, le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian est compris entre 1,8 fois et 2,4 fois le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale droite ou gauche de chaque tronçon collatéral, et/ou la longueur d’arc du tronçon médian est comprise entre 2,4 fois et 2,9 fois la longueur d’arc de chaque tronçon collatéral et/ou l’angle d’ouverture du tronçon médian est égal, à ± 10% près, à l’angle d’ouverture de chaque tronçon collatéral, et/ou l’angle d’ouverture du tronçon médian est compris entre 11° et 13°.
[0045] Selon des réalisations, le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc du tronçon médian est compris entre 90 mm et 110 mm, notamment égal à 100 mm ± 10%, et/ou la longueur de l’arc du tronçon médian est comprise entre 22 mm et 30 mm, plus particulièrement entre 24,5 mm et 28,5 mm. Et, le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc de chaque tronçon collatéral est compris entre 40 mm et 55 mm, notamment égal à 48 mm ± 10%, et/ou la longueur de l’arc de chaque tronçon collatéral est comprise entre 8,5 mm et 11,5 mm, plus particulièrement entre 9,5 mm et 11 mm.
[0046] Selon des réalisations, le transducteur MUT a en élévation une forme circulaire ou carrée ou proche d’un carré, les cellules élémentaires du transducteur pouvant être pilotées de façon annulaire ou matricielle.
[0047] Selon une réalisation, le moyen support du transducteur MUT est un tambour, et les moyens moteur/d’entraînement comprennent un unique moteur notamment un moteur pas à pas ou un moteur sans balai.
[0048] Selon des réalisations, avec les défauts des moyens moteur/d’entraînement, il existe un décalage angulaire entre les lignes ultrasoniques aller et les lignes ultrasoniques retour et la sonde comporte un moyen de correction du décalage.
[0049] Selon une réalisation, des moyens aptes à faire varier la vitesse de balayage mécanique sont associés aux moyens moteur/d’entraînement.
[0050] Selon une réalisation, le boitier comporte une section arrière de boitier ayant une face extrême arrière, extérieure formant zone de poussée vers l’avant de la sonde, conçue pour ne pas comporter d’organe saillant de façon substantielle, telle que typiquement un câble de liaison à demeure.
[0051] Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un échographe, comprenant une sonde telle qu’elle a été décrite et des moyens complémentaires de fonctionnement, comme des moyens électronique analogique et numérique, des moyens de traitement du signal, des moyens d’alimentation électrique, des moyens de commande, des moyens de visualisation et traitement d’image, des moyens d’enregistrement, des moyens de communication, des moyens de traitements informatiques. En particulier, la sonde est associée fonctionnellement et sans câble de liaison à un dispositif numérique portable pouvant exécuter une application programmée convenant à l'exécution de certaines fonctionnalités, tel que notamment un téléphone portable ou une tablette.
[0052] Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet un élément frontal d’un boitier de sonde échographique telle qu’elle a été précédemment décrite, ledit élément frontal correspondant à la tête de la sonde, ledit élément frontal ayant une partie extrême libre avant formant un apex correspondant au nez de la sonde et où se trouvent une fenêtre acoustique et une zone de contact peau de plan moyen de contact, ledit élément frontal étant formé par une paroi frontale de boitier bombée, comprenant une paroi d’apex de forme ressemblant à celle d’une portion de tore, et une paroi latérale périphérique, ledit élément frontal présentant une face extérieure convexe et une face intérieure concave, tel que :
- la paroi d’apex et la paroi latérale périphérique forment une seule paroi monobloc et mono-matériau, réalisée par moulage, avec une épaisseur plus petite pour la fenêtre acoustique et une épaisseur plus grande hors de la fenêtre acoustique,
- la fenêtre acoustique a en projection sur le plan de contact une forme oblongue dont le grand côté est situé dans un plan de coupe-balayage dans lequel se déplacent les lignes de tir et d’exploration du transducteur MUT de la sonde,
- la face extérieure de la fenêtre acoustique présente, dans le plan de coupe-balayage, un profil en courbe polynomiale paramétrique, comme une courbe de Bézier ou s’apparentant à une courbe de Bézier,
- la face extérieure de la fenêtre acoustique présente, dans le plan de coupe-balayage, un profil incurvé en arc, comportant un tronçon incurvé médian et, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux, le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian étant plus grand que le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale de chaque tronçon collatéral, le rayon de courbure du tronçon médian diminuant à partir de son centre, de part et d’autre.
[0053] Selon une réalisation, le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian est compris entre 1,8 fois et 2,4 fois le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale droite ou gauche de chaque tronçon collatéral, et/ou la longueur d’arc du tronçon médian est comprise entre 2,4 fois et 2,9 fois la longueur d’arc de chaque tronçon collatéral et/ou l’angle d’ouverture du tronçon médian est égal, à ± 10% près, à l’angle d’ouverture de chaque tronçon collatéral, et/ou l’angle d’ouverture du tronçon médian est compris entre 11° et 13°.
[0054] Selon une réalisation, le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc du tronçon médian (30) est compris entre 90 mm et 110 mm, notamment égal à 100 mm ± 10%, et/ou la longueur de l’arc du tronçon médian (30) est comprise entre 22 mm et 30 mm, plus particulièrement entre 24,5 mm et 28,5 mm.
[0055] Selon une réalisation, le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc de chaque tronçon collatéral (31) est compris entre 40 mm et 55 mm, notamment égal à 48 mm ± 10%, et/ou la longueur de l’arc de chaque tronçon collatéral (31) est comprise entre 8,5 mm et 11,5 mm, plus particulièrement entre 9,5 mm et 11 mm. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Fig. 1
[0056] [Fig. 1] est une représentation en perspective, de l’extérieur, d’une réalisation d’une sonde conforme à l’invention en situation de pouvoir juste être amenée au contact sur le corps d’un sujet pour un examen échographique, selon la pratique la plus courante. Dans cette figure, la tête de sonde et son nez sont situés en bas alors que la section arrière de boitier avec sa face extrême arrière est située en haut. Cette figure montre plus particulièrement les éléments assemblés du boitier, dont l’élément frontal, une section médiane de boitier et une section arrière de boitier avec sa face extrême arrière. Elle montre également une commande « marche- arrêt ». Elle montre également que la sonde comporte une partie formant poignée par l’intermédiaire de laquelle elle peut être déplacée sur et par rapport au corps du sujet pour un examen échographique.
Fig. 2
[0057] [Fig. 2] est une représentation, en plan sensiblement vertical, de la sonde de fig. 1 posée à plat sur un plan sensiblement horizontal. Cette figure montre un référentiel à trois axe/directions perpendiculaires et un référentiel à trois plans perpendiculaires, à savoir un axe arrière-avant (disposé dans le plan de fig. 2) qui est l’axe d’extension principale de la sonde, une direction droite-gauche (disposée perpendiculairement au plan de fig. 2) qui est sensiblement horizontale et perpendiculaire à l’axe arrière-avant, une direction bas-haut (disposée dans le plan de fig. 2) qui est sensiblement verticale, un plan de coupe-balayage (disposé perpendiculairement au plan de fig. 2) qui est défini par l’axe arrière-avant et la direction droite-gauche, un plan de contact (disposé perpendiculairement au plan de fig. 2) qui est défini par la direction droite-gauche et la direction bas-haut, et un plan sagittal (qui est dans le plan de fig. 2) qui est défini par l’axe arrière-avant et la direction bas-haut.
Fig. 3
[0058] [Fig. 3] est une représentation, en perspective et en situation d’utilisation, d’un échographe selon l’invention, comportant une sonde telle que celle de fig. 1. Cette figure montre la sonde, un téléphone portable faisant partie de F échographe, les mains du praticien opérateur tenant respectivement le téléphone portable et la sonde, par sa partie formant poignée, la peau du sujet avec laquelle est en contact, moyennant un léger enfoncement, la tête de la sonde. Elle montre également que le téléphone portable comporte une commande pour le réglage souhaité. Fig- 4
[0059] [Fig. 4] est une représentation en élévation de l’élément frontal de boitier (correspondant à la tête de sonde), avec l’apex de boitier (correspondant au nez de sonde), montrant la partie en élévation de la face extérieure de la paroi frontale de boitier (paroi d’apex et paroi latérale périphérique). Cette figure montre la fenêtre acoustique et le bord arrière de l’élément frontal de boitier.
Fig- 5
[0060] [Fig. 5] est une représentation de côté de l’élément frontal de boitier de fig. 4, montrant la partie de côté de la face extérieure de la paroi frontale de boitier (paroi d’apex et paroi latérale périphérique). Cette figure montre la fenêtre acoustique et le bord arrière de l’élément frontal de boitier.
Fig- 6
[0061] [Fig. 6] est une représentation, dans la direction avant de la sonde, de l’élément frontal de boitier de fig. 4 montrant la face extérieure et la face intérieure de la paroi frontale de boitier, la face intérieure de la paroi d’apex et de la paroi latérale périphérique, la fenêtre acoustique et le bord arrière de l’élément frontal de boitier.
Fig. 7
[0062] [Fig. 7] est une représentation, dans la direction arrière de la sonde, de l’élément frontal de boitier de fig. 4 montrant la face extérieure de la paroi frontale de boitier (paroi d’apex et paroi latérale périphérique), la fenêtre acoustique et le bord arrière de l’élément frontal de boitier.
Fig. 8
[0063] [Fig. 8] est une représentation en coupe selon le plan de coupe-balayage et la ligne VIII- VIII de fig. 7, de l’élément frontal de boitier de fig. 4 montrant la face extérieure et la face intérieure de la paroi frontale de boitier, à savoir de sa paroi d’apex et de sa paroi latérale périphérique, la fenêtre acoustique, la paroi latérale périphérique de boitier, et le bord arrière de l’élément frontal de boitier.
Fig. 9
[0064] [Fig. 9] est une représentation partielle de fig. 8, à plus grande échelle. Cette figure illustre que la fenêtre acoustique et la paroi latérale périphérique de la paroi frontale de boitier forment une seule paroi monobloc ayant une épaisseur e plus petite pour la fenêtre acoustique et une épaisseur E plus grande hors de la fenêtre acoustique, que la face extérieure de la paroi d’apex et la paroi latérale périphérique de la paroi frontale de boitier ne comportent pas de creux ou de reliefs prononcés comme des arrondis formant arêtes, que les faces intérieure et extérieure de la fenêtre acoustique sont substantiellement parallèles, et que la face extérieure de la fenêtre acoustique présente, dans le plan de coupe-balayage, un profil incurvé en arc, comportant un tronçon incurvé médian et un tronçon incurvé collatéral adjacent tangentiellement à la paroi latérale périphérique de boitier, de rayons de courbure différents.
Fig. 10
[0065] [Fig. 10] est une représentation en coupe selon le plan sagittal de la sonde et la ligne X-X de fig. 4, de l’élément frontal de boitier montrant la face extérieure et la face intérieure de la paroi frontale de boitier, à savoir de sa paroi d’apex et de sa paroi latérale périphérique, la fenêtre acoustique et le bord arrière de l’élément frontal de boitier.
Fig. H
[0066] [Fig. 11] est une représentation schématique en coupe selon le plan de coupe-balayage illustrant la fenêtre acoustique, les parties attenantes de l’apex de la paroi frontale de boitier, le compartiment humide de la sonde avec sa paroi de séparation étanche, empli d’un liquide de couplage acoustique, un tambour à section droite transversale de contour circulaire, monté rotatif oscillant autour de son axe, lequel est un axe de battement (dans le plan de fig.l l). Le tambour porte fixement sur sa face périphérique cylindrique, tangentiellement, l’unique transducteur MUT, assujetti exclusivement à un balayage mécanique oscillant. Sur cette figure sont illustrées deux courses de balayage mécanique possible du transducteur MUT, une plus petite course et une plus grande, les deux balayages interceptant la fenêtre acoustique.
Fig. 12
[0067] [Fig. 12] est une représentation schématique dérivée de celle de fig. 11 illustrant le début du balayage mécanique oscillant du transducteur MUT, de plus grande course de balayage mécanique, en vue d’un examen superficiel peu profond.
Fig. 13
[0068] [Fig. 13] est une représentation schématique analogue à fig. 12 illustrant F après début du balayage mécanique oscillant. Fig. 14
[Fig. 14] est une représentation schématique analogue aux fig. 12 et 13 illustrant la fin du balayage mécanique oscillant.
Fig. 15
[0069] [Fig. 15] est une représentation schématique dérivée de celle de fig. 11 illustrant le début du balayage mécanique oscillant du transducteur MUT, de plus petite course de balayage mécanique en vue d’un examen assez profond.
Fig. 16
[0070] [Fig. 16] est une représentation schématique analogue à fig. 15 illustrant l’après début du balayage mécanique oscillant.
Fig. 17
[0071] [Fig. 17] est une représentation schématique analogue aux fig. 15 et 16 illustrant la fin du balayage mécanique oscillant.
Fig. 18
[0072] [Fig. 18] est une représentation schématique en coupe selon le plan sagittal de sonde illustrant la fenêtre acoustique, les parties attenantes de l’apex de la paroi frontale de boitier, le tambour cylindrique rotatif oscillant autour de son axe - axe de battement - (dans le plan de fig.18), et l’unique transducteur MUT porté fixement tangentiellement sur la face périphérique cylindrique du tambour, l’unique transducteur MUT étant agencé de sorte à être assujetti exclusivement à un balayage mécanique oscillant.
Fig. 19
[0073] [Fig. 19] est une représentation en perspective qui illustre les mouvements relatifs de translation et de rotation de la sonde par rapport au corps du sujet examiné.
Fig. 20
[0074] [Fig. 20] est une représentation en perspective d’un unique élément transducteur MUT mis en œuvre dans la sonde de l’invention. Cette figure montre les cellules élémentaires individuelles MUT, et leur agencement, de l’élément transducteur MUT
Fig. 21
[0075] [Fig. 21] est une représentation de face transducteur MUT de fig. 20. DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION
[0076] La description qui suit est faite en référence aux dessins des figures. Les termes utilisés doivent être compris et interprétés à la lumière du domaine de l’invention, des connaissances générales et de l’état de la technique présentés précédemment et des définitions données par la suite.
[0077] Une sonde 1, selon l’invention est une sonde échographique exocavitaire 2D caractérisée en ce qu’elle est polyvalente dans le sens précédemment défini, c’est-à-dire apte à différents usages, de différentes manières, et dans des contextes différents. La sonde 1 comporte, d’une part, une partie formant tête 2 par l’intermédiaire de laquelle elle peut être rendue opérationnelle en vue d’un examen échographique 2D, en mode B, et d’autre part, une partie formant poignée 3 par l’intermédiaire de laquelle elle peut être déplacée. La sonde 1 est multifréquence. La sonde 1 est sectorielle.
[0078] La sonde 1, et l’échographe qui la comporte, est destinée à réaliser un examen médical d’un organe OR (e.g. cœur, poumon, foie, rate, reins, tissus sous-cutanés, etc.) du corps CO d’un sujet (être humain ou animal), situé dans une partie du corps CO se trouvant à une certaine profondeur (profondeur variable selon les organes, et pouvant être comprise entre quelques millimètres et une vingtaine de centimètres) par rapport à la peau PE, et ayant une certaine largeur, et cela par une imagerie mettant en œuvre des ultrasons grâce à un transducteur. A cet effet, en fonction de l’examen souhaité, l’opérateur OP détermine une région appropriée de la peau du corps RAP (par ellipse région appropriée de la peau) qui est une surface définie limitée de la peau PE sur laquelle l’opérateur OP pourra ensuite mettre la sonde 1 au contact, l’orienter, et le cas échéant l’enfoncer modérément quelque peu, de sorte à pouvoir pratiquer l’examen souhaité grâce à la partie formant poignée 3, associée au déplacement de la sonde 1 par rapport au corps CO d’un sujet, ce qui participe à la polyvalence de la sonde 1 tout spécialement dans le cas d’une première orientation diagnostique ou bien d’un usage nomade ou en cas d’urgence. Pour les besoins de l’examen souhaité et la polyvalence exigée, la sonde 1 est conçue de sorte à pouvoir être déplacée sur, et par rapport à, la peau PE du corps CO grâce à la partie formant poignée 3 saisie par l’opérateur OP. Fig. 3 montre une main de l’opérateur OP manipulant la sonde 1 par la partie formant poignée 3 et tenant l’appareil numérique portable 6 par son autre main.
[0079] La sonde 1 comprend un transducteur. Selon la réalisation représentée sur les figures, le transducteur de la sonde 1 est spécialement choisi pour constituer un transducteur MUT 4, dans le sens où « transducteur MUT » (par ellipse de « élément transducteur MUT »), a été précédemment défini. Selon la réalisation représentée sur les figures, la sonde 1 comprend un seul transducteur MUT 4. Ainsi, la sonde 1 est à unique transducteur MUT 4. A l’unique transducteur MUT 4 sont associés des moyens d'excitation impulsionnelle. L’unique transducteur MUT 4 est de large bande passante. L’unique transducteur MUT 4 est réalisé par la mise en œuvre des techniques de micro fabrication de MEMS (Micro Electro Mechanical System). L’unique transducteur MUT 4 comprend un réseau d’un grand nombre de cellules élémentaires individuelles MUT 4i ayant chacune une fonction de transduction et disposant de ses propres électrodes, qui forment ensemble l’élément transducteur unique 4 (fig. 11 - 21). Selon des réalisations, le transducteur MUT a en élévation une forme circulaire ou carrée ou proche d’un carré, les cellules élémentaires du transducteur pouvant être pilotées de façon annulaire ou matricielle.
[0080] Les cellules élémentaires individuelles MUT 4i sont similaires entre elles, disposées de façon adjacentes et connectées électroniquement entre elles par des moyens électroniques de connexion. Les cellules élémentaires individuelles MUT 4i peuvent avoir des formes périphériques rondes, ou hexagonales, ou pour autant que cela soit techniquement possible, des formes autres mais fonctionnellement équivalentes. Dans la réalisation des dessins des fig. 20, 21, les cellules élémentaires individuelles MUT 4i sont organisées en sorte que Tunique élément transducteur MUT 4 ait une forme circulaire de disque, les cellules élémentaires individuelles MUT 4i étant agencées en anneaux concentriques. Pour autant que cela soit techniquement possible, les cellules élémentaires individuelles MUT 4i peuvent être organisées d’une façon autre qu’annulaire, mais équivalente fonctionnellement. Par exemple, une forme carrée ou proche d’un carré, les cellules élémentaires individuelles MUT 4i pouvant être pilotées de façon annulaire ou matricielle. Les cellules élémentaires individuelles MUT 4i sont conçues et agencées de sorte à pouvoir chacune être pilotées (et donc réglées et activées) indépendamment les unes des autres par des moyens électroniques de pilotage adaptés, responsifs à une commande d’un opérateur OP. Cette expression doit être comprise comme incluant le cas ou ce sont des groupes de cellules élémentaires individuelles MUT 4i qui sont excités séparément, et non pas une seule cellule élémentaire individuelle MUT 4i. Ce pilotage permet d’agir notamment sur la forme, la direction, la fréquence de fonde formée par les cellules et le balayage, la distance focale. Ainsi, Tunique transducteur MUT 4 de la sonde est conçu et agencé, et peut être piloté, pour être apte à fonctionner avec plusieurs fréquences différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 2 MHz et 10 MHz, ainsi qu’avec des distances focales différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 10 mm et 250 mm.
[0081] Chaque cellule élémentaire individuelle MUT 4i comprend notamment un substrat, une membrane déformable, une cavité entre la membrane et le substrat, des électrodes. Les différentes cellules élémentaires individuelles MUT 4i sont reliées par des moyens électroniques de connexion. L’élément transducteur MUT 4 peut être un CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer), ou un PMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer). L’unique transducteur MUT 4 est agencé de sorte à être assujetti exclusivement à un balayage mécanique oscillant. L’unique transducteur MUT 4 et ses moyens électroniques de pilotage sont à cet effet spécialement conçus et agencés pour que Tunique transducteur MUT 4 soit assujetti au seul balayage mécanique oscillant précédemment mentionné. Ces moyens électroniques de pilotage permettent aussi, notamment de commander la forme, la direction et la fréquence de fonde formée par les cellules élémentaires individuelles MUT 4i.
[0082] La sonde 1, comporte un boitier 5 de sonde qui enferme ses autres éléments constitutifs (transducteur ultrasonore, moyens support, moyens moteur/d’entrainement, moyens électroniques, moyens de communication, alimentation électrique, etc.).
[0083] La sonde 1 est destinée à être intégrée à un échographe comprenant en outre, et notamment, des moyens complémentaires tels que des moyens électronique analogique et numérique, de traitement du signal, d’alimentation électrique, de commande, de visualisation et de traitement d’image, d’enregistrement, de communication, de traitements informatiques, etc. En l’espèce (fig. 3), l’échographe comporte, outre la sonde 1, un appareil numérique portable 6 incluant des moyens pour exécuter une application programmée adaptée à l'exécution d’une fonctionnalité, comme par exemple un téléphone portable intelligent ou une tablette numérique. La sonde 1 et l’appareil numérique portable 6 comportent des moyens de communication réciproques qui, une fois implémentés, peuvent fonctionner notamment par le protocole WI-FI ou Bluetooth ou autre moyen de transmission sans fil, en sorte d’être associés fonctionnellement, mais sans câble de liaison entre la sonde 1 et l’appareil numérique portable 6. Les dispositions constructives précédentes permettent un usage nomade de la sonde 1 et contribuent à son caractère polyvalent et à celui de l’échographe, notamment en situation d’urgence ou pour une première orientation diagnostique [0084] La description détaillée porte sur une sonde 1 à tête 2 unique inséparable de la poignée
3. L’unique transducteur MUT 4 est alors associée à une seule et même tête 2 active qui, normalement, ne peut pas et ne doit pas être dissociée de la poignée 3. Dans d’autres réalisations non représentées, la sonde comporte 1 deux têtes pourvues chacune d’un unique transducteur MUT, et/ou la ou les têtes peuvent être dissociées de la poignée 3.
[0085] La sonde 1 est déplacée par l’opérateur OP grâce à la poignée 3, en sorte que la sonde 1 soit mise au contact de la région appropriée de la peau RAP, par la tête 2, plus précisément par l’intermédiaire d’une partie limitée de la face extérieure 7 du boitier 5 dénommée « zone de contact peau » 8, laquelle zone de contact peau 8 inclut la face extérieure 7a d’une fenêtre acoustique 9. Un gel échographique GE est préalablement déposé sur la région appropriée de la peau RAP (fig. 3, 12 - 17). Un tel gel échographique GE, connu ou à la portée de l’homme du métier, est un gel aqueux hydro soluble hypoallergénique dont l’impédance acoustique est proche de l’impédance acoustique de l’eau, elle-même proche de l’impédance acoustique de la peau PE. « Contact peau » doit être compris comme signifiant que la sonde 1 est au contact de la peau PE moyennant la présence entre eux - avec contact de part et d’autre - du gel échographique GE préalablement déposé.
[0086] D’une part, la sonde 1 comprend des moyens moteur/d’ entrainement de Tunique transducteur MUT 4, associés à lui de sorte à pouvoir le déplacer. D’autre part, Tunique transducteur MUT 4 est rigidement porté par, et fixé en position à, un tambour rotatif 11 (ou barillet, et plus généralement un moyen support rotatif), monté rotatif autour de son axe, qui est un axe de battement l ia (fig. 11 - 18). Selon la réalisation représentée sur fig. 11 - 18, le tambour 11 présente une forme générale cylindrique d’axe l ia et Tunique transducteur MUT 4 est disposé, fixé et immobilisé tangentiellement sur la face périphérique cylindrique du tambour 11, moyennant un certain écartement entre Taxe de battement 1 la et la face avant 24 de Tunique transducteur MUT 4. L’axe de Tunique transducteur MUT 4, perpendiculaire à sa face avant 24, est orthogonal sécant à Taxe de battement l ia (fig. 11). Le déplacement de Tunique transducteur MUT 4 correspond exclusivement au déplacement du tambour rotatif 11, c’est-à-dire un battement rotatif oscillant autour d’un seul axe, à savoir Taxe de battement l ia. Selon la réalisation représentée sur les figures, les moyens moteur/d’ entrainement de la sonde 1, sont exclusivement des moyens moteur/d’ entrainement 10, spécialement conçus, agencés, associés à Tunique transducteur MUT 4, et commandés de sorte que Tunique transducteur MUT
4, associé au tambour rotatif 11, puisse être déplacé de façon rotative oscillante autour d’un unique axe, à savoir Taxe de battement l ia, et être assujetti exclusivement au balayage mécanique oscillant précédemment mentionné. Le balayage mécanique oscillant assure le battement de l’unique transducteur MUT 4 dans un seul plan, à savoir un plan de coupe- balayage PB. Le terme « balayage » en relation avec l’unique transducteur MUT 4 de la sonde 1 se réfère au déplacement de la ligne de tir et d’exploration du transducteur.
[0087] Dans une réalisation, les moyens moteur/d’ entraînement 10 comprennent un unique moteur - et notamment un moteur pas à pas ou un moteur sans balai (dit brushless) - en prise directe ou en prise indirecte moyennant l’intermédiaire de poulies, courroies, engrenages, etc. avec le tambour 11. Les moyens moteur/d’ entrainement 10 assurent une fonction de balayage et de battement. Par « battement », il faut comprendre une rotation avec oscillation (aller et retour) de Tunique transducteur MUT 4 propre à assurer un balayage mécanique oscillant aller et retour (illustré par une double flèche sur fig.11), en regard de la fenêtre acoustique 9, sur une certaine course de balayage angulaire, afin que, activé, Tunique transducteur MUT 4 participe, lors du balayage mécanique oscillant, à l’examen médical envisagé (fig. 12 - 17). « Balayage mécanique oscillant » doit être compris ici comme relatif à un agencement et à un mode de fonctionnement dans lesquels les moyens moteur/d’entraînement 10 assurent le déplacement à rotation du tambour 11 et de Tunique transducteur MUT 4 qu’il porte de façon oscillante alternativement dans un sens et dans l’autre sur la course de balayage AM, dans le seul plan de coupe-balayage PB, autour de Taxe de battement l ia, s’agissant d’une sonde 2D. « Course de balayage » AM du transducteur MUT 4 désigne le champ surfacique couvert par ce transducteur lors de son mouvement de balayage autour de Taxe de battement l ia, c’est-à-dire l’angle du secteur depuis le transducteur MUT 4, dans lequel le transducteur MUT 4 est déplacé.
[0088] Il est prévu des moyens de pilotage appropriés (commande, début de rotation, fin de rotation) des moyens moteur/d’entraînement 10, en sorte que les moyens moteurs/d’ entraînement 10 commencent et finissent la rotation de battement avec la course de balayage angulaire et le sens approprié, pour que le tambour 11 soit positionné, et entraîné en rotation en vue du battement comme il convient. Avec les moyens moteur/d’entraînement 10 envisagés, il peut exister, lors du balayage, un décalage angulaire entre les lignes ultrasoniques aller et les lignes ultrasoniques retour. Pour y pallier, la sonde 1 peut alors comporter un moyen de correction d’un tel décalage. Pour les besoins de l’examen (fig. 19), l’opérateur OP peut déplacer la sonde 1 par rapport au corps CO, à savoir la faire glisser sur la peau PE (flèches GL), l’orienter par rapport au corps CO (flèches PI), et le cas échéant l’enfoncer dans le corps CO (flèche EN), en poussant le boitier 5 vers l’avant, moyennant une déformation locale DE de la peau PE, là ou la sonde 1 est en appui. Les autres moyens de la sonde 1 et les moyens complémentaires de l’échographe sont eux-aussi mis en œuvre pour produire in fine des images de l’organe OR examiné. Par sonde 1 sectorielle, il faut comprendre un agencement et un mode de fonctionnement dans lesquels les lignes d’exploration ultrasoniques sont divergentes, et un secteur de cercle exploré. Selon une caractéristique de la sonde 1, le balayage de l’unique transducteur MUT 4 est un balayage exclusivement et uniquement mécanique, sans aucun balayage électronique, contrairement à la mise en œuvre connue classique dans laquelle un transducteur MUT est à balayage électronique selon le concept phased-array. Par suite, Tunique transducteur MUT 4 de la sonde 1 est en l’espèce dépourvu de moyens propres à assurer un balayage électronique dans le plan de coupe-balayage PB ou bien, s’il comporte des moyens en vue d’un balayage électronique dans le plan de coupe-balayage, ces moyens sont inactifs ou rendus inactifs, au moins lorsque la sonde 1 est en fonctionnement. Par ailleurs, le balayage de Tunique transducteur MUT 4 de la sonde 1 est un balayage uniquement dans le plan de coupe- balayage PB, la sonde étant 2D. Les moyens moteur / d’entraînement 10 et l’unique transducteur MUT 4 sont agencés et pilotés pour pouvoir fonctionner avec plusieurs courses de balayage AM différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 30° et 120°, plus particulièrement entre 60° environ et 90° environ, comme illustré par fig. 11. Fig. 12 - 14 illustrent les différentes positions angulaires de Tunique transducteur MUT 4 pour une course de balayage totale AM de 90° et fig. 15 - 17 illustrent les différentes positions angulaires de Tunique transducteur MUT 4 pour une course de balayage totale AM de 60°. Ces fig. sont données à titre exemplatif, d’autres courses de balayage pouvant être envisagées.
[0089] Par fenêtre acoustique 9, on désigne ici l’élément du boitier 5 structurellement conçu et agencé pour, d’une part, pouvoir être traversé par les lignes ultrasoniques à partir de Tunique transducteur ultrasonore MUT 4 vers l’organe OR à examiner et en retour vers le transducteur MUT 4 (fig. 12 - 17), d’autre part, moyennant la zone de contact peau 8, être mis au contact, orienté, enfoncé le cas échéant, relativement à la région appropriée de la peau RAP (fig. 3, 19). La face extérieure 20a de la fenêtre acoustique 9 est incluse dans la zone de contact peau 8 qui, le cas échéant, comporte également une face extérieure d’entourage périphérique 9a autour de la fenêtre acoustique 9 (fig. 7, 8, 10, 12 - 17). La sonde 1 comporte une seule et unique fenêtre acoustique 9. Une fenêtre acoustique 9 telle qu’elle vient d’être définie ne doit pas être confondue avec ce qui est parfois appelé « fenêtre » (et même fenêtre acoustique dans certains documents de l’état de la technique) et qui, sous l’angle anatomique, est une région du corps dépourvue d'obstacles tels que os, cartilage dur, etc. qui pourraient entraver l’examen de l’organe souhaité. [0090] On peut définir pour la sonde 1 et ses éléments constitutifs (comme notamment le boitier 5, le tambour 11, l’unique transducteur MUT 4), un référentiel à trois axe/directions perpendiculaires et un référentiel à trois plans perpendiculaires.
[0091] Les axe/directions du référentiel à trois axe/directions sont ici dénommés conventionnellement (notamment moyennant des qualificatifs tels que « horizontal » et « vertical »), en considérant la sonde 1 posée à plat sur un plan horizontal, comme il est représenté en fig. 2. Cette position posée à plat est typiquement celle où la sonde 1 n’est pas utilisée (par exemple est rangée), mais en attente de future utilisation. Il est entendu que la sonde 1 peut se trouver dans l’espace dans toute position autre que posée à plat sur un plan horizontal et, de fait, la sonde 1 Test lors de son fonctionnement (fig. 1, 3, 19). Par suite, les termes « horizontal » et « vertical » ne sont pas limitatifs et ne sont utilisés qu’au fin de désignation. Les axe/directions du référentiel à trois axe/directions sont un axe arrière-avant AA, une direction droite-gauche DG et une direction bas-haut BH. L’axe arrière-avant AA, sensiblement horizontal sur fig. 2, et située dans le plan de fig. 2, est Taxe d’extension principale de la sonde 1 (et du boitier 5), passant par sa partie centrale allongée. « Avant » qualifie ce qui est dirigé vers le corps CO lorsque la sonde 1 est en fonctionnement et « arrière » qualifie ce qui est dirigé à l’opposé du corps CO. En utilisation ou juste avant l’utilisation de la sonde sur le corps CO, Taxe arrière-avant AA est vertical ou plus ou moins proche de la verticale comme illustré par fig. 1, 3 et 19. Il est perpendiculaire ou plus ou moins perpendiculaire au plan de fig. 11. La direction droite-gauche DG (voir fig. 6 et 7) est perpendiculaire à Taxe AA. Cette direction droite-gauche DG s’étend entre les deux côtés latéraux de la sonde 1 en fonctionnement. Sur fig. 2, la direction droite-gauche DG est sensiblement horizontale et perpendiculaire au plan de fig. 2. La direction bas-haut BH (référencée HB en fig. 6 et 7) est perpendiculaire à Taxe arrière-avant AA et perpendiculaire à la direction droite-gauche DG. Sur fig. 2, la direction bas-haut est sensiblement verticale et située dans le plan de fig. 2. L’axe de battement 1 la est dans la direction bas-haut BH (voir fig. 18).
[0092] Les plans du référentiel à trois plans sont ici dénommés conventionnellement (notamment moyennant les qualificatifs « coupe-balayage », « contact » et « sagittal ») en considérant la sonde en fonctionnement (fig. 3, 19). Les plans du référentiel à trois plans sont un plan de coupe-balayage PB, un plan de contact PC et un plan dénommé ici, relativement à la sonde 1, plan sagittal PS. Le plan de coupe-balayage PB (voir fig. 2 et 18) est défini par Taxe arrière-avant AA et la direction droite-gauche DG. Le plan de coupe-balayage PB est perpendiculaire au plan de fig. 2 (avec une trace horizontale) et il est le plan des fig. 11 à 17. Le plan de coupe-balayage PB est le plan, et plus précisément le seul et unique plan, dans lequel se déplacent les lignes de tir et d’exploration de l’unique transducteur MUT 4, lorsque celui-ci est entrainé en mouvement par les moyens moteur/d’ entraînement 10. La sonde 1 étant une sonde 2D, il y a un et un seul plan de coupe-balayage PB. Le plan de contact PC est défini par la direction droite-gauche DG et la direction bas-haut BH. Le plan de contact PC est perpendiculaire au plan de fig. 2 (avec une trace plus ou moins verticale). Le plan de contact PC est perpendiculaire au plan des fig. 8, 11 à 17 (avec trace plus ou moins horizontale), et perpendiculaire au plan de fig. 18 (avec trace plus ou moins verticale). Le plan de contact PC correspond au plan moyen où la zone de contact peau 8 est au contact de la région appropriée de la peau RAP. Le plan sagittal PS est défini par Taxe arrière-avant AA et la direction bas- haut BH. Le terme « sagittal » se réfère au caractère médian et longitudinal du plan ainsi dénommé, séparant virtuellement la sonde 1 en un côté droit et un côté gauche (voir direction droite-gauche DG).
[0093] Concernant la sonde 1, on distingue la tête de sonde 2 et un nez de sonde 12 (fig. 1, 3, 11 - 18). La tête de sonde 2 (ou par ellipse tête 2) est - et désigne - la partie avant de la sonde 1 où sont logés notamment le tambour 11 et Tunique transducteur MUT 4. Le nez de sonde 12 (ou par ellipse nez 12) est - et désigne plus précisément - la partie extrême libre avant de la tête 2 où se trouvent notamment la fenêtre acoustique 9 et la zone de contact peau 8. Le nez de sonde 12 fait donc partie de la tête de sonde 2. La sonde 1 comporte, outre la tête 8, une partie médiane de sonde 13 et une partie arrière de sonde 14 (fig. 1 - 3).
[0094] Le boitier 5 de sonde (ou par ellipse boitier 5) est un élément autoportant de la sonde 1 formé par un corps rigide dans son ensemble, par exemple en matière plastique, creux de sorte à délimiter un espace intérieur 15, étanche. Ce boitier 5 est déplaçable (notamment est portatif), et structurellement conçu et agencé pour, d’une part, supporter, loger, protéger les éléments intérieurs de la sonde 1 et, d’autre part, moyennant une forme ergonomique de la poignée 3, être saisi, par la main de l’opérateur OP, déplacé, positionné (par mise au contact, orientation, le cas échéant enfoncement) - par la zone de contact peau 8 - par rapport à la région appropriée de la peau RAP (fig. 3). « Intérieur » relatif à un élément de la sonde 1 qualifie que cet élément est situé dans l’espace intérieur 15. « Extérieur » relatif à un élément de la sonde qualifie que cet élément est situé hors de l’espace intérieur 15. L’opérateur OP est une personne mais pourrait être aussi être un robot comportant une interface de saisie du boitier 5. La description détaillée porte sur une sonde 1 ayant un boitier 5 de forme générale oblongue s’étendant en totalité selon Taxe arrière-avant AA. Dans d’autres réalisations non représentées, le boitier 5 présente une forme générale coudée en L avec d’un coté la tête qui s’étend selon l’axe arrière- avant AA et d’un autre côté, la poignée qui s’étend perpendiculairement à l’axe arrière-avant AA.
[0095] Concernant le boitier 5, on distingue d’abord un élément frontal de boitier 16 et un apex de boitier 17 (fig. 4 - 10). L’élément frontal de boitier 16 (ou par ellipse élément frontal 16) est - et désigne - la partie du boitier 5 disposée à l’avant de celui-ci, et correspondant à la tête 2. L’apex de boitier 17 (ou par ellipse apex 17) est - et désigne plus précisément - la partie extrême libre avant de l’élément frontal 16, correspondant au nez 12. Ainsi, l’apex 17 fait partie de l’élément frontal 16. L’élément frontal de boitier 16 comprend et plus précisément est formé par une paroi frontale de boitier 18, bombée de sorte, en premier lieu, à former une cavité intérieure pour supporter, loger et protéger les éléments de la sonde 1 disposés à l’intérieur de l’élément frontal de boitier 16, en deuxième lieu, à réaliser un passage pour les lignes ultrasoniques (fenêtre acoustique 9), et, en troisième lieu, à former la zone de contact peau 8. Une partie de la paroi frontale de boitier 18, vers l’extrémité avant, est une paroi d’apex 18a de l’apex 17 et une autre partie s’étendant depuis l’apex 17 vers l’arrière est une paroi latérale périphérique 18b. La paroi d’apex 18a et la paroi latérale périphérique 18b sont en prolongation continue l’une de l’autre et sont ici distinguées pour les besoins de la description. L’élément frontal de boitier 16, tout comme sa paroi latérale périphérique 18b, s’étend vers l’arrière jusqu’à un bord arrière périphérique 19, plus ou moins situé dans un plan parallèle à un plan de contact PC, qui délimite une ouverture arrière 19a. La paroi frontale de boitier 18 présente une face extérieure convexe 20a et une face intérieure concave 20b. Ainsi, la paroi d’apex 18a, qui a une forme ressemblant à celle d’une portion de tore, comporte une face extérieure 20a et une face intérieure 20b et, de même, la paroi latérale périphérique 18b comporte une face extérieure 20a et une face intérieure 20b. La face extérieure 20a de la paroi d’apex 18a comprend la zone de contact peau 8 apte à être conjuguée à la région appropriée de la peau RAP du corps CO en vue de l’examen, laquelle zone de contact peau 8 inclut la face extérieure 20a de la fenêtre acoustique 9. La zone de contact peau 8 peut comprendre, outre la face extérieure 20a de la fenêtre acoustique 9, la face extérieure d’un entourage périphérique 9a disposée autour de la fenêtre acoustique 9 et faisant partie de l’apex 17. Cette face extérieure d’entourage périphérique 9a prolonge en quelque sorte la face extérieure 20a de la fenêtre acoustique 9, de sorte que la zone de contact peau 8 ait une aire suffisante pour assurer un contact peau convenable. [0096] On se réfère aux fig. 1 - 5, 8, 10, 11 qui montrent que la face extérieure 20b de la paroi d’apex 18a et de la paroi latérale périphérique 18b est plate. Ici, « plat » a pour sens d’être dépourvu de creux ou de reliefs prononcés comme des arrondis formant des arêtes du type de celles qu’ont typiquement les éléments frontaux de boitier et les apex conçus pour épouser la forme de barrettes de transducteurs à balayage électronique. De tels arrondis formant des arêtes peuvent être aussi définis par un rayon de courbure transversal de l’ordre de quelques millimètres. De tels arrondis formant des arêtes auraient en effet pour effet de creuser ou plisser la peau PE à l’endroit d’application de la sonde 1, avec un désagrément pour le sujet. Cette disposition constructive n’exclut pas que la face extérieure 20a et/ou la face intérieure 20b de la paroi d’apex 18a, et plus particulièrement de la fenêtre acoustique 9, soit texturée. Par suite, la sonde 1 est telle que, selon les réalisations, la face extérieure 20a et/ou la face intérieure 20b de la paroi d’apex 18a, plus particulièrement de la fenêtre acoustique 9, soient texturées ou non texturées, une telle texturation ayant un très faible relief, bien inférieur à un arrondi formant arête, comme il vient d’être exposé. Le faible relief de texturation s’il est prévu n’a pas pour effet de creuser ou plisser la peau PE à l’endroit d’application de la sonde 1, et n’a pas comme conséquence un désagrément pour le sujet.
[0097] Dans la réalisation représentée sur les dessins des figures, notamment fig. 8 et 9, la paroi d’apex 18a, et donc la fenêtre acoustique 9, et la paroi latérale périphérique 18b de la paroi frontale de boitier 18 (y compris le cas échéant l’entourage périphérique 9a) forment une seule paroi monobloc et mono-matériau, réalisée par moulage, avec une épaisseur e pour la fenêtre acoustique 9 plus petite et une épaisseur E plus grande hors de la fenêtre acoustique (c’est-à-dire la paroi latérale périphérique 18b et le cas échéant l’entourage périphérique 9a).
[0098] Le boitier 5 est composé de plusieurs éléments assemblés, dont l’élément frontal 16. Ainsi, l’élément frontal 16 est un élément composant le boitier 5 qui peut être un objet autonome. Les éléments composant le boitier sont rigides, creux, et pourvus de moyens d’association réciproque rigide et étanche, notamment vers leurs bords libres, tels que saillies, rainures, colle, soudage, ou autre. Ces éléments de boitier sont en forme de paroi pleine. La conception de ces éléments de boitier et leur agencement peuvent faire l’objet de différentes formes de réalisation. Par exemple - et de façon non limitative - il peut être prévu, outre l’élément frontal 16, un unique élément complémentaire en forme générale de pseudo-cylindre fermé à l’arrière, ou plusieurs éléments complémentaires disposés le long de l’axe arrière-avant AA, en forme générale pseudo-annulaire (fig. 1 - 3) ou plusieurs éléments complémentaires disposés de part et d’autre du plan de coupe-balayage PB, en forme générale de pseudo-coque. Quelle que soit la forme de réalisation, on peut définir s’agissant du boitier 5, outre l’élément frontal 16, une section médiane de boitier 21 et une section arrière de boitier 22 comportant une face extrême arrière 23, extérieure, disposée dans la partie arrière de sonde 14, à l’extrémité opposée à celle de l’apex 17 (fig. 1 - 3). Le boîtier 5 présente une forme extérieure ergonomique de sorte à pouvoir être aisément manipulé par l’opérateur OP, notamment par sa section médiane 21 rétrécie, laquelle est interposée entre l’élément frontal 16 et la section arrière 22, renflés (fig. 1 - 3). Dans la réalisation représentée (fig. 3), la face extrême arrière 23, extérieure est bombée et convexe, et ne comporte pas de partie ou d’organe saillant de façon substantielle, telle que typiquement un câble de liaison à demeure, qui serait un obstacle à ce que cette face extrême arrière 23 forme une zone apte à permettre de pousser la sonde 1 vers l’avant, et sur laquelle l’opérateur OP peut appuyer avec la paume de la main (flèche AP fig. 3), pour enfoncer la sonde 1 dans le corps CO, ou la déplacer. Cette disposition constructive n’exclut pas la présence dans la face extrême arrière 20 d’un (ou plusieurs) ports USB (pour Universal Serial Bus) qui étant en creux et de taille limitée ne forme pas une saillie propre à gêner l’appui.
[0099] La description et les dessins des figures se réfèrent à un tambour 11. Cette réalisation n’est cependant pas limitative. En effet, au lieu et place du tambour 11, il peut être prévu un barillet, un plateau, un pivot, ou tout autre moyen support rotatif d’une autre forme de réalisation. L’unique transducteur MUT 4 est porté par le tambour support 11 et fixé rigidement à lui par tout moyen adapté (vis, colle, etc.). Le tambour 11 est monté rotatif autour de Taxe de battement 1 la de direction bas-haut BH (fig. 11 - 18). Le tambour 11 et son axe l ia sont logés dans l’élément frontal de boitier 16, de sorte que L’unique transducteur MUT 4 se trouve dans l’apex 17 vers la fenêtre acoustique 9. Plus précisément, le tambour 11 et Tunique transducteur MUT 4 qu’il porte sont logés dans un compartiment humide 25 de la sonde 1, disposé vers l’avant, dans Taxe arrière-avant AA, empli d’un liquide de couplage acoustique 25a choisi typiquement comme il est connu de l’homme du métier, pour avoir une impédance acoustique proche de celle de l'eau, notamment le mono-propylène glycol (fig. 11 - 17). Ainsi qu’il est représenté de façon symbolique sur les dessins des fig. 11 - 17, il est prévu une paroi de séparation 25b entre le compartiment humide 25 et un compartiment sec 26 de la sonde 1 enfermant notamment ses moyens électroniques. La paroi de séparation 25b est en contact étanche avec la face intérieure 20b de la paroi frontale de boitier 18, en sorte d’entourer la paroi d’apex 18a. Ainsi, la fenêtre acoustique 9 est située au droit du compartiment humide 25, sa face intérieure 20b étant dans le compartiment humide 25. Le plan du tambour 11 se trouve dans le plan de coupe-balayage PB, ou adjacent à lui, en sorte que le balayage réalisé par le transducteur MUT 4 se trouve dans le plan de coupe-balayage PB. L’axe de battement 1 la du tambour 11 est fixé directement ou indirectement au boitier 5. Dans la réalisation des dessins des figures, le transducteur MUT 4 est porté et fixé vers la périphérie 11b du tambour 11, qui est relativement plat, cette réalisation n’étant qu’exemplative et nullement limitative. L’axe du transducteur MUT 4, à savoir l’axe de sa face avant 24, est sensiblement orthogonal à la direction bas-haut BH. Un écartement 32 est ménagé entre la face avant 24 du transducteur MUT 4 et la face intérieure 20b de la fenêtre acoustique 9, le transducteur MUT 4 étant ainsi écarté à l’arrière de la face intérieure 20b de la fenêtre acoustique 9 n'interférant pas avec elle lors du battement, Cet écartement 32 est limité, en sorte à permettre le battement du transducteur MUT 4, du liquide de couplage acoustique étant présent entre les faces 24 et 20b. Est assuré une proximité, notamment une proximité élevée, telle que la plus élevée possible, entre la face avant 24 du transducteur MUT 4 et la face intérieure 20b de la fenêtre acoustique 9. Par exemple, cet écartement 32 est de Tordre de 6 mm. D’autre part, selon une réalisation, Taxe de battement l ia du transducteur MUT 4 est écarté, selon Taxe arrière-avant AA, de la face extérieure de la fenêtre acoustique d’une distance de Tordre de 18 mm à 22 mm.
[0100] L’échographe et plus spécialement la sonde 1 comporte une commande « marche- arrêt » 27 (fig. 1) et une commande 28 pour le réglage souhaité (fig. 3), par exemple à partir de l’appareil numérique portable 6, par exemple sous la forme d’un curseur, lequel curseur illustrant la caractère continu de la variation de tel ou tel paramètre de fonctionnement de Tunique transducteur MUT 4 (e.g. fréquence, distance focale, course de battement) ou de tel paramètre de l’utilisation de la sonde (e.g. la profondeur et/ou la largeur de l’exploration). Selon une réalisation, par exemple, il peut être prévu un unique paramètre de pilotage qui est la profondeur de l’exploration, les autres paramètres étant déterminés en conséquence. Dans cette réalisation, la fréquence, la distance focale et la course de balayage AM de Tunique transducteur MUT 4 sont pilotées par l’opérateur OP à partir de la valeur de la profondeur de la partie du corps CO et de l’organe OR à examiner. Selon une autre réalisation il peut être prévu plusieurs paramètres de pilotage, comme la fréquence et la focale.
[0101] La fenêtre acoustique 9, la paroi d’apex 18a, et la paroi latérale périphérique 18b sont réalisés en un matériau choisi pour avoir une impédance acoustique proche de celle de l'eau, notamment le polyméthylpentène. L’épaisseur de la fenêtre acoustique 9 est déterminée en sorte d’être d’une part, suffisamment rigide pour ne pas être déformée lorsqu’elle est au contact de la région appropriée de la peau RAP, enfoncée le cas échéant, et, d’autre part, apte à permettre le passage des lignes ultrasoniques LU. La fenêtre acoustique 9 a une épaisseur e qui, à +/- 10% près, est la même sur toute son étendue, en particulier a une épaisseur de 2,20 mm +/- 20%.
[0102] Les caractéristiques de forme, de dimensions et d’agencement de l’élément frontal de boitier 16 avec son apex de boitier 17, y compris la fenêtre acoustique 9, sont adaptés à la présence de l’unique transducteur MUT 4 monté mobile à balayage mécanique oscillant et à l’objectif de polyvalence précédemment exposé. Elles sont adaptées également de sorte que la sonde 1 soit compacte et légère, outre que robuste, fiable, facile d’utilisation, d’un coût limité, ayant des exigences de maintenance minimales. Elles sont également adaptées de sorte que la sonde 1 procure une bonne qualité d’image, notamment évitant ou diminuant les effets négatifs tels qu’ atténuation acoustique, échos, réverbérations, et autres artefacts d’imagerie pouvant biaiser l'information recherchée par l’échographie et rendre impossible l'interprétation des images obtenues ou engendrer des erreurs. Elles sont également adaptées de sorte que le nez puisse être mis au contact de toute région appropriée exocavitaire de la peau PE du corps CO (y compris en intercostal, fig. 15 - 17), déplacé et orienté selon les besoins et, le cas échéant, même quelque peu enfoncé dans le corps, tout en restant opératoire et sans générer chez le sujet examiné une douleur excessive. Ces caractéristiques de forme, de dimensions et d’agencement ressortent des - et sont illustrées par les - dessins schématiques notamment des fig. 4 - 10.
[0103] Ainsi, dans la réalisation des dessins schématiques des figures (fig. 4, 5), la tête 2, et plus particulièrement l’élément frontal de boitier 16, présente sa plus grande dimension LOT en direction droite-gauche DG. Elle présente sa plus grande dimension LOT en direction droite- gauche DG et sa plus grande dimension LAT en direction bas-haut BH, dans le voisinage de l’ouverture arrière 19a, dont le bord arrière périphérique peut comporter un décrochement rentrant 19b (fig. 1, 4, 8). Sa dimension hors tout LOT en direction droite-gauche DG est plus grande, que sa dimension hors tout LAT en direction bas-haut BH par exemple de Tordre de 2 à 3 fois (fig. 4, 5). La tête 2, et plus particulièrement l’élément frontal de boitier 16, présente sa plus grande dimension HAT en direction arrière-avant AA dans le voisinage de Taxe passant par les centres de l’ouverture arrière 19a et de la fenêtre acoustique 9. Cette dimension hors- tout HAT est voisine de sa dimension hors tout LAT en direction bas-haut BH.
[0104] Ainsi, toujours dans la réalisation des dessins schématiques des figures (fig. 2, 4, 5, 7, 8, 10 - 18), l’apex 17 et la fenêtre acoustique 9, à savoir plus précisément la paroi d’apex 18a qui inclut la fenêtre acoustique 9, sont doublement incurvés, dans la direction droite-gauche DG et dans la direction bas-haut BH, ce qui donne une forme ressemblant à celle d’une portion de tore. [0105] La fenêtre acoustique 9 a en projection sur le plan de contact PC une forme oblongue, avec deux grands côtés 29a, rectilignes, parallèles au plan de coupe-balayage PB, et deux petits côtés 29b, formant deux arrondis terminaux. La fenêtre acoustique 9 est disposée de sorte qu’elle soit coupée par le plan de coupe-balayage PB, qui est le aussi le plan de balayage des lignes ultrasoniques LU du transducteur MUT 4. La dimension LOF de l’unique fenêtre acoustique 9 en direction droite-gauche DG est choisie en sorte d’être apte au passage des lignes ultrasoniques LU avec la plus grande étendue d’investigation. Cette dimension LOF de la fenêtre acoustique 9 est plus grande que sa dimension LAF en direction bas-haut BH, de l’ordre par exemple de 3 à 4 fois (fig. 7).
[0106] Ainsi, toujours dans la réalisation des dessins schématiques des figures (fig. 8, 9), les faces extérieure 20a et intérieure 20b de la fenêtre acoustique 9 présentent, dans le plan de coupe-balayage PB, un profil en courbe polynomiale paramétrique, comme une courbe de Bézier ou s’apparentant à une courbe de Bézier. Ce profil est incurvé en arc, disposé symétriquement par rapport à l’axe arrière-avant AA, et comporte un tronçon incurvé médian 30 et, en outre, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux 31, lesquels sont adjacents tangentiellement à la paroi latérale périphérique 18b de boitier. Le rayon de courbure dans la zone centrale 30a du tronçon médian 30 est plus grand que le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale 31a, droite ou gauche, de chaque tronçon collatéral 31.
[0107] Ainsi, toujours dans la réalisation des dessins schématiques des figures (fig. 11), le centre 33 du rayon de courbure dans la zone centrale 30a (vers l’axe arrière-avant AA) du tronçon médian 30 est écarté vers l’arrière de l’axe de battement l ia du tambour 11 et des transducteurs 4. Par exemple, le rayon de courbure dans la zone centrale 30a du tronçon médian 30 est compris entre 1,8 fois et 2,4 fois le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale 31a d’un tronçon collatéral 31. Dans une réalisation, la longueur de l’arc du tronçon médian 30 peut être comprise entre 22 mm et 30 mm, plus particulièrement entre 24,5 mm et 28,5 mm alors que la longueur de l’arc de chaque tronçon collatéral 31 peut être comprise entre 8,5 mm et 11,5 mm, plus particulièrement entre 9,5 mm et 11 mm. Par ailleurs, la longueur de l’arc du tronçon médian 30 peut être comprise entre 2,4 fois et 2,9 fois la longueur d’arc de chaque tronçon collatéral 31. L’ouverture d’angle du tronçon médian 30 peut être comprise entre 11° et 13° alors que l’ouverture d’angle de chaque tronçon collatéral 31 peut être comprise entre 11° et 13°. Par ailleurs, l’angle d’ouverture du tronçon médian 30 peut être égal, à ± 10% près, à l’angle d’ouverture de chaque tronçon collatéral 31. Le rayon de courbure de la fenêtre 9, et notamment du tronçon médian 30, diminue à partir de son centre (axe arrière-avant AA), de part et d’autre, vers la droite et vers la gauche. Le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc du tronçon médian 30 peut être compris entre 90 mm et 110 mm, notamment égal à 100 mm ± 10% alors que le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc de chaque tronçon collatéral 31 peut être compris entre 40 mm et 55 mm, notamment égal à 48 mm ± 10%.
[0108] Ainsi, toujours dans la réalisation des dessins schématiques des figures (fig. 1, 4, 19), la face extérieure de la paroi frontale de boitier 18 présente, dans le plan de coupe-balayage PB, un profil incurvé comprenant le profil de la face extérieure 20a de la fenêtre acoustique 9 et de part et d’autre deux tronçons de côté 34, étant deux tronçons incurvés de profil coupe-balayage de paroi latérale périphérique 18b, inclinés l’un par rapport à l’autre, étant plus écartés mutuellement vers le bord arrière périphérique 19 et moins écartés mutuellement vers la fenêtre acoustique 9. Par exemple, les deux tronçons de côté 34 sont inclinés l’un par rapport à l’autre, avec un écartement vers le bord arrière périphérique 19 de l’ordre de 1,9 fois à 2,4 fois l’écartement vers la fenêtre acoustique 9.
[0109] Ainsi, toujours dans la réalisation des dessins schématiques des figures (fig. 5, 18), dans le plan sagittal PS de la sonde 1, la face extérieure 20a de la fenêtre acoustique 9 présente un profil sagittal incurvé en arc adjacent tangentiellement de part et d’autre, à deux tronçons de côté 35, étant deux tronçons incurvés de profil sagittal de paroi latérale périphérique 18b inclinés l’un par rapport à l’autre, étant plus écartés mutuellement vers le bord arrière périphérique 19 et moins écartés mutuellement vers la fenêtre acoustique 9. Par exemple, le centre du rayon de courbure dans la zone centrale du profil sagittal de la fenêtre acoustique 9 est écarté vers l’arrière de l’axe de battement 1 la. Le rayon de courbure du profil sagittal de la fenêtre acoustique 9 diminue à partir de son centre, de part et d’autre. Par exemple, le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc du profil sagittal de la fenêtre acoustique 9 est compris entre 22 mm et 28 mm et la longueur de l’arc du profil sagittal de la fenêtre acoustique 9 est comprise entre 16 mm et 20 mm.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Sonde (1) échographique exocavitaire pour l’examen d’un organe (OR) d’un sujet situé dans une partie du corps de celui-ci à une certaine profondeur et d’une certaine largeur, ayant un référentiel à trois axe/directions : axe arrière-avant (AA), direction droite- gauche (DG) et direction bas-haut (BH) et un référentiel à trois plans : plan de coupe-balayage (PB), plan de contact (PC) et plan sagittal (PS), la sonde ayant une tête de sonde incluant un nez terminal et étant telle que :
- un boitier (5) comporte un élément frontal (16) incluant un apex terminal (17) incorporant une fenêtre acoustique (9), et un compartiment humide (25) empli d’un liquide de couplage acoustique, dans lequel se trouve le transducteur MUT (4),
- le transducteur MUT (4), auquel sont associés des moyens d'excitation impulsionnelle permettant d’assurer une échographie, porté par et logé dans le boitier (5), de sorte à pouvoir être déplacé par des moyens moteur / d’entraînement (10) logés dans le boitier (5),
- le transducteur MUT (4) est écarté à l’arrière de la face intérieure (20b) de la fenêtre acoustique (9) de sorte à ne pas interférer avec elle, caractérisée en ce que :
- le transducteur MUT (4) est unique,
- Tunique transducteur MUT (4) est porté à pivotement autour d’un axe de battement de direction bas-haut BH, de sorte à pouvoir être déplacé dans le plan de coupe-balayage (PB), le balayage du transducteur MUT (4) étant uniquement dans le plan de coupe-balayage (PB) et uniquement mécanique,
- les moyens moteur / d’ entraînement (10) comprennent un unique moteur notamment un moteur pas à pas ou un moteur sans balai,
- les moyens moteur/d’ entraînement (10) sont aptes à assujettir le transducteur MUT (4) à un balayage mécanique oscillant uniquement dans le plan de coupe-balayage (PB), sur une course de balayage,
- les moyens moteur / d’entraînement (10) et le transducteur MUT (4) sont agencés et pilotés pour pouvoir fonctionner avec plusieurs courses de balayage différentes, de façon discrète ou continue,
- la sonde (1) comporte une partie formant poignée (3) forme ergonomique par l’intermédiaire de laquelle elle peut être déplacée, le boitier (5) pouvant être saisi, par la main de l’opérateur OP et déplacé, - l’épaisseur de la fenêtre acoustique (9) est déterminée en sorte d’être suffisamment rigide pour ne pas être déformée lorsqu’elle est au contact de la région appropriée de la peau RAP, enfoncée le cas échéant,
- la face extérieure de la fenêtre acoustique (9) présente, dans le plan de coupe-balayage (PB), un profil incurvé en arc, symétrique par rapport à l’axe arrière-avant, et comportant un tronçon incurvé médian et, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux adjacents tangentiellement à la paroi latérale périphérique de boitier, la sonde (1) étant polyvalente, apte à des examens différents, des organes différents, des profondeurs différentes et une application de la sonde (1) sur des régions différentes de la peau du corps du sujet, moyennant des déplacements, différentes orientations, et, le cas échéant, un certain enfoncement dans le corps.
[Revendication 2] Sonde (1) selon la revendication 1, dans laquelle l’unique transducteur MUT (4) est sans balayage électronique, Tunique transducteur MUT (4) étant dépourvu de moyens de balayage électronique dans le plan de coupe-balayage (PB) ou comportant des moyens de balayage électronique inactifs dans le plan de coupe-balayage (PB) lorsque la sonde (1) est en fonctionnement.
[Revendication 3] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 et 2, dans lequel Tunique transducteur MUT (4) est de type à large bande passante.
[Revendication 4] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 3, dans laquelle Tunique transducteur MUT (4) est agencé et piloté pour être apte à fonctionner avec plusieurs distances focales différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 5 mm et 250 mm.
[Revendication 5] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 4, dans laquelle les moyens moteur / d’entraînement (10) et Tunique transducteur MUT (4) sont agencés et pilotés pour pouvoir fonctionner avec plusieurs courses de balayage différentes, de façon discrète ou continue, notamment entre 30° et 120°.
[Revendication 6] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 5, dans laquelle la fréquence, la distance focale et la course de balayage sont pilotées à partir de la valeur de la profondeur et/ou la largeur de la partie du corps (CO) et de l’organe (OR) à examiner.
[Revendication 7] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 6, qui comprend une seule et unique fenêtre acoustique (9), dont la dimension en direction droite-gauche (DG) est plus grande que sa dimension en direction bas-haut (BH) et dont la dimension en direction droite- gauche (DG) dans le plan de coupe-balayage est choisie en sorte d’être apte au passage des lignes ultrasoniques (LU) de l’unique transducteur MUT (4) ayant la plus grande étendue d’investigation.
[Revendication 8] Sonde (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle l’apex (17) et la fenêtre acoustique (9) sont doublement incurvés, dans la direction droite-gauche (DG) et dans la direction bas-haut (BH).
[Revendication 9] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 8, telle que :
- la dimension hors tout de la tête (2) en direction droite-gauche (DG) est plus grande que sa dimension hors tout direction bas-haut (BH), et/ou
- la dimension hors tout de la tête (2) en direction arrière-avant (AA) est voisine de sa dimension hors tout en direction bas-haut (BH).
[Revendication 10] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 9, dans laquelle la fenêtre acoustique (9) est réalisée en un matériau choisi pour avoir une impédance acoustique proche de celle de l'eau, notamment le polyméthylpentène, le liquide de couplage acoustique est choisi pour avoir une impédance acoustique proche de celle de l'eau, notamment le mono-propylène glycol, l’épaisseur de la fenêtre acoustique (9) est déterminée en sorte que la fenêtre acoustique (9) soit suffisamment rigide pour ne pas être déformée lorsqu’elle est au contact de la région appropriée de la peau (RAP), enfoncée le cas échéant, et apte à permettre le passage des lignes ultrasoniques (LU).
[Revendication 11] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 10, dans laquelle la fenêtre acoustique (9) a une épaisseur qui, à +/- 10% près, est la même sur toute son étendue, en particulier a une épaisseur de 2,20 mm +/- 20%.
[Revendication 12] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 11, dans laquelle la paroi d’apex (18a) et la paroi latérale périphérique (18b) de la paroi frontale de boitier (18) forment une seule paroi monobloc et mono-matériau, réalisée par moulage, avec une épaisseur (e) plus petite pour la fenêtre acoustique (9) et une épaisseur (E) plus grande hors de la fenêtre acoustique (9).
[Revendication 13] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 12, dans laquelle la face extérieure (20a) de la paroi d’apex (18a) et la paroi latérale périphérique (18b) de la paroi frontale de boitier (18) est plate au sens d’être dépourvue de creux ou de reliefs prononcés comme des arrondis formant arêtes, la face extérieure (20a) et la face intérieure (20b) de la paroi d’apex (18a) étant soit texturées soit non texturées.
[Revendication 14] Sonde (1) selon l’une des revendications 1 à 13, dans laquelle la paroi d’apex (18a) a une forme ressemblant à celle d’une portion de tore.
[Revendication 15] Sonde (1) selon l’une des revendications 1 à 14, dans laquelle la fenêtre acoustique (9) a en projection sur le plan de contact une forme oblongue, dont le grand côté (29a) est dans le plan de coupe-balayage (PB), notamment une forme oblongue avec deux arrondis terminaux (29b).
[Revendication 16] Sonde (1) selon l’une des revendications 1 à 15, dans laquelle la face extérieure (20a) de la fenêtre acoustique (9) présente, dans le plan de coupe-balayage PB, un profil en courbe polynomiale paramétrique, comme une courbe de Bézier ou s’apparentant à une courbe de Bézier.
[Revendication 17] Sonde (1) selon l’une des revendications 1 à 16, dans laquelle la face extérieure (20a) de la fenêtre acoustique (9) présente, dans le plan de coupe-balayage (PB), un profil incurvé en arc, symétrique par rapport à l’axe arrière-avant (AA), et comportant un tronçon incurvé médian (30) et, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux (31) adjacents tangentiellement à la paroi latérale périphérique (18b) de boitier (5), le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian (30) étant plus grand que le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale droite ou gauche de chaque tronçon collatéral (31), le rayon de courbure du tronçon médian (30) diminue à partir de son centre, de part et d’autre.
[Revendication 18] Sonde (1) selon l’une des revendications 16 et 17, dans laquelle le centre du rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian (30) est écarté vers l’arrière de l’axe de battement (l ia) du transducteur MUT (4).
[Revendication 19] Sonde (1) selon Tune des revendications 17 et 18, dans laquelle le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian (30) est compris entre 1,8 fois et 2,4 fois le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale droite ou gauche de chaque tronçon collatéral (31), et/ou la longueur d’arc du tronçon médian (30) est comprise entre 2,4 fois et 2,9 fois la longueur d’arc de chaque tronçon collatéral (31) et/ou l’angle d’ouverture du tronçon médian (30) est égal, à ± 10% près, à l’angle d’ouverture de chaque tronçon collatéral (31), et/ou l’angle d’ouverture du tronçon médian (30) est compris entre 11° et 13°.
[Revendication 20] Sonde (1) selon Tune des revendications 17 à 19, dans laquelle le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc du tronçon médian (30) est compris entre 90 mm et 110 mm, notamment égal à 100 mm ± 10%, et/ou la longueur de l’arc du tronçon médian (30) est comprise entre 22 mm et 30 mm, plus particulièrement entre 24,5 mm et 28,5 mm.
[Revendication 21] Sonde (1) selon l’une des revendications 17 à 20, dans laquelle le rayon de courbure sur au moins 80% de l’arc de chaque tronçon collatéral (31) est compris entre 40 mm et 55 mm, notamment égal à 48 mm ± 10%, et/ou la longueur de l’arc de chaque tronçon collatéral (31) est comprise entre 8,5 mm et 11,5 mm, plus particulièrement entre 9,5 mm et 11 mm.
[Revendication 22] Sonde (1) selon l’une des revendications 1 à 21, dans laquelle l’unique transducteur MUT (4) a en élévation une forme circulaire ou carré ou proche d’un carré, les cellules élémentaires du transducteur pouvant être pilotées de façon annulaire ou matricielle.
[Revendication 23] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 22, dans laquelle le moyen support (11) de Tunique transducteur MUT (4) est un tambour (11), et les moyens moteur/d’entraînement (10) comprennent un unique moteur notamment un moteur pas à pas ou un moteur sans balai.
[Revendication 24] Sonde (1) selon la revendication 23, dans laquelle avec les défauts des moyens moteur/d’entraînement (10), il existe un décalage angulaire entre les lignes ultrasoniques (LU) aller et les lignes ultrasoniques (LU) retour et dans laquelle la sonde (1) comporte un moyen de correction du décalage.
[Revendication 25] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 24, dans laquelle sont associés aux moyens moteur/d’entraînement (10), des moyens aptes à faire varier la vitesse de balayage mécanique.
[Revendication 26] Sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 25, dans laquelle le boitier (5) comporte une section arrière de boitier (5) ayant une face extrême arrière, extérieure, (23) formant zone de poussée vers l’avant de la sonde (1), conçue pour ne pas comporter d’organe saillant de façon substantielle, telle que typiquement un câble de liaison à demeure.
[Revendication 27] Echographe, comprenant une sonde (1) selon Tune des revendications 1 à 26 et des moyens complémentaires de fonctionnement, comme des moyens électronique analogique et numérique, des moyens de traitement du signal, des moyens d’alimentation électrique, des moyens de commande, des moyens de visualisation et traitement d’image, des moyens d’enregistrement, des moyens de communication, des moyens de traitements informatiques.
[Revendication 28] Echographe selon la revendication 27, dans lequel la sonde (1) est associée fonctionnellement et sans câble de liaison à un dispositif numérique portable (6) pouvant exécuter une application programmée convenant à l'exécution de certaines fonctionnalités, tel que notamment un téléphone portable, une tablette ou un ordinateur portable.
[Revendication 29] Elément frontal (16) d’un boitier de sonde échographique selon l’une des revendications 1 à 26, correspondant à la tête de la sonde, ayant une partie extrême libre avant formant un apex (17) correspondant au nez de la sonde et où se trouvent une fenêtre acoustique (9) et une zone de contact peau (8) de plan moyen de contact (PC), ledit élément frontal (16) étant formé par une paroi frontale de boitier (18) bombée, comprenant une paroi d’apex (18a) de forme ressemblant à celle d’une portion de tore, et une paroi latérale périphérique (18b), ledit élément frontal (16) présentant une face extérieure convexe (20a) et une face intérieure concave (20b), caractérisé en ce que :
- la paroi d’apex (18a) et la paroi latérale périphérique (18b) forment une seule paroi monobloc et mono-matériau, réalisée par moulage, avec une épaisseur (e) plus petite pour la fenêtre acoustique (9) et une épaisseur (E) plus grande hors de la fenêtre acoustique (9),
- la fenêtre acoustique (9) a en projection sur le plan de contact (PC) une forme oblongue dont le grand côté est situé dans un plan de coupe-balayage (PB) dans lequel se déplacent les lignes de tir et d’exploration du transducteur MUT de la sonde,
- la face extérieure de la fenêtre acoustique (9) présente, dans le plan de coupe-balayage (PB), un profil en courbe polynomiale paramétrique, comme une courbe de Bézier ou s’apparentant à une courbe de Bézier,
- la face extérieure de la fenêtre acoustique (9) présente, dans le plan de coupe-balayage (PB), un profil incurvé en arc, comportant un tronçon incurvé médian et, de part et d’autre et adjacents tangentiellement, deux tronçons incurvés collatéraux, le rayon de courbure dans la zone centrale du tronçon médian étant plus grand que le rayon de courbure dans la zone d’extrémité terminale de chaque tronçon collatéral, le rayon de courbure du tronçon médian diminuant à partir de son centre, de part et d’autre.
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