Electronique de commande de transducteur ultrasonore en fonctionnement imagerie/thérapie

National audienceAujourd'hui, dans le traitement de certains cancers, les thérapies par ultrasons focalisés (high-intensity focused ultrasound, HIFU) sont une vraie alternative ou un complément efficace aux traitements chirurgicaux conventionnels. Le but principal de l'électronique de commande de ce transducteur se situe dans sa capacité à commuter entre chaque de mode de fonctionnement (imagerie/thérapie), mais également d'atteindre le seuil de poussée (20 W/cm²) suffisant en mode thérapie à une fréquence de 5 MHz. Cette électronique est composée principalement d'un microcontrôleur ADuC7026 qui nous permet de réaliser et de commander les deux modes de fonctionnement du système. Nous utilisons une particularité de ce microcontrôleur qui est la PLA (Programmable Logic Array). Cette matrice de portes logiques a la particularité d'être reconfigurable en cours d'exécution du programme, ce qui nous permet une commutation rapide entre les deux modes de fonctionnement. Les signaux de commande crées par ce microcontrôleur sont transformés en signaux de puissance via un étage de puissance constitué d'amplificateurs intégrés. Un commutateur isole la partie « émission » de la partie « réception » afin de protéger l'électronique de traitement et d'acquisition des échos (mode imagerie) de la puissance émise (mode thérapie). Le mode « imagerie » est composé d'une impulsion créneau d'une largeur de 200 ns et d'amplitude 65Vp-p. Le temps entre chaque impulsion est réglable via programmation du microcontrôleur. Le mode « thérapie » est composé d'un signal créneau continu à une fréquence de 5 MHz et à une amplitude de 65 Vp-p également. Le délai pour passer entre chaque mode de fonctionnement est d'environ 4 µs. Le temps de commutation du switch entre émission et réception, nécessaire en phase imagerie, est de 12 µs : le réflecteur le plus proche que nous puissions imager est donc à 9 mm de la sonde. Des mesures de poussée produite par notre électronique, couplée à des sondes de 3,5x23 mm², en mode de fonctionnement thérapie démontrent une puissance acoustique émise de 20+/-1 W/cm². En conclusion, un démonstrateur a été créé pour faciliter les différentes expérimentations qui découleront de cette électronique