Brevet FR2627075A1 — publié le 19890818

1'i 2627075 Les techniques de diagnose permettant au clinicien pra- tiquant d'obtenir des vues de haute fidélité de la structure anato- mique d'un corps humain se sont révélées utiles à la fois au patient et au médecin. Les systèmes d'imagerie fournissant des vues de coupes, tels que les générateurs diimages de tomographie infor- matisée tCT pour "computed tomography") à rayons X ou les appareil- lages utilisant la résonance - magnétique nucléaire (NMR pour "nuclear magnetic resonance"), ont apporté la possibilité d'amé- liorer la visualisation de la structure anatomique du corps humain sans faire appel à des techniques chirurgicales ou d'autres tech- niques d'intervention interne. Le patient peut être soumis aux techniques d'exploration de tels systèmes d'imagerie et la struc- ture anatomique du malade peut être reproduite sous une forme per- mettant l'évaluation par un médecin expérimenté. Le médecin ayant suffisamment d'expérience avec ces techniques est capable d'évaluer les images de l'anatomie du patient et de déterminer si elle contient des anomalies. Une anomalie sous la forme d'une tumeur apparait sur l'image sous une configuration ayant un contraste discernable avec la zone environ- nante. La différence de contraste est due au fait que la tumeur possède des propriétés de formation d'images qui diffèrent de celles du tissu corporel environnant. De plus, la configuration contrastante, représentant la tumeur, apparait à un endroit sur l'image o une telle configuration n'apparaitrait pas, normalement, dans le cas d'une image semblable d'une personne saine. Lorsqu'une tumeur a été identifiée, différentes méthodes de traitement sont possibles pour enlever ou détruire la tumeur, comprenant notamment la chimiothérapie, la radiothérapie et la chirurgie. Au cas o la chimiothérapie est choisît, des médicaments sont introduits dans l'organisme du patient pour détruire la tumeur. Au cours du traitement, des générateurs d'images sont habi- tuellement utilisés pour suivre la progression du traitement en soumettant le patient à des explorations périodiques et en compa- rant les images prises au cours du traitement pour détecter d'éven- tuels changements dans les configurations de la tumeur. 2 2627075 Dans la radiothérapie, Les images de la tumeur produites par le générateur d'images, sont utilisées par un radiologue pour ajuster le dispositif d'irradiation et pour diriger le rayonnement sur la tumeur uniquement, en réduisant au minimum ou en supprimant des effets nocifs sur des tissus sains environnants. Au cours du traitement par rayonnement, le système d'imagerie est employé aussi pour suivre le progrès du patient, comme décrit ci-dessus pour ce qui concerne la chimiothérapie. En cas d'application de la médecine opératoire pour enlever une tumeur, les images de la tumeur dans l'organisme du patient peuvent guider Le chirurgien pendant L'opération. En revoyant les images avant l'intervention, le chirurgien peut choisir La meilleure stratégie pour atteindre et exciser La tumeur. Après l'opération, d'autres explorations sont utilisées pour évaluer le succès de l'intervention et le progrès consécutif du patient. Un probLème lié aux techniques exploratoires mentionnées ci-dessus est l'impossibilité de déterminer et de comparer avec exactitude la coupe de la même région anatomique dans des images qui ont été obtenues par des générateurs d'images à des moments différents, ou dans des images obtenues essentiellement en même temps, mais 'en utilisant des modalités différentes de prise d'images, telles que CT et MRI. L'imprécision dans la comparaison des images pourra être mieux comprise à la suite de l'explication qui va suivre des techniques d'exploration et de la manière dont les systèmes d'imagerie produisent les images dans une coupe ou "tranche" de l'organisme du patient. Une tranche décrit des volumes élémentaires dans la coupe de l'anatomie du patient qui est exposée ou excitÉe par un faisceau de rayonnement ou un champ magnétique, avec enregistrement de l'information sur un film ou un autre milieu tangible. Etant donné que les images sont produites à partir de tranches définies par la position du patient par rapport au généra- teur d'images, un changement de position du patient fait entrer des volumes élémentaires différents dans la tranche. Par conséquent, s'il s'agit d'établir des comparaisons, deux séries d'images prises à des moments différents d'approximativement la même masse anato- 3 2627075 mique, ne fournissent pas des informations comparables susceptibles d'être utilisées de façon exacte pour déterminer les changements qui se sont produits entre deux images des séries, puisque l'on ignore dans quelle mesure les deux images choisies dans les séries D5 s'appliquent effectivement aux mêmes vues. Un exemple des effets nocifs de telles erreurs dans La pratique médicale est donné par les techniques de diagnose employées par le chirurgien ou d'autres pour diagnostiquer une tumeur chez un patient. Si un patient a une tumeur, sa taille, sa densité et son emplacement peuvent être déterminés à l'aide d'images fournies par un dispositif d'exploration. Pour que le clinicien soit en mesure de faire une estimation quant au traite- ment à appliquer au patient, deux explorations sont nécessaires. Le patient est d'abord soumis à une première exploration qui fournit un certain nombre de tranches de la partie de l'organisme à examiner, le cerveau par exemple. Au cours de l'exploration, le patient est maintenu en une position sensiblement fixe par rapport au générateur d'images. Chaque tranche d'un processus d'exploration donné est prise à une distance prédéterminée de la tranche précé- dente et parallèlement à celle-ci. En utilisant les images des tranches, le médecin peut évaluer la tumeur. Par contre, si le médecin désire se rendre compte de changements qui se seraient éventuellement produits dans la configuration de la tumeur au cours d'une période de temps donnée, une seconde exploration "de suivi" est nécessaire. La procédure d'exploration est répétée de la même façon, mais comme le patient peut avoir une position qui diffère de celle de la première exploration, une comparaison véritable n'est pas possible. Des tranches obtenues au second examen peuvent être prises involontairement sous un angle par rapport aux tranches de la première exploration. Donc, par exemple, l'image obtenue peut faire apparaître un volume de tumeur plus grand que celui obtenu sur une image semblable du premier examen. Le chirurgien peut, par conséquent, avoir une impression fausse de la taille de la tumeur lorsqu'il compare les images d'explorations effectuées à différents 4 2627075 moments. Il s'ensuit qu'il est impossible d'opérer de façon satis- faisante une comparaison tranche par tranche. Il en va de même pour certaines techniques opératoires, pour lesquelles il est souhaitable de disposer d'explorations périodiques précises et fiables de segments identiques de la tumeur dans la boîte crânienne. Si les images obtenues par les explora- tions avant et après l'intervention chirurgicale ne correspondent pas entre elles de façon précise, le médecin risque de ne pas être renseigné de façon exacte sur le résultat de l'intervention. Les mêmes imprécisions se produisent avec d'autres traitements, comme par exemple la chimiothérapie mentionnée plus haut. De plus, pour ce qui concerne les systèmes d'imagerie et le rôle important qu'ils jouent dans des processus de traitement chirurgical et autres de tumeurs, il n'existe actuellement que peu de méthodes permettant de déterminer un point désiré dans le corps à un moment donné. Le brevet des E.U.A. 4 583 538, par exemple, décrit un dispositif de localisation qui est placé sur une partie de la peau du patient pouvant être identifiée dans une tranche d'une exploration scanographique. Un point de référence est choisi à partir d'une position sur le dispositif qui est en corrélation exacte avec un point sur la scanographie. Des mesures du dispo- sitif de localisation sur la scanographie sont ensuite mises en corrélation avec le dispositif placé sur le patient. On a également utilisé des dispositifs externes pour tenter de résoudre quelques-uns de ces problèmes de précision, comme celui représenté dans le brevet des E.U.A. 4 341 220, lequel porte sur une monture qui s'ajuste sur le crâne d'un patient. La monture comporte trois plaques, définissant chacune une série de fentes sur trois ou quatre côtés. Les fentes ont des longueurs variables et sont agencées séquentiellement dans un certain ordre suivant la longueur. Des coordonnées de la monture, définies et trouvées sur la monture, correspondent aux hauteurs variables des fentes. Lors de l'enregistrement de tranches du crâne et du cerveau par un dispositif générateur d'images, le plan formé par la tranche coupe les trois plaques. Pour déterminer la coordonnée d'un site cible dans le cerveau, on compte le nombre de fentes entières dans 2627075 la tranche pour chaque plaque. Donc, il suffit d'une exploration scanographique pour établir exactement les coordonnées de la cible. D'autres tentatives comprennent l'emploi de cathéters à insérer dans l'organisme. Par exemple, le brevet des E.U.A. 4 572 198 décrit un cathéter dont l'extrémité contient un enroule- ment formant bobine pour exciter ou affaiblir le champ magnétique. Le champ affaibli peut être détecté par un dispositif de résonance magnétique nucléaire, ce qui fixe l'emplacement de l'extrémité du cathéter par rapport à ce dispositif. La présente invention supprime dans une large mesure un grand nombre des défauts mentionnés plus haut des générateurs d'images employes jusqu'à présent. L'invention procure un procédé et un appareillage pour assurer que des explorations effectuées à des moments différents produisent des images sensiblement iden- tiques à celles d'explorations précédentes, même si elles provien- nent de différentes modalités de prise d'images appliquées à des moments différents. Ceci garantit une évaluation plus précise de changements ayant pu se produire dans l'organisme. Il s'ensuit que le médecin peut avoir davantage de certitude quant à la taille, l'emplacement et la densité de la tumeur, ou d'une partie de celle- ci, se trouvant dans la cavité crânienne. Le progrès ainsi accompli est de nature à favoriser l'application de techniques opératoires pour enlever la tumeur ou la faire disparaître d'une autre manière, en particulier par des techniques externes, telles que la technologie laser. Grâce à la faculté de définir exactement l'emplacement de la tumeur et sa taille, les faisceaux laser peuvent être dirigés directement sur la tumeur. A intervalles et en tant que parties des techniques opéra- toires, des explorations peuvent être opérées pcr déterminer si la tumeur s'est déplacée ou a changé de taille de façon sensible à la suite de l'intervention. Le laser ou un autre instrument peut être ajusté en conséquence. Grâce à la précision des techniques d'ima- gerie apportées par l'invention, le médecin peut avoir l'assurance que la quantité de tissu sain détruit au cours de l'intervention ou du traitement est minimale. 6 2627075 Une méthode adoptée par l'invention décrite ici utilise des implants fiduciels ou implants repères, également appelés sim- plement 'implants" dans ce qui va suivre, pour.définir un plan qui est utilisé en coopération avec le générateur d'images, ou un autre ordinateur, et spécialement avec les moyens de traitement de données de ce générateur, pour assurer que les explorations consé- cutives produisent des tranches qui sont sensiblement parallèles à celles pendant la première exploration. Les implants fiduciels sont implantés sous la peau dans l'os du crâne, par exemple, et sont suffisamment espacés les uns des autres pour définir un plan. Le patient porteur de ces implants est placé dans le dispositif d'ex- ploration de la façon habituelle et l'exploration est effectuée en vue de l'obtention des images de tranches parallèles successives d'une épaisseur donnée le long d'un trajet prédéterminé à travers la cavité crânienne. Au cours des processus d'exploration, une ou plusieurs tranches seront nécessaires pour couvrir une partie ou la totalité de chaque implant fiduciel. Les caractéristiques de traitement de données du générateur d'images ou autre ordinateur tiendront compte de la relation dans l'espace entre n'importe quel plan choisi pour un tranche et le plan précité défini par les implants fidu- ciels. Grâce à cette faculté, les images prises lors d'explorations consécutives à des moments différents et sous des angles diffé- rents, peuvent être reconstituées pour être sensiblement identiques aux tranches prises lors de la première exploration. Les implants fiduciels ou de repérage employés sont con- formés spécialement pour cette application et ils sont faits d'un matériau qui permet leur implantation dans le crâne et leur détec- tion par des dispositifs d'exploration. L'implant décrit ici est conformé pour éviter, lors de la pose, tout effet nocif sur le crâne, tel que sa fissuration ou le dépassement de la pointe de l'implant à l'intérieur de la boîte crânienne. De plus, sa présence entre le crâne et le cuir chevelu est suffisamment discrète pour éviter tout changement d'apparence externe. En outre, l'implant est posé au moins sur une partie du crâne, à l'interface du cuir chevelu et l'os du crâne, qui facilite son inclusion dans les 7 2627075 images prises par le générateur d'images. Une partie au moins de l'impLant possède une section droite symétrique, de sorte que les tranches ou coupes' prises de la boite crânienne, par exemple, peu- vent être utilisées pour localiser le'cèntre de masse de l'implant. Ceci procure de la précision dans l'utilisation de l'image de l'implant en tant que point de référence pour transformer les coupes prises ultérieurement, lors d'un examen de suivi, afin de leur donner l'emplacement et l'orientation convenables. Dans ce qui précède, on a décrit certains défauts de l'art antérieur et quelques-uns des avantages apportés par l'inven- tion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de mis en oeuvre préféré mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - les figures la, b et c sont des vues de côté et une vue de dessus d'implants repères; - les figures 2a et b sont une vue frontale et une vue de dessus montrant un schéma de disposition préféré d'implants repères dans le crâne; - la figure 3 est une représentation de deux systèmes de coordonnées mutuellement décalés par translation; - la figure 4 est une représentation de deux systèmes de coordonnées mutuellement décalés par rotation; - les figures 5, 5a, 5b et 5c sont respectivement une représentation de deux systèmes de coordonnées qui ont été décalés mutuellement par translation et rotation, ainsi que des représenta- tions schématiques qui s'y rapportent; - La figure 6 est un diagramme de l'ord,-e d'exécution des opérations pour déterminer un même point P à différents moments dans un système de coordonnées interne du corps; - la figure 7 est une vue de côté d'un mode de mis en oeuvre préféré de l'invention; et - la figure 8 est un diagramme indiquant les opérations pour déterminer l'emplacement d'un point P dans un système de coor- données interne par rapport à un système de coordonnées externe. 8 2 2627075 La figure 1 représente un implant de repérage 10 pour le corps humain, qui peut être détecté par un système de prise d'images. L'implant comporte une première partie 12 et une seconde partie 14. La première partie 12 est conformée pour être détectée par un système de prise d'images (lorsqu'elle est posée sous la peau). La seconde partie 14 est conformée pour être fixée à l'os, sous la peau, sans traverser l'os entièrement et sans provoquer sa fracture. La première partie 12 est suffisamment grande et faite d'un matériau décelable par un système de prise d'images et elle est en même temps suffisamment petite pour créer une déformation minimale de la peau après sa pose à l'interface entre la peau et l'os. De plus, la première partie 12 comporte au moins une portion sphérique et elle définit une surface destinée à coopérer avec un outil pour la fixation à l'os de la seconde partie 14. La pose de trois implants 10 dans une partie du corps humain permet de recréer à chaque fois une tranche particulière de la partie considérée de l'anatomie en vue de la production d'images correspondantes par le système lors de différents examens. Le médecin est ainsi en mesure de suivre avec précision le progrès du traitement par l'examen de tranches choisies représentant la région anatomique d'intérêt. De plus, la présence de trois implants 10 permet d'iden- tifier une cible (une tumeur par exemple) par rapport à un système de coordonnées externe. La partie de l'organisme contenant la cible peut ensuite être opérée, par robot par exemple, ou être irradiée avec précision. Afin de permettre la comparaison exacte d'images de tranches prise-à au moins deux moments différents, on commence par poser 1er trois implants 10 dans une région d'intérêt du corps du patient. Celui-ci est ensuite placé dans un système d'imagerie o des images sont prises d'une série de coupes (tranches) couvrant;- par exemple, le volume de la tumeur qui est la cible d'intérêt primaire. Les emplacements des implants de repérage sont localisés avec précision à partir des données d'images obtenues et un système de coordonnées interne est défini par rapport aux implants. Si désiré, les données d'images peuvent être restructurées ensuite pour obtenir des images de coupes dont l'orientation diffère de 9 2627075 celle utilisée à la prise des images orgininales. Suivant l'infor- mation diagnostique que ces coupes révèlent, des décisions adé- Àquates peuvent être prises quant à la nature du traitement à appli- quer au patient: chirurgical, chimiothérapie o radiothérapie. Il est également possible d'utiliser des données d'images provenant de différents types d'images, tels que scanographies, échographies ou de résonance magnétique nucléaire par exemple, afin d'obtenir la même vue de la partie anatomique concernée, mais sous forme d'images accentuant différents aspects. S'il est décidé par la suite de produire des données supplémentaires, le patient est ramené au système et la procédure d'obtention de données d'images est répétée. Les implants 10 sont localisés de nouveau pour cette deuxième séance de prise d'images et le même système de coordonnées interne est défini par rapport à eux. Après la définition du même système de coordonnées interne lors de la deuxième séance, on détermine sa translation et sa rota- tion, ainsi que celles des images prises avec lui, par rapport au système de coordonnées interne établi à la première séance. Lors- qu'une coupe déterminée prise à la première séance a été choisie à des fins de pose de diagnostic, une coupe correspondante est produite à la deuxième séance. Ensuite, les deux coupes, provenant respectivement de la première et de la deuxième séance, sont comparées pour déterminer exactement quels changements - si des changements ont eu lieu - se sont produits dans l'organisme du patient. Plus précisément, un système de coordonnées tridimension- nelles non situées sur la même droite, demande que soient définis entièrement trois points différents, non situés sur la même droite. S'il y a plus de trois points identifiables, le système est sur- déterminé et il faut choisir trois points pour définir le système de coordonnées. S'il y a moins de trois points distincts identi- fiables, le système est sous-déterminé et une position par rapport à l'un ou aux deux points identifiables ne sera pas une position définie. Les emplacements connus de trois points distincts défi- nissent un plan sur lequel peut être établi un système de coordon- 10.2627075 nées orthogonales. Si les trois points ont des positions reLatives, dans le corps, qui sont fixes dans Le temps, il devient possible d'établir un système de coordonnées qui est également fixe dans le temps. Or, la possibilité de définir un système de coordonnées interne au corps humain et qui est fixe dans le temps, a des consé- quences importantes. Un système de coordonnées interne fixe dans l'espace et dans le temps, par rapport à un point quelconque de l'organisme, permet de comparer effectivement des images du corps prises à des moments différents par des systèmes d'exploration tomographiques, à résonance magnétique nucléaire ou échographiques, pour n'en citer que quelques-uns. Plus précisément, ces comparai- sons permettront à un diagnostiqueur de voir quel changement, s'il y en a eu, s'est produit dans l'organisme à un endroit prédé- terminé. En utilisant un système de coordonnées fixe par rapport au corps, les mêmes coordonnées peuvent être employées à chaque fois. Cependant, le tissu ou la substance corporel n'occupe pas nécessairement une position fixe, dans le temps, par rapport à une série de coordonnées prédéterminées. Au bout d'un certain temps, le tissu peut avoir changé de place, ce qui n'est pas inhabituel à la suite d'une intervention chirurgicale. Néanmoins, la possibilité de comparer différentes propriétés (suivant le type d'images) du tissu à des moments différents, en utilisant les mêmes coordonnées, représente un grand avantage pour la pose d'un diagnostic. En principe, les trois points (nécessaires) pour définir un système de coordonnées, peuvent être choisis de différentes manières. Dans un mode de mis en oeuvre se rapportant à la région du cerveau ou de la tête en général, les deux oreilles et une dent, ou les deux oreilles et le nez, peuvent constituer les trois points. En variante, une image d'une tranche du crâne pourrait fournir une série de points dans laquelle on pourrait choisir les trois points pour créer le système de coordonnées interne du corps. Il est cependant préférable d'employer trois points fiduciels ou de repérage implantés dans le corps et créant des images à haut contraste pendant l'exploration, car ils fournissent le moyen le plus fiable pour définir un système de coordonnées. Dans le cas îî1 2627975 idéal, les trois points devraient se trouver dans la même région générale de l'organisme examiné, et ils devraient en plus pouvoir etre identifiés et mesurés par différents systèmes d'imagerie, tels que scanographique et à résonance magnétique nucléaire. Pour créer un système de coordonnées entièrement défini, il est nécessaire de détecter trois points de repérage distincts qui ne soient pas situés sur la même droite. Pour créer un tel sys- tème lié de façon fixe au corps humain, cette nécessité de détec- tion de trois points implique que les implants 10 soient faits d'un matériau décelable par un système d'imagerie du corps humain. Dans ce but, l'implant 10 selon l'invention possède une première partie 12 qui constitue un moyen pour marquer une position prédéterminée dans un organisme. Cette première partie 12, appelée également "marqueur", voir la figure 1, fournit de façon idéale un haut contraste avec la substance environnante dans une image. Le matériau constitutif du marqueur 12 provoque également aussi peu de déformation que possible dans l'image, de sorte que la présence d'irrigularités est maintenue minimale. Le marqueur 12 convient pour usage dans le corps humain et il est discret, de sorte que le porteur n'éprouve pas de gêne ou d'embarras. Le marqueur 12 possède une conformation symétrique afin de faciliter sa localisation par le système d'imagerie. Lors de l'exploration, la symétrie du marqueur 12 assure que n'importe quel plan à travers l'implant procure exactement la même image et la faculté de localiser son centre de masse. L'importance de la possi- bilité d'identifier le centre de masse du marqueur 12 repose sur le fait que le même point précis peut ainsi être retrouvé exactement et de façon reproductible pour la définition du système de coordon- nées. L'erreur possible entre des recréations consécutives du même système de coordonnées - par suite du déplacement du système par rapport à un alignement précédent - est ainsi réduite à un minimum. Une sphère par exemple est la forme idéale pour le marqueur 12, quant à la conformation symétrique, puisque l'image de n'importe quel plan de la sphère est toujours délimitée par un cercle. En connaissant le rayon de l'objet sphérique et en appli- quant des algorithmes habituels, on peut déterminer le centre du 12 2627075 marqueur sphérique 12 à partir de n'importe quel plan passant par la sphère. L'algorithme pour déterminer le centre d'une sphère peut demander l'intervention d'un opérateur pour marquer l'emplacement approximatif de l'implant. Le centre d'une masse peut être déter- miné avec une approximation suffisamment grande d'après la délimi- tation fournie par le profil circulaire par suite de l'intervention de l'opérateur. Par exemple, si l'on dispose d'une information préalable quant à la distribution de densité de l'image de l'implant de repérage et à supposer que l'implant possède une configuration sphérique, des profils de balayage de cette image peuvent fournir des distributions en cloche dont on peut déterminer les limites. A partir des points de délimitation, le centre de masse peut être calculé. Ceci peut demander des coupes supplémentaires, suivant la taille de l'implant de repérage et- la position par rapport à des coupes voisines, surtout lorsque le diamètre de l'implant dépasse l'épaisseur d'une tranche. Lorsque les centres de masse des trois implants (10a, b, 10c) ont été déterminés, deux d'entre eux (10a, 10b) définis- sent, par exempte, le vecteur d'axe x du système de coordonnées et les produits vectoriels des vecteurs 10a, 10b et iOa, 10c déter- minent complètement le système de coordonnées, comme représenté sur la figure 5a, laquelle sera décrite plus en détail dans ce qui va suivre. Le marqueur 12, ayant un diamètre de 1 à 10 mm et de pré- férence de 4 mm, peut être réalisé sous forme d'une sphère creuse en titane par exemple. La sphère peut être remplie, par exemple, de gel d'agarose contenant différents dopants désirés, dont le choix dépend du système d'imagerie employé afin de mieux accentuer ou faire ressortir le marqueur 12. Ce dernier est intimement lié à la seconde partie 14 de l'implant 10. La seconde partie 14 constitue un moyen pour ancrer le marqueur 12 dans l'organisme. Le milieu préféré pour ancrer le mar- queur 12 est la substance osseuse parce qu'elle convient pour main- tenir l'implant en place et aussi parce que l'os conserve une posi- tion stable dans le temps dans l'organisme. La partie d'ancrage 14 est suffisamment longue pour pénétrer dans l'os et y être maintenue fermement sans risquer de provoquer la fracture de l'os. Sa Lon- gueur peut être comprise entre 1 et 10 mm et elle est de préférence de 3 mm. Il est préférable que la partie d'ancrage 14 soit vissée dans l'os, plutôt que d'y être enfoncée par un outil à impact, afin de réduire les risques de fracture de l'os. La partie d'ancrage 14 peut être fabriquée également en titane par exempLe. L'implant 10 comporte un moyen 16 pour l'application d'une force en vue de la fixation de la partie d'ancrage 14 dans l'organisme. Au cas o cette partie est réalisée sous forme d'une vis, le moyen 16 est constitué de préférence par un creux polygonal dans le marqueur 12, par exemple pour la réception d'une clé à six pans. L'utilisation d'une telle cLé et d'un creux polygonal permet d'appliquer des efforts avec une plus grande répartition et une plus grande symétrie qu'en cas d'utilisation d'une empreinte cru- ciforme pour la réception du bout cruciforme d'un tournevis, ou d'une simple fente droite pour La réception de la lame d'un tour- nevis ordinaire. Pour la pose d'un implant 10 avec une partie d'ancrage, la vis 14 en l'occurrence, il est préférable d'utiliser un trocart, non représenté, pour pénétrer la peau et atteindre une région osseuse désirée. Le trocart est d'abord placé sur la peau, au- dessus de la région d'ancrage désirée, puis une tige de perforation disposée dans le trocart est amenée à transpercer la peau. La tige est ensuite retirée pendant que le trocart est maintenu en place. Une tige possédant une tête de clé à six pans, sur laquelle est disposé l'implant 10 par le creux polygonal 16 de son marqueur 12, est ensuite insérée dans le trocart, jusqu'à ce que la partie 14 en forme de vis de l'implant 10 soit en contact avec la région d'ancrage, un os par exemple. Après cela, un effc-t est appliqué à la partie de la tige dépassant du trocart, jusqu'à ce que l'impLant soit fixé dans l'os. Une telle pose d'un implant s'effectue sous anesthésie locale et devrait seulement prendre 5 min environ. La disposition des trois implants 10 est fonction de la partie de l'organisme à examiner. Essentiellement, on posera trois implants 10 à trois endroits différents, de telle manière que les implants soient facilement identifiables et que leurs emplacements 14 2627075 relatifs soient fixes dans le temps. Par exemple, s'il s'agit d'examiner le crâne et le cerveau d'un patient, il est préférable de poser un implant 10a sur la ligne médiane du crâne 18, juste au- dessus de la naissance des cheveux, et de poser les deux autres impLants 0lob, 10c du côté droit et du côté gauche de La ligne médiane et plus en arrière par rapport à l'implant 10a sur la ligne médiane. Une telle disposition est montrée par les figures 2a et 2b qui sont respectivement une vue frontale et une vue de dessus du crâne 18. Un autre exemple d'une région d'intérêt pourrait être le 1p torse, auquel cas un implant 10 serait posé sur la ligne médiane du sternum, tandis que les deux autres implants 10 seraient posés dans une côte latéralement à droite et à gauche de l'implant sur la ligne médiane. Une autre possibilité encore consiste à poser un implant 10 dans le corps d'une vertèbre, sur la ligne médiane, et de poser les deux autres implants fiduciels respectivement dans la crête iliaque droite et la crête iliaque gauche. Un appareiltage d'imagerie fournit un axe fixe par rap- port auquel peut être localisé n'importe quel autre point dans l'espace. Donc,,la position de chaque marqueur 12 et le système de coordonnées que les marqueurs 12 définissent, peuvent être loca- lisés par rapport à l'appareillage. Les moyens prévus par l'inven- tion permettent de localiser les marqueurs par rapport à l'appa- reillage d'imagerie et d'enregistrer leurs emplacements comme repères futurs. Lors d'examens consécutifs, le patient peut avoir une orientation différente par rapport à l'appareillage. Cette nou- velle orientation peut être mesurée en localisant les marqueurs par rapport à l'appareillage et en comparant Les emplacements trouvés avec les emplacements précédemment enregistrés. La technique de comparaison permet de réorienter des images d'explorations consécu- tives pour qu'elles correspondent à l'examen précédemment enre- gistré, si bien que les tranches fournissant les images correspon- dent toujours, de manière générale, aux mêmes coupes que les tranches précédemment enregistrées. Pendant les examens, les positions sont définies par des systèmes de coordonnées et c'est sur la base des positions de ces 2627075 systèmes que sont opérées des translations et/ou des rotations, comme décrit dans ce qui va suivre. Une fois que Les implants de repérage 10 ont été mis en place et qu'un système de coordonnées a été défini, des images prises à des moments consécutifs de la même région anatomique tri- dimensionnelle, peuvent être comparées efficacement. Pour La prise d'images du cerveau par exemple, la tête du patient peut être placée plus bas, plus haut ou sur le côté (voir figure 3) par rapport à sa position lors d'une séance précédente de prise d'images. La tête peut être tournée (voir figure 4) par rapport à son orientation lors de cette séance précédente. Elle peut aussi avoir subi une rotation et une translation par rapport à la séance précédente, comme te montre la figure 5. Quelle que soit la raison pour laquelle la tête est orientée différemment, grâce au système de coordonnées interne fixe et entièrement défini à l'intérieur du cerveau, on peut obtenir des informations d'images consécutives qui correspondent à une image prise précédemment d'un point ou d'une tranche du.cerveau. Ceci est réalisé, comme illustré par la figure 6, en comparant la position et-La direction du plan défini par les trois points de repère, lors du premier examen, avec la position et la direction du même plan défini par les trois points de repère lors du second examen. Pour simplifier, on place l'origine du système de coordonnées à un point de-repère donné. En mesurant la distance suivant les directions x, y et z par exemple entre ce point de repère (l'origine) au premier examen et ce même point de repère lors du second examen, on peut déterminer la translation qu'a subi l'origine du système de coordonnées. Il est possible et préférable d'effectuer la transforma- tion, pour ce qui concerne la rotation, d'un sys, me donné de coor- données cartésiennes à un autre, au moyen de trois rotations conve- nables opérées dans un ordre spécifique. Trois angles connus comme angles d'Euler sont alors définis. Ces trois angles d'Euler sont les trois angles de rotation convenables nécessaires pour opérer la transformation. Les angles d'Euler sont déterminés en calculant d'abord l'intersection de deux plans engendrés par les implants fiduciels, en calculant ensuite l'angle entre l'axe fiduciel x et 16 2627075 la ligne d'intersection (psi), puis l'angle thêta; et en calculant ensuite l'angle phi. Arrivé à ce point, les trois angles d'Euler sont déterminés. Pour L'exemple donné par les figures 5a, 5b et 5c, La suite d'opérations nécessaires pour opérer la transformation commence en tournant Les systèmes d'axes initiaux xyz d'un angLe phi en sens contraire à celui des aiguiLLes d'une montre autour de l'axe z, comme représenté sur la figure 5a. Le système de coordon- nées ainsi obtenu est défini par les axes xi, êta, dzéta. Au deuxième stade, les axes intermédiaires xi, êta, dzéta sont tournés autour de l'axe xi, dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, d'un angle thêta, afin de produire une autre série intermédiaire d'axes xi', êta', dzéta', comme illustré sur la figure 5b, o Le troisième impLant fidutieL 10c n'est pas repré- senté afin de faciLiter La compréhension. L'axe xi' se trouve à L'intersection des pLans xy et xi'êta' et est connu sous Le nom de Ligne nodaLe. Enfin, Les axes xi', êta', dzéta' sont tournés dans Le sens contraire à ceLui des aiguilles d'une montre d'un angle psi autour de l'axe dzéta' afin de produire le système désiré d'axes x'y'z', comme 'représenté sur la figure 5c. Les angles d'Euler thêta, phi et psi définissent donc complètement l'orientation du système de coordonnées x'y'z' par rapport au système de coordonnées xyz et peuvent, par conséquent, agir comme Les trois coordonnées généralisées nécessaires. Les éléments de la transformation A complète peuvent être obtenus en écrivant une matrice de transformation complète comme le triple produit des rotations séparées, pouvant chacune être pré- sentée sous une forme matricielle. Ainsi, la rotation initiale autour de l'axe z peut être décrite par la matrice D: xi = Dx o xi et x représentent des matrices-colonnes. De façon analogue, la transformation de xi, êta, dzéta en xi', êta', dzéta' peut être décrite par la matrice C: x' = Cxi et la dernière rotation, à x'y'z', peut être décrite par une matrice B: x' = Bxi' Par conséquent, la matrice de la transformation complète peut s'écrire: x' = Ax qui est le produit des matrices successives: *A = BCD La matrice D peut s'écrire cos phi sin phi 'R D = -sin phi cos phi R R R 1 La matrice C peut s'écrire 1 'R R C = R cos thêta sin thêta R -sin thêta cos thêta La matrice B peut. s'écrire cos psi sin psi 'R B = -sin psi cos psi R R R 1 La matrice-produit A = BCD est obtenue ensuite à L'aide de l'expression ci-dessus. L'ordre de la mulpli;ztion matricielle dépend de la tâche identifiée; dans le cas présent, il définit la transformation de la série d'axes xyz dans la série d'axes x'y'z'. Une fois que les angles d'Euler ont été déterminés, le problème de l'orientation est résolu, du moins en principe. On peut cependant obtenir une simplification considérable du calcul en appliquant le théorème d'Euler. Le théorème d'Euler sur le mouvement d'un corps rigide énonce: le déplacement général d'un corps rigide ayant un point fixe est une rotation autour d'un axe quelconque. 18 2 2627075 Si le point fixe est pris comme l'origine de la série d'axes du corps, le déplacement du corps rigide ne s'accompagne pas d'une translation de la série d'axes du corps, le seul changement étant celui de l'orientation. Le théorème énonce ensuite que la série d'axes du corps peut toujours être obtenue par une seule rotation du système de coordonnées initial. Une caractéristique d'une rotation est qu'elle laisse la direction de rotation non affectée par l'opération. En d'autres termes, tout vecteur ayant la direction de l'axe de rotation doit avoir les mêmes composants avant et après la rotation. Une condition nécessaire est que la grandeur du vecteur ne soit pas affectée et soit assurée automatiquement par les conditions d'orthogonalité. Donc, le théorème d'Euler peut être prouvé s'il est démontré qu'il existe un vecteur R ayant les mêmes composants avant et après la transformation, c'est-à-dire dans les deux systèmes. Il s'ensuit que R' = AR = R Ceci est un problème de valeur propre qui peut être écrit AR - kR o k est constant. Les valeurs pour lesquelles k peut être résolu sont appelées valeurs propres de la matrice. Les équations de valeur propre peuvent s'écrire (A - kl)R = \R Cette équation comprend une série de trois équations simultanées homogènes oour les composants X,Y,Z du vecteur R. Pour cette raison, elles ne pourront jamais fournir les valeurs effectives des trois composants, mais seulement leurs rapports. Donc, les gran- deurs des composants restent indéterminées. Pour des équations homogènes, le déterminant de l'équation ci-dessus doit disparaître et la solution fournit les valeurs de k. Pour les matrices réelles, orthogonales, l'équation doit satisfaire à la condition k=+1. En général, l'équation a trois racines correspondant à trois vecteurs propres. Cette considération mène à la matrice dia- gonale de k kl R R OS k= \R k2 R \R 'R k3 L'équation matricielle peut alors s'écrire AR =Rk ** ou, en multipliant le côté gauche par R (-1) R (1)AR = k Cette équation fournit une approche utile au probLème: cherchez une matrice qui transforme A en une matrice diagonale dont les élé- ments sont les valeurs propres désirées. Enfin, il faut déterminer l'angle de rotation. Le cosinus de direction de l'axe de rotation peut être obtenu en prenant k=l dans l'équation des valeurs propres et en résolvant pour les compo- sants de R. Il peut être démontré que la trace de la matrice A peut être utilisée pour déterminer l'angle de rotation. Il s'agit de calculer la trace de A, c'est-à-dire T, selon T = 1 + cos W d'o on peut déterminer W. Pour que les rotations décrites ci-dessus aient une signification quelconque, l'implant fiduciel 10a, ou un point quel- conque, doit se trouver au même endroit pour le deux systèmes de coordonnées qui sont alignés. Ceci demande une translation de l'implant 10a, d'un emplacement dans un système de coordonnées à l'emplacement de ce même implant dans l'autre système de coordon- nées. En déplaçant simplement le système de coordonnées désiré, par le changement des grandeurs linéaires de x, y et z par rapport à un système de coordonnées cartésiennes, l'implant 10a peut être amené au même endroit. Pour une description plus compLète de la transfor- mation d'un système de coordonnées cartésiennes en un autre, il y a lieu de se reporter à Herbert GoLdstein, Classical Mechanics, Addison Wesley, Reading, MA, 1965, pages 107-109. On peut donc obtenir n'importe quel point par la transla- tion et/ou la rotation d'un système de coordonnées cartésiennes donné. Comme n'importe quel point peut être obtenu, il est possible aussi d'obtenir n'importe quel plan puisqu'un plan est composé de points. Par exemple, si l'on désire examiner un point déterminé au bout d'un certain temps, on recherchera les coordonnées de ce point lors d'un premier examen. L'information de translation et de rota- tion, relative au système de coordonnées au premier examen par rapport au second examen, est appliquée ensuite au point concerné du premier examen pour obtenir les coordonnées du même point dans le système de coordonnées pour le second examen. Ensuite, on recherche les données de prise d'images se rapportant au second examen pour trouver le point désiré. Ce qui vient d'être expliqué ne constitue qu'une manière parmi de nombreuses autres possibles pour obtenir le même point dans le système de coordonnées à diffé- rents moments. De façon analogue, s'il s'agit de l'image d'un plan ou d'une tranche, on applique la même procédure à chacun des points composant l'image. Les points désirés sont ensuite recherchés dans l'information d'image correspondant au système de coordonnées lors du second examen. Une fois que tous les points, avec leur informa- tion d'image correspondante, ont été identifiés, ils sont recom- posés pour produire une image de tranche aussi proche que possible de l'image de tranche désirée appartenant au système de coordonnées du premier examen. Bien entendu, la position de la tranche choisie par le médecin, parmi les images de tranches initiales, doit être déterminée par rapport aux implants de repérage. A cet effet, il est préférable d'introduire les coordonnées z ou coordonnées d'éLé- vation du système. Ceci est réalisable pour n'importe quelle tranche dans l'ensemble des images. Il est possible, par exemple, de choisir la tranche contenant le premier implant de repérage. Dans le cas ideal, L'opération de restructuration utilise des points d'image (pixels) de tranches du second examen et les aligne ensemble pour produire une tranche aussi semblabLe que pos- sible à la tranche désirée du premier examen. Cependant, dans la pratique, il arrive souvent qu'un point nécessaire à la création d'une image restructurée n'existe pas parce que les coupes avaient été prises audessus et au-dessous de ce point par exemple. Une interpolation est nécessaire dans ce cas pour estimer Les pro- priétés du point manquant afin que l'image désirée d'une tranche puisse être formée. Par exemple, une méthode d'interpolation simple utilise les deux points connus les plus proches du point désiré n'existant pas. Ces deux points connus seront également situés autant que possible l'un en face de l'.autre avec le point désiré situé entre eux et correspondant à une moyenne de leurs valeurs d'image. Par exemple, si l'intensité d'image d'un point est de 6 unités sur une échelle de 1 à 10 unités et celle du second point est de 4 unités, et si les deux points se trouvent sensiblement à égale distance du point désiré, l'intensité d'image attribuée à ce dernier sera de 5 unités. Le diagramme de la figure 6 montre de façon générale les différentes opérations et leur ordre d'exécution. L'interpolation peut être évitée en positionnant le sys- tème de coordonnées interne de manière identique lors des diffé- rentes prises d'images. On peut y parvenir en procédant de telle sorte que les 3 implants de repérage 10 occupent exactement les mêmes positions à chaque production de données d'images. En dispo- sant, par exemple, d'un appareillage à rayons X ou en appliquant la méthode décrite dans ce qui va suivre pour révéler les emplacements des implants dans le corps par rapport à un syst'me de coordonnées externe, et en sachant o les implants se trouvaient lors de La première prise d'images, le corps pourrait être amené à avoir exac- tement la même position. L'une des manières possibles d'y parvenir est d'employer une table ou plate-forme déplaçable suivant trois axes. En connaissant l'emplacement du système de coordonnées dans le corps par rapport à la table, celle-ci pourrait être montée, abaissée, avancée, recuLée et/ou tournée pour positionner le sys- tème de coordonnées interne exactement de La même façon que Lors de La première prise d'images. Pour résumer, voir égaLement La figure 6, La procédure comprend Les opérations suivantes: 1. LocaLiser Les' impLants de repérage dans La série d'images de L'examen initial et étabLir Le système de coordonnées interne. 2. Choisir La tranche ou Les tranches d'intérêt dans cette série initiale. 3. Déterminer La distance en translation entre Le système de coordonnées déterminé par Les implants de repérage et La tranche choisie. 4. LocaLiser Les implants de repérage dans L'examen de suivi. 5. Déterminer Les angles d'EuLer dans Le système de coor- données. 6. Déterminer Les coordonnées de chaque point dans la tranche transformée, correspondant à La tranche choisie dans La série d'images initiaLes. 7. Déterminer les valeurs d'intensité de chaque point par interpolation en direction axiale (correspondant à la direction de - déplacement axial de la table du générateur d'images). Bien qu'il existe de nombreux modes de mise en oeuvre possibles pour traiter Le-s informations d'images, par des équipe- ments et/ou des logiciels adéquats, il est avantageux de disposer des moyens indiqués ci-après: (1) un équipement qui facilite la reconstruction rapide des images de coupes; (2) un affichage avec possibilité d'intervention d'un opérateur; (3) un dispositif de mémorisation d'images; (4) un équipement pour sortir des images sur supports en papier ou analogue. Selon un mode de miseen oeuvre, on utilise l'ordinateur 35. existant et ses périphériques pour générer les images restruc- turées. 23 2627075 Selon un autre mode de mise en oeuvre, on utilise un sys- tème autonome qui est alimenté en images par un ou plusieurs géné- rateurs d'images et dans lequel s'opère l'analyse comparative. Toute la partie ordinateur du générateur d'images doit essentielle- ment être prévue en double et différentes options sont à prévoir en plus pour les données entrantes afin de pouvoir traiter des images de tous les types possibles. La faculté de sortir des images sur supports en papier ou analogue est également souhaitable, au moyen d'une camera à matrices par exemple, parce que les enregistrements permanent sont d'une valeur inestimable pour le diagnostiqueur. Que l'on utilise un système autonome ou que l'on modifie un système existant pour réaliser la restructuration décrite dans ce qui précède, les images sont stockées de préférence en fichiers comportant deux parties: (1) l'en-tête qui contient les données démographiques du patient et des informations sur l'examen lui- même, c'est-à-dire des paramètres techniques de l'exposition ou de la procédure d'enregistrement d'images; et (2) la matrice d'images. Ces deux parties sont de préférence stockées temporaire- ment (habituellement pour quelques jours) sur des unités de disques magnétiques, puis transférées sur un milieu de mémorisation perma- nent, tel que bandes magnétiques ou disques souples. En plus de cette structure en fichiers, on peut ajouter un sous-fichier conte- nant les résultats des calculs (on peut ajouter les angles d'Euler par exemple). La figure 7 montre un appareillage 100 capable de pro- duire les rayonnements et d'assurer les détections nécessaires à la génération d'images, de traiter les signaux recueillis et de pro- duire les affichages nécessaires pour fournir des images ayant essentiellement les mêmes coordonnées dans le corps humain et qui peuvent être comparées dans le temps, ou de localiser des cibles telles que des tumeurs. Un tel appareillage 100 comprend un généra- teur d'images 102 qui fournit des données d'images et est commandé par un ordinateur programmable 104. Les données d'images sont obtenues d'une source 106 prévue dans la générateur 102 et qui est placée approximativement au-dessus d'un patient 107, selon une méthode bien connue dans l'art. Les données d'images sont soumises à un traitement de signaux, comme décrit dans ce qui précède, et les images désirées sont visualisées sur un affichage 108. Un opé- rateur peut intervenir en plus grâce à la prévision d'un tableau de commande 110 et les coordonnées d'une cible peuvent être visua- lisees dans un affichage 112 pour des applications radiothéra- piques. La radiothérapie constitue une application susceptible de tirer un grand bénéfice du système de coordonnées corporelles interne entièrement défini selon l'invention. Dans la radio- thérapie, la position d'un faisceau radioactif d'un système de coordonnées externe doit être mise en relation avec le système de coordonnées interne. Un dispositif convenant à cet effet est montré sur la figure 7, o le système de coordonnées externe est repré- senté par les références non affectées d'un accent et le système de coordonnées interne est représenté par les références affectées d'un accent. Le point P peut correspondre à l'emplacement d'une tumeur. Dans cette situation, les distances réelles et les posi- tions du point P dans le système de coordonnées affectées d'un accent, de même que la position de l'origine des deux systèmes de coordonnées, sont importantes. Si l'on connaît la position du point P par rapport au système de coordonnées interne et si l'on connaît la disposition du système interne par rapport au système de coordonnées externe, de même que les angles d'Euler de rotation, on connaît aussi la position du point P par rapport au système de coordonnées externe. Dans la radiothérapie ou en chirurgie, La connaissance de la disposition du système de coordon- nées interne A par rapport à un système de coordonnées externe B, comme dans une situation telle que représentée par la figure 7, peut procurer de nombreux avantages. Dans le cas de la radio- thérapie par exemple, si l'on connaÂt l'emplacement d'une tumeur par rapport au système de coordonnées interne et si l'on connait la position de ce système par rapport à un système de coordonnées externe se rapportant à une source de radiation 20 comme celle prévue dans une machine à rayons X pour détruire les cellules can- céreuses, la radiation peut être appliquée à la seule tumeur dont on peut ainsi connaître l'emplacement exact et le volume. Ceci sup- primerait le côté aléatoire du travail d'un radiothérapeute exami- nant différentes images d'une tumeur dans un organisme pour savoir vers o il doit pointer exactement la source de radiation dans l'espoir que la seule tumeur soit irradiée.-Grâce à l'invention, l'emplacement d'une tumeur dans un système de coordonnées interne peut être déterminé, par exemple, lors d'une première séance d'exploration. Les données ainsi obtenues peuvent être mémorisées sur un support permettant le rappel des informations recueillies lorsque, quelque temps après, on désire connaître la position de la tumeur et que l'on ne souhaite pas prendre de nouvelles images. Une méthode pour irradier un endroit spécifique dans un corps 32, o se trouve une tumeur par exemple, consiste à utiliser un bras de robot 34 dont l'embase 36 peut être choisie comme l'ori- gine (0,0,0) du système de coordonnées externe B. L'extrémité 38 du bras 34 porte un capteur 40. Il peut s'agir d'un détecteur de métaux, d'un détecteur ultrasonore ou de tout autre instrument capable de détecter la position d'un implant de repérage 10 dans un corps 32. Si les implants 10 ont été posés dans le crâne 18, conte- nant une tumeur, le capteur 40 à l'extrémité 38 du bras de robot 34 est déplacé par ce dernier, jusqu'à ce qu'il détecte un implant 10 dans le crâne 18. Comme le mouvement du bras de robot 34 est suivi par un ordinateur (non représenté), la position du capteur 40 par rapport à l'embase 36 du bras 34, Laquelle constitue l'origine 0 du système de coordonnées externe B, est connue. Le dispositif pour suivre le mouvement du bras est bien connu et comporte des capteurs (non représentés) installés à des endroits critiques du bras 34 pour détecter la rotation ou le mouvement des joints 42 du bras. En fournissant cette information à un ordinateur, ensemble avec l'in- formation se rapportant aux longueurs fixes de la structure du bras de robot 34, l'endroit o se trouve l'extrémité 38 du bras 34 est toujours connu. Quand l'extrémité 38 du bras 34 s'est immobilisée au-dessus d'un implant de repérage 10 d-ns le crâne 18, on connaît aussi la position du système de coordonnées interne A, défini par les implants de repérage 10, par rapport au système de coordonnées externe B. En fournissant à l'ordinateur les angles d'Euler de rotation et l'emplacement de la tumeur, lequel est connu par rap- 26 2627075 port au système de coordonnées interne A, il devient possible de déterminer l'emplacement de la tumeur dans le système de coordon- nées externe B. L'emplacement de la tumeur par rapport au système de coordonnées interne est connu par les données d'images mémo- risées précédemment, par exemple, ainsi que par le fait que les implants de repérage 10 sont également fixes les uns par rapport aux autres après leur pose. L'ordinateur connaît la position de la source rayonnante 30 et l'endroit vers lequel elle est pointée, par rapport au système de coordonnées externe B. Comme l'ordinateur dispose également de l'information quant à la position de la tumeur dans le système de coordonnées externe B, il peut orienter la source rayonnante 30 pour irradier exactement le site de la tumeur dans le cerveau. En général, la position d'un point P dans le système de coordonnées interne est déterminée par rapport au sys- tème de coordonnées externe quand sont connus la distance entre les origines des deux systèmes et les angles d'Euler, comme décrit dans ce qui précède. En chirurgie, le système de coordonnées interne, défini par les trois points de repérage, peut permettre également, par exemple, de suivre un faisceau laser dans sa traversée de tissu vers une tumeur. Un système d'imagerie, installé dans la zone opé- ratoire, serait alors positionné pour relever en continu des données d'images fournies à un système d'ordinateur qui guide éga- lement le laser sur la base des données introduites. Pendant que le faisceau laser traverse le tissu, le changement de ce dernier est rendu visible par le système d'imagerie et la progression du chan- gement peut être suivie par rapport au système de coordonnées interne fixe. Quand le faisceau a atteint une position prédéter- minée, ou quand une partie de tissu prédéterminée a été enlevée par le laser, L'ordinateur commandant le laser et traitant les données d'images pourraît arrêter le fonctionnement du laser. Dans la mise en oeuvre de l'invention, après que les implants de repérage ont été posés chez un patient, des données- d'images sont prélevées une première fois et stockées. Ensuite, à des intervalles de temps donnés, par exemple une fois par an envi- ron, le patient retourne au lieu d'installation du système d'ima- gerie, ou à l'endroit o se trouve un système semblable, pour subir une séance de prise d'images "de suivi". Les données obtenues en -dernier sont ensuite restructurées, comme décrit dans ce qui pré- cède, pour produire des images de haute fidélité des mêmes coupes corporelles que celles obtenues lors de la séance précédente. Les images de la dernière séance sont comparées avec celles de la séance précédente (si plusieurs séances ont eu lieu précédemment, on peut utiliser toutes les images obtenues pour la comparaison) afin de déterminer s'il y a eu des changements significatifs, tels que la progression ou La régression d'une anomalie telle qu'une tumeur. Bien entendu, les données d'images recueillies au cours de séances ayant eu lieu à différents moments, peuvent être comparées de nombreuses manières, comprenant notamment la restructuration d'images prise à des séances précédentes pour faire ressortir une coupe dont l'intérêt s'est révélé à la dernière séance; il est donc parfaitement possible, pour l'opération de comparaison, de ne pas se borner simplement a la comparaison de coupes de la dernière séance à des coupes d'une séance précédente. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, le but des comparaisons peut être multiple: (a) suivre simplement la croissance d'une tumeur, sans traitement thérapeu- tique; (b) vérifier les résultats d'un traitement thérapeutique, d'une radiothérapie ou d'une chimiothérapie par exemple, ou (c) examiner ou suivre les résultats d'un traitement chirurgical. Lorsque l'invention est mise en oeuvre dans le cadre d'une radiothérapie, la première opération'consiste à identifier la présence d'une tumeur dans le corps d'un patient. Le patient est placé ensuite dans le système d'imagerie de manière que des images puissent être produites au moins de la région o se trouve la tumeur. L'appareillage est utilisé ensuite pour localiser la position de la tumeur dans le système de coordonnées interne. Les données obtenues peuvent être mémorisées en vue d'une utilisation ultérieure, par exemple, de sorte qu'-ô n'est pas nécessaire de produire de nouvelles images pour localiser la tumeur à chaque traitement radiothérapique. Dans ce cas, à chaque traitement, le patient peut être placé devant une source de radiation et l'information précédemment enregistrée peut être fournie à l'ordinateur commandant la source. L'emplacement du système de coordonnées interne est déterminé par rapport au système de coordonnées externe, par exemple par la localisation d'un implant de repérage, comme décrit dans ce qui précède, par rapport à une position connue du système externe. Une fois que la position du système interne par rapport au système externe est connue, l'endroit o se trouve la tumeur dans le système de coordonnées externe est connu aussi puisque la position de la tumeur par rapport au système interne est déjà connue par les données d'images précédemment mémorisées. La source de radiation est pointée ensuite sur la tumeur, par exemple par un ordinateur recevant les données précédemment enregistrées et les données de position actuelles. En cas de traitement chirurgical, la procédure suivie pour exploiter l'avantage procuré par les implants est semblable à ce qui vient d'être décrit pour la radiothérapie. Une fois que l'emplacement de la tumeur par rapport au système de coordonnées interne a été déterminé et que l'emplacement de ce sys- tème interne par rapport au système de coordonnées externe est connu, la position de la tumeur par rapport au système externe est connue aussi. Dès lors, l'ordinateur peut guider des instruments chirurgicaux jusqu'à la tumeur, en combinaison avec le système d'imagerie utilisé en mode interactif, c'est-à-dire avec la possi- bilité d'intervention par un opérateur. Les données d'images que le système d'imagerie fournit en permanence à l'ordinateur permet à ce dernier de suivre la progression et l'étendue de l'intervention chirurgicale. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. 29 2627075 REVENDICATIONS 1. Implant repère (10) pour le corps humain, caractérisé en ce qu'il comprend: a. une première partie (12) et une seconde partie (14), la première partie étant conformée pour être détectée par un sys- tème d'imagerie; b. la seconde partie étant conformée pour être reliée de façon fixe à un os (18),sous la peau, sans traverser complètement l'os et sans le fracturer; c. la première partie (12) étant suffisamment grande et constituée d'un matériau destiné à la détection par un système d'imagerie, et en même temps suffisamment petite pour créer une déformation minimale de la peau lorsqu'elle est disposée à t'inter- face entre la peau et l'os; et d. la première partie (12) comportant au moins une por- tion sphérique et définissant une surface (16) destinée à coopérer avec un outil pour fixer la seconde partie (14) à l'os (18). 2. Implant repère pour le corps humain, caractérisé en ce qu'il comprend: a. une partie (12) de forme essentiellement sphérique et constituée d'un matériau destiné à la détection par un système d'imagerie lorsqu'elle est placée sous la peau, la première partie définissant également une cavité polygonale (16) pour la réception d'un outil ayant une tête polygonale complémentaire en vue de l'application d'efforts; b. l'implant possédant une seconde partie (14) formant une vis dont la longueur est suffisante pôur fixer l'implant (10) à un os (18), mais dont la conformation est telle qu'elle ne traverse pas entièrement l'os et ne provoque pas sa fracture lorsqu'elle est fixée à l'os; c. la sphère (12) étant suffisamment petite pour créer une déformation minimale de la peau lorsqu'elle est placée à l'interface entre la peau et l'os et que la vis (14) est engagée complètement dans l'os; et 2627075 d. La vis (14) ayant une longueur comprise entre 1 et mm et la sphère (12) ayant un diamètre effectif compris entre environ 1 et 10 mm. 3. Ensemble formé de trois implants repères (10), carac- térisé en ce que chaque implant comprend: a. une première partie (12) et une seconde partie (14), la première partie étant conformée pour être détectée par un sys- tème d'imagerie lorsqu'elle est placée sous la peau; b. la seconde partie (14) étant conformée pour être reliée de façon fixe à un os (18), sous la peau, sans traverser complètement l'os et sans provoquer sa fracture; c. la première partie (12) étant suffisamment grande et étant constituée d'un matériau destiné à la détection par un sys- tème d'imagerie, et étant en même temps suffisamment petite pour créer une déformation minimale de la peau lorsqu'elle est placée à l'interface entre la peau et l'os (18); et d. la première partie (12) possédant au moins une portion sphérique et définissant une surface (16) destinée à coopérer avec un outiL pour fixer la seconde partie (14) à l'os (18). 4. Procédé pour fournir, à différents moments, des images correspondantes d'une partie d'organisme comportant trois implants repères (10), caractérisé en ce qu'il consiste à prendre une pre- mière série d'images de coupes ou tranches de la partie considérée de l'organisme au cours d'une première période ou séance, les coupes donnant ces premières images passant par au moins l'un des implants repères (10), les trois implants (10) occupant des posi- tions définies à distance les uns des autres, à prendre une seconde série d'images de coupes ou tranches de la partie considérée de l'organisme au cours d'une seconde période ou séance et à faire en sorte qu'une image d'une tranche donnée de la seconde série corres- ponde à une image de la tranche sensiblement identique obtenue Lors de la première séance. 31 2627075 5. Procédé selon la revendication 4, comprenant en outre, après la prise de la première série d'images, la définition d'un système de coordonnées interne rapporté aux trois implants repères (10), la détermination de la position des premières images par rap- port au système de coordonnées interne, ainsi que, après la prise de la seconde série d'images, la restructuration de la série d'images prise lors de la seconde séance, de manière qu'elles cor- respondent aux positions et aux orientations des tranches ayant fournies Les images lors de La première séance. 6. Procédé pour fournir, à différents moments, des images correspondantes d'une partie d'organisme comportant trois implants repères (10), caractérisé en ce qu'il consiste à: a. prendre une première série d'images de coupes ou tranches de La partie considérée de l'organisme au cours d'une pre- mière période ou séance; b. produire par restructuration une image d'un aspect désiré de la partie d'organisme examinée à La première séance; c. prendre une seconde série d'images de coupes ou tranches de la partie considérée de l'organisme au cours d'une seconde période ou séance, différente de la première; et d. produire par restructuration une image d'un aspect désiré de la partie d'organisme à partir des images prises Lors de La seconde séance et qui présente le même aspect de la partie d'organisme que celui dont on a produit une image à partir des images prises à la première séance. 7. Procédé selon la revendication 6 et comprenant, après la prise d'une première série d'images, la localisation des implants repères (10) d'après cette première série d'images et l'établissement d'un système de coordonnées interne par rapport aux positions ainsi déterminées des implants (10). 32 2627075 8. Procédé selon la revendication 7 et comprenant, après l'établissement du système de coordonnées interne, la déter- mination de la distance en translation entre ce système et une tranche choisie. 9. Procédé selon la revendication 8 et comprenant, après la prise d'une seconde série d'images, la détermination des angles d'Euler (thêta, phi, psi) par rapport au système de coor- données interne à la première et la seconde série d'images, de même que la détermination des coordonnées d'un aspect désiré de la partie d'organisme à partir de la seconde série d'images, aspect qui correspond à l'image d'un aspect désiré de la partie d'orga- nisme dans la première série d'images. 10. Procédé selon la revendication 9 et comprenant, apres la détermination des coordonnées d'un aspect désiré de la partie d'organisme à partir de la seconde série d'images, la déter- mination par interpolation de l'intensité d'image de l'aspect désiré de La partie d'organisme à l'aide de la seconde série d'images. 1E Procédé selon la revendication 10, dans lequel la localisation des implants repères (10) comprend la détermination du centre de masse de chaque implant. 12. Appareillage pour produire des images de coupes ou tranches de l'organisme d'un patient, caractérisé en ce qu'il com- prend: a. un générateur d'images (102) destiné à produire des images de coupes ou tranches d'une région désirée de l'organisme; b. un dispositif d'affichage (108) pour visualiser les images produites par ce générateur ou dispositif de balayage; c. un ordinateur programmable (104) pour le traitement de données; d. trois implants repère (10) tels que définis à l'une des revendications 1 à 3, formant un système de coordonnées qui soit fixe dans le temps, par rapport à l'organisme, et qui puisse être identifié par le générateur d'images e. l'ordinateur étant programmé en vue de la production d'images de tranches par le générateur d'images au cours d'une pre- mière exploration; et f. le générateur d'images et l'ordinateur coopérant pour, Lors d'une seconde exploration, produire des images de tranches sensiblement identiques à celles de La première exploration. 13. Appareillage selon la revendication 12, dans lequel le moyen pour définir un système de coordonnées comporte tnois implants repères (10) pouvant être implantés dans l'organisme. 14. Appareillage selon la revendication 12, dans lequel le générateur d'images et l'ordinateur coopèrent pour produire des images de tranches et pour restructurer ces images, en relation avec le système de coordonnées défini par les implants repères (10), pour qu'elles correspondent aux images obtenues au cours d'une première exploration, les images restructurées étant visua- lisées par le dispositif d'affichage (108). 15. Appareillage selon la revendication 14, dans lequel la restructuration des images comprend la rotation et la transla- tion d'images de tranches. 16. Appareillage pour traiter une cible sur ou dans une partie d'organisme comportant trois implants repères (10), caracté- risé en ce qu'il comprend: a. un générateur d'images (102) pour produire des images de coupes ou tranches d'une région désirée de l'organisme; b. un dispositif d'affichage (108) pour visualiser les images produites par ce générateur; c. un ordinateur programmable (104) pour le traitement de données; et d. trois implants repère (10) tels que définis à l'une des revendications 1 à 3 formant un système de coordonnées interne, par rapport à l'organisme, qui soit identifiable par le générateur d'images; e. l'ordinateur étant programmé en vue de la production d'images par le générateur d'images au cours d'une première explo- ration; f. le générateur d'images et l'ordinateur coopérant pour produire, à un moment ultérieur, des images de tranches sensible- ment identiques à des images obtenues lors de la première explora- tion; g. un moyen (34, 40) pour définir un système de coordon- nées interne par rapport à un système de coordonnées externe; et h. un moyen pour localiser la cible par la mise en rela- tion du système de coordonnées interne avec te système de coordon- nées externe. 17. Appareillage selon la revendication 16, dans lequel la localisation de la cible comprend la définition d'un système de coordonnées interne par rapport à un système de coordonnées externe à l'aide d'un bras de robot (34) dont les positions par rapport au système de coordonnées externe sont connues, l'ordinateur (104) étant programmé pour définir la relation entre le système de coor- données interne et le système de coordonnées externe connu.