Brevet FR2672760A1 — publié le 19920814

La présente invention concerne un scanner à plat muni d'un dispositif d'éclairage indirect et une chaîne de numérisation utilisant un tel scanner. L'invention trouve plus particulièrement des applications dans le domaine de l'imagerie médicale, et par exemple elle facilite la visualisation et le traitement des images obtenues par radiographie, échographie ou mammographie. La numérisation des images présente un grand intérêt, dans le domaine de l'imagerie médicale où elle permet d'obtenir des informations d'une lisibilité améliorée, de comparer des images entre elles, et de mettre en évidence certains détails particulièrement significatifs. Associée à un logiciel de traitement d'image, cette technologie permet en outre d'effectuer des calculs sur les formes visualisées et peut donc être utilisée comme un outil d'aide au diagnostique. Il n'est pas douteux que se généraliseront dans les années à venir les applications de la numérisation directe. Ce procédé consiste à capter directement l'information sur une surface plane munie d'une pluralité de cellules sensibles disposées sous forme de grille, chaque cellule affectant une valeur numérique à l'information qu'elle reçoit. Mais ce procédé présente pour l'instant l'inconvénient d'imposer des investissements lourds, et sa mise en oeuvre n'est pas à ce jour maîtrisée par les opérateurs en imagerie médicale. Il importe de souligner que le support "film" reste prépondérant en imagerie médicale: c'est le support sur lequel travaillent la plupart des équipements actuellement en service que ce soit dans le domaine de la radiologie ou de la mammographie que, dans une moindre mesure, dans le domaine de l'échographie. De plus les bases de connaissances dont on dispose actuellement, constituées par des dossiers médicaux avec historiques de maladies, contiennent l'information "image" essentiellement sous forme de films. Pour l'ensemble de ces raisons, il est intéressant d'utiliser les films radiologiques mammographiques ou échographique, comme sources permettant de créer des fichiers numérisés. Dans ce but on a proposé notamment de placer une caméra vidéo, de classe professionnelle, sur un piétement fixe et de capter au moyen de cette caméra la lumière réfléchie par un film centré sur l'axe focal de cette caméra. Pour compenser le fait que les films sont le plus souvent peu contrastés et sombres, on éclaire ces supports avec une lumière particulièrement intense. Un tel dispositif présente toutefois de nombreux inconvénients: En premier lieu l'encombrement en hauteur est important, du fait de la nécessité de placer la caméra à une altitude suffisante par rapport à la surface du film pour visualiser l'intégralité de ce film. De plus les réglages de la caméra nécessitent des opérations longues et minutieuses. Par ailleurs, la présence d'un flux de lumière important non confiné entre le dispositif d'éclairement et le film peut constituer une gène pour les autres postes de travail places dans la même salle d'examens. Enfin, quelque soit la qualité des optiques utilisés, la réduction des informations à la taille d'environ 1 cm2 correspondant aux dimensions des capteurs CCD places derrière l'objectif se traduit inévitablement par une perte d'informations. S'ajoutent à ces problèmes les effets des aberrations optiques qui surviennent inévitablement pour les parties des images éloignées de l'axe focal de l'objectif. Par ailleurs il est quasiment impossible d'obtenir un éclairement du film qui soit réellement homogène, ce qui risque de provoquer l'apparition de fausses informations, notamment après traitement de l'image par seuillage. Pour résoudre l'ensemble des difficultés exposées ci-dessus et dans le but de réaliser un dispositif de numérisation qui soit à la fois d'un prix de revient peu élevé, d'un encombrement réduit et d'un maniement aisé, tout en en produisant des fichiers numérisés d'un haut degré de fiabilité, l'invention propose notamment de supprimer la caméra et de remplacer cette caméra par un scanner à plat de conception classique, auquel un certain nombre de modifications et de perfectionnements, qui font partie intégrante de l'invention, auront été apportés. Il est connu en soi de créer un fichier numérisé à partir d'une image en utilisant un périphérique d'ordinateur spécifique, du type connu sous le nom générique de scanner à plat. De tels appareils se présentent généralement sous la forme de parallélépipèdes rectangles dont la face supérieure est munie d'une vitre plane recouverte par un couvercle articulé. L t image, d'un format généralement inférieur ou au plus égal à 21 x 30 cm, est plaçée en regard de la vitre et sous le couvercle. Après déclenchement de l'opération de scannerisation, un équipage mobile dont l'axe est généralement parallèle aux petits cotés de la fenêtre vitrée supérieure et dont la largeur utile est au moins égale à celle de cette fenêtre, se déplace d'une extrémité à l'autre de la dite fenêtre, de façon à lire les informations contenues sur l'image. Ainsi, l'ensemble des points figurants sur l'image est repéré par son abscisse (la distance parcourue par l'équipage mobile depuis le point de départ jusqu'au point étudié) et par son ordonnée (la distance entre le bord de l'équipage mobile et la position du point étudié sur la génératrice du dit équipage mobile). A chaque point de limage est associée une valeur numérique, cette valeur étant soit "zéro" soit "un" pour les systèmes les plus simples. En réalité, les scanners actuellement commercialisés sont conçus pour affecter à chaque point de l'image une valeur comprise entre "zéro" et "16" ou encore entre "zéro" et "250" voire plus. Ce nombre de valeurs pouvant être affectées à un point donné représente le nombre de couleurs ou de niveaux de gris lus et restitués par le scanner.Plus ce nombre est élevé, meilleure sera la définition de l'image scannêrisée. De la même façon la définition obtenue sera d'autant meilleure que la trame de quadrillage sera plus serrée, c'est à dire que le nombre de points définissant une portion donnée de limage sera plus élevé. Ce critère de densité de points est mesuré en "dpi" (densité per square inche) valeur qui atteint couramment 300 et peut atteindre 400 ou 600 pour des appareils performants. On comprend que de tels systèmes permettent de créer des fichiers utilisables par des systèmes informatises, puisqu'à chaque point de l'image correspond une valeur numérique. On comprend également qu'il soit particulièrement facile de stocker et de traiter ces fichiers par des moyens informatiques classiques, par exemple en leur faisant subir des modification qui améliorent la lisibilité des images étudiées. Il se trouve que, dans leur conception actuelle, les appareils de scannerisation sont incompatibles avec le traitement d'un film radiographique ou mammographique. En effet ces appareils contiennent une source d'éclairement interne, laquelle source est le plus souvent solidaire de l équipage mobile, qui n'est pas en mesure de produire une lumière suffisante, sur le plan quantitatif comme sur le plan qualitatif, pour permettre la lecture des informations contenues sur le film: plaçé sur un scanner à plat, un film radiographique ou mammographique produira la plupart du temps une image scannérisée ne contenant pas d'autre informations exploitables que celles des contours des formes observées. Un des objectifs de l'invention est de permettre de faire bénéficier aux opérateurs en imagerie médicale du confort d'utilisation d'un scanner à plat pour la numérisation des images contenues sur des films radiographiques ou mammographiques, tout en conservant une définition suffisante pour les informations obtenues, cet objectif sera atteint notamment en apportant des améliorations à la conception et à la réalisation des scanners à plats, et plus particulièrement au niveau des dispositifs d'éclairage de l'image destinée à être scannerisée. Un autre objectif est d'améliorer la qualité et la lisibilité des images numérisées, notamment en supprimant les défauts introduits par l'utilisation d'une caméra. Un objet annexe de la présente invention est de réduire le prix de revient d'une installation de numérisation d'images médicales, et de permettre ainsi l'acquisition de telles chaînes par de nombreux établissements hospitaliers, voire par des cabinets privés. Un objectif complémentaire est de proposer une installation complète de numérisation d'images qui soit à la fois compacte et d'un maniement particulièrement aisé. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l t aide d'une installation de numérisation comportant un scanner à plat dote d'aménagements spécifiques. Ce scanner à plat est caractérisé en ce qu'il comprend une partie supérieure aménagée de façon à permettre d'une part le placement d'un film radiographique sur la vitre supérieure du scanner et d'autre part l'éclairement indirect de l'équipage mobile du scanner à travers le dit film par une source lumineuse située dans un boîtier placé au dessus de la vitre supérieure du scanner.Pour permettre de bonnes performances, le dispositif d'éclairement du film devra produire une lumière à la fois intense et diffuse: il importe en effet de ne pas introduire de zone d'éclairement préférentiel à quelqu'endroit que se soit: d'une part la zone sur-éclairée pourrait paraître anormalement claire à l'observateur et d'autre part, lors d'un traitement par seuillage du fichier numérisé, traitement qui consiste à privilégier certaines couleurs (ou niveaux de gris) par rapport aux autres, on risque de faire apparaître de fausses informations. Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif d'éclairement pourra compter un ou plusieurs masques, amovibles ou non.Ces masques auront pour fonction de compenser la très forte différence existant sur les films entre les zones exposées et les zones non-exposées, ceci de façon à limiter les valeurs de sensibilité sur lesquelles les cellules réceptrices plaçées sur l'équipage mobile devront fonctionner. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ces masques pourront être constitués par une ou plusieurs vitres présentant la propriété d'avoir une transparence variable en fonction du flux auquel elles sont exposées. Par ailleurs, le dispositif d'éclairement selon l'invention devra être particulièrement peu encombrant et sera doté d'une forme telle qu'il puisse se placer facilement au dessus d'un scanner à plat de forme classique, au couvercle supérieur duquel il a pour vocation de se substituer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné simple titre illustratif et des dessins annexés dans lesquels: - La Figure 1 représente une chaîne de numérisation classique. - La Figure 2 représente unsscanner à plat de type classique. - La figure 3 représente un scanner à plat équipé d'un dispositif d'éclairement selon l'invention. - La Figure 4 représente une chaîne de numérisation comprenant un dispositif selon l'invention. On rappelle qu' une chaîne de numérisation classique telle que représentée Figure 1, comprend une caméra (1) sur l'axe focal de laquelle est plaçé le film (21). Les informations captées par la caméra sont transmises à l'unité centrale (2), ce qui permet de les visualiser, de préférence sur un grand écran (3). Les images après numérisation et traitement peuvent également être imprimées sur un périphérique adapté (4). On rappelle également qu'un scanner à plat de type classique, tel quetrepresente en Figure 2 est constitué par un boîtier (5) de forme parallélépipédique, muni d'une fenêtre transparente (6) sur sa face supérieure, laquelle fenêtre est recouverte par un couvercle articulé (7). La caractéristique essentielle de l'invention, caractéristique illustrée en Figure 3, réside dans le fait que l'on substitue au couvercle (7) d'un scanner plat, un boîtier (10) dont les parois comprennent deux évidements (14,15) placés sur deux faces opposées du dit boîtier (10), les dits évidements ayant une forme telle qu'ils permettent de placer le boîtier (10) sur le même plan que le scanner (5) tout en recouvrant la plus grande partie de ce dernier. Le boîtier (10) est muni d'au moins une source lumineuse (13). Cette source lumineuse (13) émet un faisceau de lumière qui, après une ou plusieurs réflexions sur des parois (12) du boîtier (10) atteint le film (21) plaçé sur la fenêtre supérieure (6) du boîtier (5). Il est important que le flux lumineux atteignant l'équipage mobile du scanner (5) après avoir subit des réflexions et avoir traverse le film (21) puis la fenêtre (6) soit intense et soit le plus régulier possible. En effet l'image de la source (13) sur le film peut provoquer l'apparition de fausses informations tout à fait préjudiciable à la précision du diagnostic. Dans le but d'éviter cet inconvénient majeur, on placera avantageusement, entre la source (13) et le film (21) au moins une vitre (11) en verre dépoli.Dans le même but, on pourra donner à l'une des parois (12) sur lesquelles les rayons sont réfléchis une forme non-plane dans au moins l'une de ses dimensions et, préférentiellement, une forme concave. Ainsi le flux lumineux éclairant le film sera-t'il particulièrement homogène et les "images" de la ou des sources lumineuses (13) seront-elles pratiquement supprimées. Ce point est essentiel pour permettre un traitement des informations contenues dans un film radiographique ou mammographique en utilisant les nombreuses possibilités offertes par les logiciels de traitement d'image. On remarquera que l'un des évidements (14) pratiqué dans les parois latérales du boîtier (10) est légèrement plus haut que le boîtier (5) du scanner à plat. Ceci dans le but de ménager une fente par laquelle il est possible de glisser le film (21) afin de le placer contre la fenêtre vitrée (6). Le film étudié (21) pouvant présenter d'une part une zone très foncée (23) et d'autre part une zone très claire, on placera, de façon avantageuse, un masque (16) entre le film (21) et la fenêtre (6). Ce masque (16) pourra être constitué par une plaque en matériau transparent présentant la propriété d'avoir une transparence variable en fonction de la quantité de lumière qu'il reçoit. Enfin, pour éviter tout échauffement de l'air contenu dans le boîtier (10), on placera avantageusement un système de renouvellement d'air (17) sur l'une des parois du dit boîtier. ~ Comme indiqué sur la figure 4, un scanner à plat dont le couvercle (7) a été remplacé par un boîtier (10) comme décrit ci-dessus constitue le premier élément d'une chaîne de numérisation. Les études comparatives faites par les déposants ont montré qu'une telle chaîne était d'une part nettement moins chère et d'autre part plus précise et plus performante que les chaînes de numérisation utilisant des caméras. En outre, le maniement d'une chaîne de numérisation intégrant les composants ci-dessus décrits est particulièrement facile et rapide. Bien entendu, les éléments descriptifs ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'illustration, et l'on pourra imaginer d'autres modes de réalisation sans pour autant sortir du cadre de la 'présente invention. REVENDICATIONS -1- Scanner à plat, du type comprenant un boîtier (5) de forme parallélépipédique et une fenêtre transparente (6) sur sa face supérieure, caractérisé en ce qu'il est recouvert dans sa plus grande partie par un boîtier (10) muni d'au moins une source lumineuse (13). -2- Scanner à plat selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bottier (10) comprend deux évidements (14,15) pratiqués dans les parois latérales du dit boîtier, évidements dont l'un comprend une fente par laquelle il est possible de glisser un film (21). -3- Scanner selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend une vitre en verre dépoli (11) placée entre la source (13) et le film (21). -4- Scanner selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (10) comprend au moins une paroi (12) réfléchissant les rayons issus de la source (13). -5- Scanner selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce la paroi (12) a une forme non-plane dans au moins une de ses dimensions et, préférentiellement, une forme concave. -6- Scanner selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'un masque (16) placé entre le film (21) et la fenêtre transparente (6). -7- Scanner selon revendications 1 et 6 caractérisé en ce que le masque (16) est constitué par une plaque réalisée dans un matériau présentant la propriété d'avoir une transparence variable en fonction de la quantité de lumière qu'il reçoit. -8- Scanner selon revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (10) est muni d'un système de renouvellement (17) de l'air contenu dans le dit boîtier; -9- Chaîne de numérisation, notamment destinée au traitement des images médicales, caractérisée en ce qu'elle comprend un scanner selon l'une au moins des revendications précédentes.