Brevet FR2733142A1 — publié le 19961025

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'IMAN D'ÉLASTOGRAPHIE ULTRASONORE ET APPAREIL DE MAMMOGRAPHIE COMPRENANT CE DISPOSITIF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'imagerie d'élastographie ultrasonore ainsi qu'un appareil de mammographie comprenant ce dispositif. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE On sait que des images du sein d'un patient sont obtenues, pour l'essentiel, à l'aide d'un examen mammographique. Il s'agit alors d'imagerie par projection qui utilise une source de rayons X en tant que source de rayonnement. En complément d'un tel examen mammographique, il est connu d'effectuer un examen ultrasonore du sein. Dans ce cas, il s'agit d'imagerie de coupe qui utilise une source d'ondes ultrasonores en tant que source de rayonnement. Un radiologue utilise la mammographie pour essayer de poser un diagnostic sur une lésion du sein. Si les signes radiologiques observés sur l'image mammographique ne sont pas suffisants pour poser un diagnostic sûr, le radiologue à souvent recourt à un examen ultrasonore également appelé " examen échographique ". L'analyse des images ultrasonores permet parfois de poser un diagnostic (malin ou bénin) par l'apport d'une information différente de celle qui est disponible grâce aux clichés de mammographie. Une image obtenue par un examen mammographique est la superposition de toutes les structures contenues dans le sein le long du trajet des rayons X. Les images obtenues constituent une carte de l'atténuation linéaire des rayons X par les tissus mammaires le long du trajet de ces rayons X provenant de la source de rayons X. Une image obtenue par un examen échographique est une vue en coupe du volume de l'objet examiné, en l'occurrence le sein. Les images obtenues forment une carte des échos ultrasonores que les structures constituant le sein renvoient vers la sonde d'émission-détection des ultrasons dans un plan déterminé par la configuration de cette sonde. On connaît également la technique de l'imagerie d'élastographie ultrasonore. Il s'agit d'une nouvelle technique permettant de construire, à partir de deux images ultrasonores d'une même coupe du sein, acquises à deux niveaux de compression différents, et grâce à un traitement informatique approprié, une image qui correspond à une carte d'une grandeur caractéristique de l'élasticité des tissus du sein. On sait que les deux niveaux de compression qui sont nécessaires pour former une telle image sont obtenus par l'exercice d'une pression plus ou moins forte de la sonde ultrasonore sur le sein par le radiologue qui tient la sonde. Lorsque l'on considère, pour un même patient, plusieurs plans de coupe pour lesquels on veut obtenir une image d'élastographie ultrasonore, ou lorsque l'on cherche à comparer les images relatives à plusieurs patients, la reproductibilité des niveaux de compression et donc la reproductibilité de la qualité des images obtenues ne sont pas garanties. L'inclinaison de la sonde par rapport au sein peut en outre varier entre les deux acquisitions de données, effectuées à des pressions différentes, et peut ainsi conduire à des images d'élastographie ultrasonore erronées. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents. Elle a pour objet un procédé et un dispositif d'imagerie d'élastographie ultrasonore permettant d'assurer la reproductibilité des acquisitions aux différents niveaux de compression nécessaires pour la construction d'images d'électrographie ultrasonore. De façon précise, la présente invention a tout d'abord pour objet un procédé d'imagerie d'élastographie ultrasonore, caractérisé en ce qu'on effectue une pluralité de compressions à des niveaux de pression déterminés, d'un sein d'un patient, ce sein occupant une position fixe sur un support, au moyen d'un organe de compression dont la distance par rapport au support est réglable, en ce qu'on forme, pour chaque compression, une image ultrasonore d'au moins une même coupe de ce sein, à travers l'organe de compression, cet organe de compression étant apte à laisser passer des ondes ultrasonores, et en ce qu'on traite les images de cette même coupe, qui sont respectivement associées à la pluralité de compressions, de manière à former une image d'élastographie ultrasonore relative à cette même coupe. On peut utiliser une sonde linéaire d'émission et de réception d'ondes ultrasonores qu'on maintient perpendiculairement à une direction déterminée et qu'on déplace suivant cette direction pour former les images ultrasonores. En variante, on utilise une sonde annulaire d'émission et de réception d'ondes ultrasonores qui est mobile par rapport à un support suivant une première direction déterminée, on déplace la sonde suivant cette première direction et on déplace ce support suivant une deuxième direction déterminée, perpendiculaire à la première direction, pour former les images ultrasonores. Selon un mode de mise en oeuvre particulier du procédé objet de l'invention, on effectue plus de deux compression. Ceci permet une meilleure différenciation des tissus. La présente invention concerne également un dispositif d'imagerie d'élastographie ultrasonore, caractérisé en ce qu' il comprend un support destiné à supporter un sein d'un patient, un organe de compression dont la distance par rapport au support est réglable et qui est destiné à effectuer une pluralité de compressions du sein, à des niveaux de pression déterminés, ce sein occupant une position fixe sur le support, des moyens de formation, pour chaque compression, d'une image ultrasonore d'au moins une même coupe de ce sein, à travers l'organe de compression, cet organe de compression étant apte à laisser passer des ondes ultrasonores, et ondes moyens électroniques de traitement des images de cette même coupe, qui sont respectivement associées à la pluralité de compressions, ces moyens électroniques de traitement étant destinés à former une image d'élastographie ultrasonore relative à cette même coupe, à partir des images ultrasonores correspondantes. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, les moyens de formation d'image ultrasonore comprennent une sonde d'émission et de réception des ondes ultrasonores et le dispositif comprend en outre des moyens de déplacement de cette sonde sur l'organe de compression. Selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention, la sonde est une sonde ultrasonore annulaire. Selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention, la sonde est une sonde ultrasonore linéaire. Dans le cas de l'utilisation d'une telle sonde ultrasonore linéaire, on notera que des translations de cette sonde suivant une seule direction suffisent pour former plusieurs images successives alors que, dans le cas d'une sonde annulaire, cela nécessite des translations suivant deux directions perpendiculaires. La présente invention concerne aussi un appareil de mammographie comprenant une source de rayons X, un support de patient comprenant des moyens de détection des rayons X, et une pelote de compression apte à laisser passer les rayons X et placée entre la source de rayons X et le support de patient, cet appareil étant caractérisé en ce qu' il comprend en outre le dispositif qui fait également l'objet de 1 invention, ledit support de patient constituant aussi ledit support destiné à supporter un sein du patient et ladite pelote de compression étant en outre apte à laisser passer les ondes ultrasonores et constituant aussi ledit organe de compression. La présente invention présente trois avantages par rapport à la technique connue d'imagerie d'élastographie ultrasonore la présente invention permet une reproductibilité des différents niveaux de compression grâce à la compression standard procurée par l'organe de compression dont la distance est réglable par rapport au support, cette organe de compression étant, dans le cas particulier considéré plus haut, la pelote de compression d'un appareil de mammographie, grâce à la présente invention, il est possible de former un ensemble d'images ultrasonores à différents niveaux de compression selon une configuration reproductible qui assure une parfaite correspondance spatiale des différentes coupes ultrasonores, et la présente invention permet, grâce à l'acquisition d'ensembles de coupes parallèles les unes aux autres, d'accéder à des images volumiques ultrasonores du sein et de faire de l'imagerie d'élastographie, de façon très simplifiée du fait de la configuration simple d'acquisition des coupes ultrasonores. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, utilisant une sonde ultrasonore linéaire, la figure 2 illustre schématiquement un procédé d' imagerie d'élastrographie ultrasonore conforme à l'invention et mis en oeuvre grâce au dispositif de la figure 1, et la figure 3 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, utilisant une sonde ultrasonore annulaire. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le dispositif d'imagerie d'élastrographie ultrasonore conforme à l'invention, qui est schématiquement représenté sur la figure 1, comprend un support de patient 2, ce support étant destiné à supporter un sein d'un patient (non représenté), un organe 4 de compression du sein, organe dont la distance par rapport au support est réglable pour pouvoir réaliser une pluralité de compressions, et une sonde d'émission et de réception d'ondes ultrasonores 6. Le support de patient 2 est fixé à un support vertical 8, lui-même fixé à une colonne 9 reposant sur un socle non représenté. L'organe de compression 4, qui se trouve au-dessus du support 2, est déplaçable en translation de façon verticale suivant la direction F1 représentée sur la figure 1. Le support 8 est pourvu d'un moyen 10 de guidage de l'organe 4 lors d'une translation suivant la direction F1. Le dispositif de la figure 1 est également pourvu de moyens 12 de commande de la translation de l'organe de compression 4. La sonde 6 est une sonde ultrasonore linéaire. Cette sonde est placée à la surface supérieure de l'organe 4 et déplaçable en translation suivant une direction F2 comme on le voit sur la figure 1. La surface supérieure de l'organe 4 comporte des moyens 14 de guidage en translation de cette sonde 6. La direction F2 est perpendiculaire à la direction F1. On voit également sur la figure 1 un moteur 15 permettant la translation de la sonde 6 sur l'organe de compression 4. Ce moteur 15 est un moteur pas à pas permettant à la sonde 6 d'occuper des positions régulièrement espacées les unes des autres suivant la direction F2. Le dispositif de la figure 1 comprend aussi des moyens 16 de commande du moteur 15. Le dispositif de la figure 1 comprend en outre des moyens 18 de commande et d'imagerie qui sont destinés à exciter la sonde ultrasonore 6 par des signaux électriques pour que cette sonde émette des ultrasons et à former des images ultrasonores à partir des signaux électriques fournis par cette sonde lorsqu'elle détecte des ultrasons. Le dispositif de la figure 1 comprend aussi des moyens 20 de traitement des images formées par les moyens 18 ainsi que des moyens 22 d'affichage des informations fournies par les moyens de traitement 20. Dans l'exemple représenté schématiquement sur la figure 1, le dispositif conforme à l'invention est intégré à un appareil de mammographie. Cet appareil de mammographie comprend une source 24 de rayons X qui est fixée à la partie supérieure du support 8 et commandée par des moyens non représentés. Le support de patient 2 est du genre de ceux qui sont classiquement utilisés dans les appareils de mammographie et contient des moyens 26 de détection des rayons X qui traversent le sein du patient placé sur ce support 2. On rappelle que ces moyens de détection 26 peuvent comprendre un écran qui est apte à émettre une lumière visible sous l'impact des rayons X et qui est associé à un film sensible à cette lumière visible. En variante, ces moyens de détection comprennent un dispositif à transfert de charges associé à une couche scintillatrice. Dans l'exemple de la figure 1, l'organe de compression 4, qui est placé entre la source de rayons X et le support de patient 2, constitue également la pelote de compression de l'appareil de mammographie. Bien entendu, un dispositif conforme à 1 invention n'est pas nécessairement intégré à un appareil de mammographie. Dans ce cas, il suffit que l'organe de compression, au-dessus duquel se trouve la sonde ultrasonore, soit fait d'un matériau apte à laisser passer les ultrasons. Dans le cas où ce dispositif est intégré à l'appareil de mammographie représenté sur la figure 1, il faut que ce matériau soit apte à laisser passer non seulement les ultrasons mais encore les rayons X. On peut utiliser un organe de compression 4 fait d'une matière plastique comme par exemple le Lexan (marque déposée). Bien entendu, lorsque l'on fait fonctionner la source de rayons X pour faire une mammographie avec l'appareil représenté sur la figure 1, il convient d'escamoter la sonde ultrasonore 6. On explique ci-après, en faisant référence à la figure 2, un procédé d'imagerie d'élastographie ultrasonore conforme à l'invention, mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1. Selon ce procédé, on réalise un balayage du sein 28 à travers la pelote de compression 4, au moyen de la sonde ultrasonore linéaire 6, dans la même configuration géométrique que celle qui est utilisée pour former une image de mammographie par rayons X. On a représenté en pointillés sur la figure 1 le plan de coupe ultrasonore P obtenu pour une position déterminée de la sonde 6 sur la face supérieure de la pelote de compression 4. Pour réaliser une imagerie d'élastographie ultrasonore, on comprime le sein 28 (figure 2) à un premier niveau de pression déterminée. A cette pression déterminée, on forme un nombre N d'images ultrasonores correspondant respectivement à N coupes du sein, à travers la pelote de compression 4. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le nombre N est égal à 7. Les N images ultrasonores portent respectivement les références Cll, C12 ... CîN pour la première pression déterminée. Ces images Cîl ... CîN sont respectivement associées à des positions déterminées Al, A2 ... AN de la sonde ultrasonore 6 sur la pelote de compression 4. On réalise ensuite une deuxième compression du sein 28 à une pression déterminée, différente de la première. On forme alors N autres images de coupes ultrasonores du sein. Ces autres images sont notées C21, C22 ... C2N et la sonde ultrasonore 6 occupe successivement les mêmes positions Al, A2, ..., AN que précédemment pour former ces images C21, C22 ... C2N. On a ainsi deux ensembles de N coupes ultrasonores pour deux niveaux de pression différents et pour les mêmes positions successives de la sonde suivant la direction F2. Les moyens de traitement 20 combinent ces deux ensembles pour former un ensemble de N coupes d'élastographie El, E2 ... EN permettant d'obtenir une image tridimensionnelle du sein 28. Pour combiner ces deux ensembles, on utilise un algorithme identique à celui qui est utilisé pour l'imagerie d'élastographie ultrasonore réalisable lorsque la sonde ultrasonore est tenue à la main par un radiologue. Dans un mode de mise en oeuvre particulier plus simple, on ne réalise qu'une seule coupe ultrasonore pour les deux niveaux de pression (ceux-ci correspondant bien entendu à une même position de la sonde), ce qui conduit à une seule image d'élastographie formée à partir de ces deux coupes. Au lieu de faire successivement deux compressions du sein et N coupes ultrasonores successives pour chaque compression (N21), on peut réaliser successivement plus de deux compressions du sein avec encore N coupes ultrasonores successives pour chaque compression (N21), la même série de positions de la sonde, comptées suivant la direction F2, étant utilisée pour toutes les compressions. L'algorithme est alors adapté pour tenir compte du fait qu'il y a plus de deux compressions pour fournir les images d'élastographie ultrasonore. Dans un dispositif non représenté, moins élaboré que celui de la figure 1, les moyens de déplacement de la sonde ultrasonore linéaire 6 sur la pelote de compression 4 sont supprimés et ce déplacement, au lieu d'être automatique, se fait à la main en prenant bien entendu soin de placer la sonde aux mêmes position successives pour chacun des niveaux de pression successifs. I1 convient alors de prévoir des repères sur le dessus de la pelote de compression 4 comme cela est représenté sur la figure 2. Sur la figure 3, on a représenté schématiquement un autre dispositif conforme à l'invention. Ce dispositif de la figure 3 est identique à celui de la figure 1 excepté que l'on utilise une sonde ultrasonore annulaire 30 au lieu d'une sonde ultrasonore linéaire. Cette sonde 30 est montée sur un chariot 32 qui prend la place de la sonde 6 de la figure 1 et qui est donc déplaçable en translation suivant la direction F2 grâce au moteur pas-à-pas 15 commandé par les moyens 16. De plus, la sonde annulaire 30 est ellemême déplaçable en translation le long du chariot 32, suivant la direction F3 (qui est perpendiculaire à F2). On voit sur la figure 3 un moteur 33 permettant le déplacement de la sonde 30 le long du chariot 32 ainsi que des moyens 34 de commande de ce moteur 33. Dans ce cas, pour une position donnée du chariot 32 sur la pelote de compression 4, on obtient un axe de coupe ultrasonore X pour une position donnée de la sonde 30 sur ce chariot. Pour obtenir un plan de coupe P, il faut alors que la sonde soit déplacée d'un bout à l'autre du chariot 32. Bien entendu les moyens de commande et d'imagerie 18 sont alors adaptés à la sonde 30. On comprend que l'on puisse encore obtenir plusieurs plans de coupes successifs correspondant à des positions successives du chariot. On est encore en mesure d'obtenir des images d'élastographie ultrasonore comme précédemment en utilisant au moins deux niveaux de compression différents conduisant au moins à deux ensembles de N coupes ultrasonores du sein. REVEND I CAT IONS 1. Procédé d'imagerie d'élastographie ultrasonore, caractérisé en ce qu'on effectue une pluralité de compressions, à des niveaux de pression déterminés, d'un sein (28) d'un patient, ce sein occupant une position fixe sur un support (2), au moyen d'un organe de compression (4) dont la distance par rapport au support est réglable, en ce qu'on forme, pour chaque compression, une image ultrasonore d'au moins une même coupe de ce sein, à travers l'organe de compression, cet organe de compression étant apte à laisser passer des ondes ultrasonores, et en ce qu'on traite les images de cette même coupe, qui sont respectivement associées à la pluralité de compressions, de manière à former une image d'élastographie ultrasonore relative à cette même coupe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une sonde linéaire (6) d'émission et de réception d'ondes ultrasonores qu'on maintient perpendiculairement à une direction déterminée F2 et qu'on déplace suivant cette direction pour former les images ultrasonores. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise une sonde annulaire (30) d'émission et de réception d'ondes ultrasonores qui est mobile par rapport à un support (32) suivant une première direction déterminée (F3), en ce qu'on déplace la sonde suivant cette première direction et en ce qu'on déplace ce support suivant une deuxième direction déterminée (F2), perpendiculaire à la première direction, pour former les images ultrasonores. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on effectue plus de deux compressions. 5. Dispositif d'imagerie d'élastographie ultrasonore, caractérisé en ce qu' il comprend un support (2) destiné à supporter un sein (28) d'un patient, un organe de compression (4) dont la distance par rapport au support est réglable et qui est destiné à effectuer une pluralité de compressions du sein, à des niveaux de pression déterminés, ce sein occupant une position fixe sur le support, des moyens (6 ou 30, 18) de formation, pour chaque compression, d'une image ultrasonore d'au moins une même coupe de ce sein, à travers l'organe de compression, cet organe de compression étant apte à laisser passer des ondes ultrasonores, et des moyens électroniques (20) de traitement des images de cette même coupe, qui sont respectivement associées à la pluralité de compressions, ces moyens électroniques de traitement étant destinés à former une image d'élastographie ultrasonore relative à cette même coupe, à partir des images ultrasonores correspondantes. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de formation d'image ultrasonore comprennent une sonde (6, 30) d'émission et de réception des ondes ultrasonores et en ce que le dispositif comprend en outre des moyens (15, 33) de déplacement de cette sonde sur l'organe de compression (4). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sonde est une sonde ultrasonore annulaire (30). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sonde est une sonde ultrasonore linéaire (6). 9. Appareil de mammographie comprenant une source (24) de rayons X, un support de patient (2) comprenant des moyens (26) de détection des rayons X, et une pelote de compression (4) apte à laisser passer les rayons X et placée entre la source de rayons X et le support de patient, cet appareil étant caractérisé en ce qu' il comprend en outre le dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, ledit support de patient constituant aussi ledit support destiné à supporter un sein du patient et ladite pelote de compression étant en outre apte à laisser passer les ondes ultrasonores et constituant aussi ledit organe de compression.