Brevet FR2799031A1 — publié le 20010330

PROCÉDÉ DE RECONSTRUCTION D'UNE SECTION, PAR EXEMPLE TRANSVERSALE, D'UN ÉLÉMENT D'INTÉR T CONTENU DANS UN OBJET, EN PARTICULIER UN VAISSEAU DU COEUR HUMAIN L'invention concerne la reconstruction d'une section, par exemple transversale, d'un élément d'intérêt contenu dans un objet, notamment en mouvement. L'invention trouve une application particulièrement intéressante dans le domaine m6dical, dans lequel on procède à la reconstruction des structures internes de patients sous examen, en particulier la reconstruction d'images de vaisseaux du coeur. L'invention peut trouver néanmoins des applications dans d'autres domaines, notamment dans le contrôle non destructif industriel dans lequel des examens du même type que les examens médicaux sont pratiqués. Dans le domaine médical, une compréhension correcte de la pathologie, comme par exemple l'observation d'une sténose dans une artère coronaire à partir d'images radiographiques, est une tâche particulièrement difficile. En effet, les images radiologiques sont des images bidimensionnelles projetées. En conséquence, l'interprétation des images est particulièrement difficile. L'invention vise à résoudre ce problème et propose un procédé de reconstruction d'une section, par exemple transversale, d'un élément d'intérêt, par exemple une portion d'un vaisseau contenu dans un objet, procédé dans lequel on effectue plusieurs acquisitions d'images radiographiques numériques de l'élément d'intérêt, en utilisant un appareil de prise de vue mobile en rotation autour de l'élément d'intérêt dans un plan parallèle au plan de la section, par exemple un plan perpendiculaire à l'élément d'intérêt. On effectue une étape d'appariement dans laquelle on repère dans toutes les images acquises, des éléments projetés correspondant respectivement aux projections dudit élément d'int6rêt dans ces images acquises. On détermine la largeur de chaque élément projet6 et on reconstruit la section de l'élément d'int6rêt à partir des diff6rentes largeurs déterminées. L'orientation spatiale de l'élément d'intérêt est avantageusement détermin6e à partir d'une reconstruction préalable d'une représentation tridimensionnelle de l'objet, utilisant par exemple un algorithme itératif algébrique de reconstruction d'images. Le principe d'un tel algorithme itératif algébrique de reconstruction d'images est parfaitement connu de l'homme du métier et a fait déjà l'objet de nombreuses publications. On citera notamment l'article de Gordon, Bender, et Herman intitulé "Algebraic reconstruction technique for tridimensional electron microscopy and X-ray photography", Journal of Theol. Biol. 29, pages 9471 à 781 (1970) ou encore les demandes de brevets français Nos. 89 03606 ou 89 16906. On peut également mettre en oeuvre le procédé de reconstruction d'une image tridimensionnelle d'un objet tel que d6crit dans la demande de brevet français No. 2 752 975. L'homme du métier pourra se réf6rer à ces documents de l'art ant6rieur pour plus de précisions concernant un mode de mise en oeuvre de l'algorithme de reconstruction d'images et/ou la phase de calibration de l'appareillage de prises de vue. Lorsque l'objet est en mouvement, par exemple lorsqu'il s'agit du coeur, on peut également avantageusement utiliser une technique de reconstruction quadri-dimensionnelle d'une image d'un objet en mouvement, telle que celle décrite dans la demande de brevet français déposée au nom du demandeur, le même jour que la présente demande de brevet et ayant pour titre "Proc6dé de reconstruction d'une image tridimensionnelle d'un objet en mouvement, en particulier d'une image tridimensionnelle de vaisseaux du coeur humain". D'autres avantages et caract6ristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif et du dessin annexé, sur lequel la figure unique illustre très schématiquement un mode de mise en oeuvre du proc6dé selon l'invention. Bien que l'invention n'y soit pas limitée, on va maintenant décrire l'application du procédé selon l'invention à la reconstruction de la section transversale d'un vaisseau VS du coeur CO d'un patient. Sur la figure, les références BVi (i = 1 à n) désignent différentes prises de vue acquises par la rotation Rot autour du patient d'une source à rayons X (non repr6sentée ici à des fins de simplification). Le plan de la figure est orthogonal à l'axe de la portion consid6r6e du vaisseau VS. Les rayonnements X sont parallèles à ce plan de rotation et donc perpendiculaires au vaisseau VS. Chaque image se situe donc dans un plan orthogonal au plan de rotation. Chaque image initiale acquise IMi est obtenue à partir d'un d6tecteur de rayonnement bi-dimensionnel, par exemple du type amplificateur de luminence utilis6 en radiologie, disposé en vis-à-vis du tube à rayons X dans un plan de projection. Dans le cas d'un système d'imagerie à rayons X composé d'une source de rayons X et d'un détecteur bidimensionnel, l'opération géométrique intervenant dans la production de l'image acquise est une projection conique d'un objet analysé, déployé dans un espace à trois dimensions, sur un espace à deux dimensions qui est celui du plan de projection correspondant au plan de détection. La calibration d'un système d'imagerie, c'est-à-dire l'op6ration qui aboutit à la connaissance indirecte précise des paramètres géom6triques qui interviennent dans la production d'une image est classique et bien connue de l'homme du métier. L'orientation spatiale du vaisseau qui permet de définir le plan de rotation de l'appareillage de prise de vue a été déterminée par une reconstruction préalable tridimensionnelle du coeur, et plus particulièrement des vaisseaux du coeur. Cette représentation tridimensionnelle a par exemple été obtenue également à partir d'images projetées bidimensionnelles et d'un algorithme itératif algébrique de reconstruction d'images tels que ceux précédemment mentionnés. Une fois que l'on a acquis les images IM1 à IMn depuis les points de vue O1 à On, on effectue une étape d'appariement dans laquelle on repère dans toutes les images acquises IMi les projections EPi du vaisseau VS considéré. Une telle technique d'appariement est classique pour l'homme du métier. De telles techniques d'appariement sont par exemple décrites dans l'article de R. Deriche et O. Fangeras, intitulé "Tracking line segments", Image and Vision Computing, Vol. 8, No. 4, Novembre 1990, pages 261-270. L'homme du métier pourra éventuellement s'y référer. Une autre caractéristique du procédé selon l'invention consiste à déterminer la largeur Li de chaque élément projeté EPi à partir notamment d'une technique algorithmique de segmentation telle que celle décrite dans l'article de G. Finet et J. Liénard intitulé "Parameters that influence accuracy and precision of quantitative coronary arteriography", The International Journal of Cardiac Imaging, Vol. 12, No. 4, Dec. 1996, pages 271-287, et auquel l'homme du métier pourra éventuellement s'y référer. On reconstruit alors la section transversale de l'élément d'intérêt à partir des différentes largeurs prédéterminées en utilisant par exemple des techniques classiques géométriques d'intersection de cônes comptetenu des paramètres géométriques intervenant dans la production des images. D'un point de vue matériel, outre l'appareillage de prises de vue classique, il est prévu un ordinateur équipé d'un écran et incorporant les différents moyens logiciels de l'invention, notamment les algorithmes d'appariement, de segmentation et de reconstruction. L'invention n'est pas limitée à la reconstruction d'une section transversale d'un élément d'intérêt mais s'applique également à la reconstruction d'une section quelconque à partir d'une rotation de l'appareillage de prises de vue dans un plan de rotation parallèle au plan de ladite section. REVENDICATIONS 1. Procédé de reconstruction d'une section transversale d'un élément d'intérêt contenu dans un objet, dans lequel on effectue plusieurs acquisitions d'images radiographiques numériques (IMi) de l'élément d'intérêt en utilisant un appareil de prises de vue mobile en rotation autour de l'élément d'intérêt dans un plan parallèle du plan de la section, on effectue une étape d'appariement dans laquelle on repère dans toutes les images acquises, des éléments projetés (EPi) correspondant respectivement aux projections dudit élément d'intérêt dans ces images acquises, on détermine la largeur (Li) de chaque élément projeté et on reconstruit la section de l'élément d'intérêt à partir des différentes largeurs déterminées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on détermine l'orientation spatiale de l'élément d'intérêt (VS) à partir d'une reconstruction d'une représentation tridimensionnelle de l'objet.