Brevet FR2834572A1 — publié le 20030711

SYSTEME D'IMAGERIE RADIOLOGIQUE, SYSTEME MEDICAL COMPRENANT UNE PLURALITE D'HORLOGES INTERNES ET PRO CEDE DE SYNCHRONISATION La présente invention concerne le domaine de la synchronisation d'horloges internes de système informatique, notamment dans le domaine médical, plus particulièrement dans le domaine de l'imagerie radiologique. Dans le domaine de l'imagerie, le document EP A 0 849 980 (GENERAL ELECTRIC COMPANY) décrit un système d'imagerie à rayons X utilisant un détecteur d'images. Un appareil à rayons X comprend un tube à rayons X dont l'énergie est fournie par une alimentation. Le faisccau de rayons X émis par le tube est reçu par un ensemble de détecteurs de rayons X pourvus d'un scintillateur et d'une matrice de photodétecteurs. Une unité de commande est apte à commander la matrice de détecteurs pour effectuer l'acquisition d'une image et pour lire le signal en sortie de chaque élément photo détecteur. Une unité de traitement d'image s est relic e à l 'unité de commande. L'image traitée peut être affichée sur un moniteur vidéo et peut être stochée dans un dispositif de stockage d'images. Le fonctionnement général de l'appareil est gouverné par un contrôleur de système qui reçoit des commandes de l'utilisateur par l'intermédiaire d'une interface homme-machine. Un circuit de commande de l'exposition est relié au contrôleur du système, reçoit un signal de commande automatique d'exposition en provenance d'une matrice de photodétecteurs de commande automatique d'exposition et commande l'alimentation du tube à rayons X. Le besoin se fait sentir d'établir des communications entre ce type de système d'imagerie et d'autres systèmes d'imagerie ou des ordinateurs. Plus généralement, le besoin se fait sentir de pouvoir synchroniser de façon économique des horloges internes et distinctes. La synchronisation peut être assurce par des lignes de synchronisation dédiées, des liens logiciels ultra-rapides ou encore des protocoles complexes de synchronisation, toutes solutions qui sont très coûteuses. La présente invention propose de remédier aux inconvénients des systèmes connus. La présente invention propose un moyen de synchronisation simple et économique de systèmes comprenant une unité centrale à horloge interne. Le système d'imagerie radiologique, selon un aspect de l'invention, comprend une pluralité de dispositifs chacun pourvu d'au moins une unité centrale comprenant une horloge interne, lesdites horloges internes étant synchronisées. Au moins deux desdits dispositifs comprennent un moyen de réception de signaux hertziens et un moyen de synchronisation de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen de réception est apte à recevoir des signaux en provenance de satellites. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen de réception est apte à recevoir des signaux en provenance d'un système de positionnement glabal. Dans un mode de réulisation de l'invention, le moyen de réception est apte à recevoir des signaux définissant une position et une date. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système comprend un moyen de détection de rayons X, un moyen d'acquisition d'images, un moyen de détection de donnces physiologiques, chacun pourvu d'un moyen de réception de signaux hertziens et d'un moyen de synchronisation de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. Le système peut comprendre un appareil de radiologie, par exemple à usage mammographique, de radiologie conventionnelle RAD ou RF, neurologique ou vasculaire (périphérique ou cardiaque), se composant: - d'un tube à rayons X et d'un collimateur pour former et délimiter un faisccau de rayons X, d'un récepteur d'image, généralement un intensificateur d'image radiologique et une caméra vidéo, ou encore un détecteur à l'état solide, - d'un positionneur portant l'ensemble tube à rayons X et collimateur d'une part, et récepteur d'image d'autre part, mobile dans l'espace autour d'un ou plusieurs axes, et - d'un moyen de positionnement du patient tel qu'uné table pourvue d'un plateau destiné à le supporter en position allongée. Un appareil de radiologie comprend encore des moyens de commande du tube à rayons X permettant de régler des paramètres tels que la dose de rayonnement X, la durce d'exposition, la haute tension d'alimentation, etc., d'un moyen de commande des différents moteurs permettant de déplacer l'appareil de radiologie autour de ses différents axes, ainsi que le moyen de positionnement du patient, et des moyens de traitement d'image permettant une visualisation sur écran et un stockage des donnces pour des images bi- ou tridimensionnelles avec des fonctions telles qu'un zoom, une translation selon un ou plusieurs axes perpendiculaires, une rotation autour de différents axes, une soustraction d'images ou encore une extraction du contour. Ces fonctions sont assurces par des cartes électroniques susceptibles de faire l'objet de différents réglages. Chaque carte électronique ou chaque groupe de cartes électroniques est relié à une horloge interne elle-même relice à un récepteur de signaux hertziens, par exemple de signaux émis par le système de positionnement appelé GPS. Le système médical, selon un aspect de l'invention, comprend une pluralité de dispositifs chacun pourvu d'au moins une unité centrale comprenant une horloge interne, lesdites horloges internes étant synchronisces. Au moins deux desdits dispositifs comprennent un moyen de réception de signaux hertziens et un moyen de synchronisation de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. L'ensemble, selon un aspect de l'invention, comprend des dispositifs chacun pourvu d'au moins une unité centrale comprenant une horloge interne, lesdites horloges internes étant synchronisces. Au moins deux desdits dispositifs comprennent un moyen de réception de signaux hertz iens et un moyen de synchroni s ati on de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. Selon un aspect de l'invention, un procédé de synchronisation des horloges d'unités centrales d'une pluralité de dispositifs, comprend des étapes dans lesquelles au moins deux desdits dispositifs reçoivent des signaux hertziens et synchronisent leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. Les signaux peuvent être en provenance de satellites et/ou d'un système de positionnement global. Les signaux peuvent définir une position et une date. L'invention concerne également un programme d'ordinateur comprenant des moyens de code programme pour mettre en _uvre les étapes du procédé, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L' invention concerne également un support cap ab le d'être lu par un dispositif de lecture de moyens de code programme qui s'y trouvent stockés et qui sont aptes à la mise en _uvre des étapes du procédé, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Grâce à l'invention, on peut synchroniser en temps récl des systèmes requérant un haut niveau de synchronisation tels que des systèmes radiologiques équipés de plusieurs horloges internes, par exemple un dispositif de détection et un dispositif d'acquisition. On peut également synchroniser des donnces acquises avec deux détecteurs différents, un détecteur d'images et un détecteur de donnces physiologiques, tel qu'un électrocardiogramme par exemple. Un mode de réulisation de l'invention est décrit en référence aux figures annexces, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de radiographie; - la figure 2 est un schéma fonctionnel du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique d'une première étape; - la figure 4 est une vue schématique d'une deuxième étape s d'étalonnage; - la figure 5 est une vue schématique d'un exemple d'utilisation de l'invention; et - la figure 6 est une vue schématique d'un autre exemple S d 'u ti lis ati on de l ' invention. Dans ce qui suit est décrite une application de l'invention aux émetteurs de rayons X et, particulièrement dans le domaine médical, aux dispositifs d'imagerie vasculaire par rayons X. Bien entendu, l'invention peut être appliquée dans d'autres domaines. Comme on peut le voir sur la figure 1, un appareil de radiologie comprend un pied 1 en forme de L, avec une base 2 sensiblement horizontale et un support 3 sensiblement vertical fixé à une extrémité 4 de la base 2. A l'extrémité opposce S. la base 2 comprend un axe de rotation parallèle au support 3 et autour duquel le 1S pied est capable de tourner. Un bras de support 6 est fixé par une première extrémité au sommet 7 du support 3, de façon rotative selon un axe 8. Le bras de support 6 peut présenter la forme d'une baionnette. Un bras 9 circulaire en forme de C est maintenu par une autre extrémité 10 du bras de support 6. Le bras en C 9 est apte à coulisser de façon rotative autour d'un axe 13 par rapport à l'extrémité du bras de support 6. Le bras en C 9 supporte un moyen d'émission de rayons X 11 et un détecteur de rayons X 12 en positions diamétralement opposées se faisant face. Le détecteur 12 comprend une surface plane de détection. La direction du faisceau de rayons X est détermince par une ligne droite joignant un point focal du moyen d'émission 11 au centre de la surface plane du détecteur 12. L'axe de rotation du pied 1, l'axe 8 du bras de support 6 et l'axe 13 du bras en C 9 sont sécants en un point 14 appelé isocentre. En position moyenne, ces trois axes sont mutuellement perpendiculaires. L'axe du faisccau de rayons X passe également par le point 14. Une table 15, prévue pour recevoir un patient, possède une orientation longitudinale alignée avec l'axe 8 en position de repos.La table 15 peut étre déplacce en translation selon trois axes perpendiculaires. Sur la figure 2, on voit que le dispositif de radiologie 1 est équipé d'un générateur 17 de haute tension pour l'alimentation de la source de rayons X 9. Le faisccau de rayons X 18 émis en aval du filtre 12 subit une atténuation due à l'objet 19, atténuation due à la fois à un sein 20 et à un produit de contraste 21, par exemple à base d'iode, injecté dans le sein 20. Le faisccau de rayons X atteint ensuite le récepteur numérique 2 dont une sortie est relice à l'unité de calcul et de commande 4. Plus particulièrement, l'invention propose d'utiliser une technologie de positionnement global, par exemple la technologie connue sous le nom de GPS pour synchroniser les horloges de différents systèmes. Dans une première étape, telle qu'illustrce sur la figure 3, un système pourvu d'une horloge interne, par exemple un ordinateur 22 est localisé géographiquement grâce à la détection effectuce par trois satellites 23, 24 et 25. Une localisation très précise peut être obtenue en effectuant une moyenne de nombreuses acquisitions numériques par chaque satellite 23 à 25. Ceci est possible grâce au fait que l'ordinateur 22 est immobile par rapport à la terre. Connaissant avec une haute précision la localisation géographique du système 22, on effectue la même opération de localisation avec un système 26 qui sur la figure 4 est représenté comme étant un système de radiologie. Toutefois, le système 26 p ourrait être tou t autre type d' appareil, un ordinateur, un app are il de me sure de donnce s corp orelles tel qu'un électrocardiogramme, un scanner etc. L'ordinateur 22 et le système 26 sont reliés par une liaison 27 non synchronisce. L'ordinateur 22 est pourvu d'un équipement GPS 22a lui permettant de recevoir des signaux émis par les satellites 23 à 25. Le système 26 est également pourvu d'un équipement GPS 26a. L'ordinateur 22 reçoit une information de temps et de position en provenance du satellite 23 ou d'un autre satellite à même usage. L'ordinateur 22 peut ainsi synchroniser son horloge standard ou son horloge haute précision, selon la précision requise, en fonction de la référence de temps fournie par le satellite 23 et de sa position ce qui lui permet de déterminer la distance qu'a parcouru le signal depuis le satellite 23 d'o une synchronisation temporelle précise. Le système 26 effectue les mêmes opérations. I1 en découle que l'ordinateur 22 et le système 26 voient leurs horloges internes synchronisces avec une S haute précision. Un exemple d'application de l'invention est illustré sur la figure S. L'ordinateur 22 reçoit des donnces d'électrophysiologie, par exemple un électrocardiogramme, une donnce de pression sanguine, etc., en provenance d'un appareil de mesure et d'analyse du sang non représenté. Le système de radiologie 26 génère des donncesmages qu'il transmet par la liaison 27 à l'ordinateur 22. L'ordinateur 22 permet d'effectuer une mise en correspondance temporelle de ces données et ce grâce au fait que lesdits donnces peuvent être synchronisoes en tout temps et en tout lieu, en raison du rétérentiel de 1S temps commun qui leur est associé. Le référentiel de temps sera, en général, de type universel. La lgure 6 illustre un autre exemple d'utilisation de l'invention. Avant une opération telle qu'une opération de prise d'images radiologiques, l'ordinateur 22 et le système de radiologie 26 sont synchronisés et l'un des deux équipements, 22 ou 26, émet à destination de l'autre un ordre de commande incluant la date exacte à laquelle l'autre équipement doit effectuer une action. Puis, chaque équipement 22, 26 effectue séparément l'orchestration de ses propres périphériques, soit par l'intermédiaire d'une horloge interne, éventuellement de faible précision, ou directement par une sortie temps rcel. On distingue alors une première étape de préparation de l'action à la fin de laquelle chaque équipement doit être prêt à effectuer l'action, une étape au cours de laquelle les actions sont effectuces, chaque équipement 22, 26 fonctionnant alors de façon indépendante, et une étape postérieure dans laquelle des données de résultat sont envoyées par un équipement à l'autre. On comprend donc qu'il est possible de synchroniser avec une haute précision, une pluralité d'équipements, le nombre total pouvant être relativement élevé et d'obtenir des données de sortie de synchronisation suffisante pour une exploitation ultérieure efficace. La précision obtenue peut être de l'ordre d'une micro seconde voire moins. En d' autres terme s, l'inventi on permet non seulement la synchronisation d'équipements médicaux mais encore la S synchronisation des donnces de sortie. L'invention est également adaptée à la synchronisation d'équipements médicaux mobiles pourvu que ceux-ci soient inactifs lors de leur déplacement et soient utilisés à l'arrêt. En outre, on peut prévoir que les systèmes médicaux mobiles comprennent une portion de logiciel qui compare ces coordonnées géographiques avec une zone géographique prédétermince et qui n'autorise le fonctionnement de l'équipement que si ledit équipement se trouve dans la zone prédétermince. Ceci constitue un moyen antivol extrêmement efficace qui empêche toute utilisation non autorisce. L'invention permet de faire bénéficier aux systèmes médicaux 1S de la précision des systèmes de positionnement global qui est de l'ordre de la nanoseconde. On peut donc utiliser des réscaux asynchrones entre différents appareils médicaux. On peut synchroniser une baie hémodynamique et un appareil de radiologie et apparier temporellement les donnces qui en sont issues. REVENDI CAT I ON S 1. Système d'imagerie radiologique comprenant une pluralité de dispositifs chacun pourvu d'au moins une unité centrale comprenant une horloge interne, lesdites horloges internes étant synchronisces, caractérisé par le fait qu'au moins deux desdits dispositifs (22, 26) comprennent un moyen de réception de signaux hertziens (22a, 26a) et un moyen de synchronisation de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par -le fait que le moyen de réception est apte à recevoir des signaux en provenance de satellites (23, 24, 25). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen de réception est apte à recevoir des signaux en provenance d'un système de positionnement global. 4. Système selon l'une quelcouque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de réception est apte à recevoir des signaux définissant une position et une date. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de détection de rayons X, un moyen d' acquisiti on d'images, un moyen de détection de donnces physiologiques, chacun pourvu d'un moyen de réception de signaux hertziens et d'un moyen de synchronisation de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. 6. Système médical comprenant une pluralité de dispositifs chacun pourvu d'au moins une unité centrale comprenant une horloge interne, lesdites horloges internes étant synchronisoes, caractérisé par le fait qu'au moins deux desdits dispositifs comprennent un moyen de réception de signaux hertziens et un moyen de synchronisation de leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. 7. Procédé de synchronisation des horloges d'unités centrales d'une pluralité de systèmes médicaux, dans lequel au moins deux desdits systèmes médicaux reçoivent des signaux hertziens et synchronisent leur horloge interne sur lesdits signaux hertziens. 8. Programme d'ordinateur comprenant des moyens de code programme pour mettre en _uvre les étapes du procédé scion la revendication 7, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. 9. Support capable d'être lu par un dispositif de lecture de S moyens de code programme qui s'y trouvent stockés et qui sont aptes à la mise en _uvre des étapes du procédé selon la revendication 7,