Brevet FR2847797A1 — publié le 20040604

28477:97 PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET DISPOSITIFS D'IMAGERIE FLUOROSCOPIQUE La présente invention est relative à des perfectionnements aux procédés et dispositifs d'imagerie fluoroscopique. On a représenté sur la figure 1 un dispositif d'imagerie fluoroscopique connu en lui-même. Ce dispositif comporte une source 1 de rayons X (tube de rayonnement et collimateur), ainsi qu'un détecteur 2 (caméra, matrice de 10 capteurs ou tout autre moyen équivalenbt) destiné à détecté à détecter l'image formée par l'irradiation. La source 1 et le détecteur 2 sont disposés en regard l'un de l'autre, de part et d'autre d'une table 4 destinée à recevoir le patient à radiographier. La source 1 et le détecteur 2 sont monté (caméra, matrice de détecteurs ou toiut autre moyen équivalent)s sur un 15 support 3 tel qu'un bras en C, qui est mobile en rotation autour d'un axe de rotation principal destiné à correspondre sensiblement avec l'axe du corps du patient (double flèche 5 sur la figure 1). Le débattement autour de cet axe est typiquement de + 1200. Généralement, le bras 3 en C est également articulé pour pouvoir basculer autour d'un axe horizontal 20 perpendiculaire à l'axe du patient (double flèche6 sur la figure 1). Le débattement de ce basculement est typiquement de + 60 . Une unité de contrôle 7 commande des moyens d'entraînement du bras 3 en C pour faire tourner celui-ci - et donc la source 1 et le détecteur 2 autour de l'axe du patient, et ainsi acquérir une succession 25 d'images 2D correspondant à différentes directions d'observation autour de celuici. Des moyens de traitement, schématisés par l'unité 8 sur la figure 1 et intégrer éventuellement à l'unité de contrôle 7, permettent, de façon connue en soi, de déduire d'une succession d'images 2D ainsi acquises une modélisation en 3D de la zone observée sur le patient. Généralement, les médecins ne disposent pendant une intervention que d'une seule modélisation 3D qui correspond à une succession d'images 2D acquises en début d'intervention. Ceci ne permet donc pas de suivre sur la modélisation 3D l'action des instruments sur l'anatomie de l'individu sur lequel on intervient ou les effets du geste thérapeutique en cours sur les tissus traités) L'invention propose quant à elle un procédé d'imagerie 5 fluoroscopique au moyen d'un dispositif comportant une source de rayons X et des moyens formant détecteur montés sur un support mobile par rapport à une table destinée à recevoir un patient, dans lequel: - on entraîne ledit support selon un mouvement donné par rapport à ladite table, - on traite une succession d'images d'une zone du patient, acquises par les moyens formant détecteur lors dudit mouvement du support par rapport à la table pour reconstituer une modélisation 3D de ladite zone et on présente cette modélisation à l'utilisateur, caractérisé en ce qu'on entraîne le support pour qu'il effectue ledit 15 mouvement de façon répétitive et on présente à l'utilisateur une modélisation 3D rafraîchie périodiquement. Il est également proposé un dispositif d'imagerie fluoroscopique comportant: - une source de rayons X et des moyens formant détecteur montés 20 sur un support mobile par rapport à une table destinée à recevoir un patient, - une unité de contrôle commandant des moyens aptes à entraîner ledit support en mouvement par rapport à ladite table, - des moyens de traitement aptes à reconstituer et à présenter à un 25 utilisateur une modélisation 3D d'une zone radiographiée sur le patient, à partir d'une succession d'images acquises de ladite zone par les moyens formant détecteur lors d'un mouvement donné du support par rapport à la table, caractérisé en ce que l'unité de contrôle est programmée pour commander 30 l'entraînement du support pour qu'il effectue ledit mouvement de façon répétitive, les moyens de traitement présentant à l'utilisateur une modélisation 3D rafraîchie périodiquement. Un tel dispositif a l'avantage de permettre l'acquisition, la reconstruction et l'affichage en temps réel d'images de modélisation 3D. Il permet en outre de rafraîchir en temps réel des coupes tomographiques d'une zone de l'anatomie. Le rafraîchissement périodique de la modélisation 3D permet par exemple à un chirurgien de suivre en temps réel la progression d'un outil vasculaire lors d'une intervention, ou encore de suivre la propagation d'un ciment qu'il aurait introduit dans un os du patient ou encore de suivre l'effet d'outils d'ablation tels que des outils d'ablation radio- fréquence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: la Figure 1, déjà discutée, illustre un dispositif d'acquisition d'images fluoroscopiques conforme à un art antérieur connu; - les Figure 2 à 4 illustrent trois mouvements d'acquisition possibles pour des dispositifs conformes à des modes de réalisation envisageables pour l'invention. Dans le mode de réalisation illustré sur la Figure 2, le dispositif d'acquisition comporte les mêmes moyens généraux que le dispositif de la 20 figure 1. Contrairement à celui de la figure 1, son unité de contrôle 7 est programmée pour commander l'entraînement du bras en C autour du patient et de la table 4 selon un mouvement d'aller-retour répétitif, avec une succession de demi-rotations sur approximativement 180 , alternativement 25 dans un sens puis dans un autre. Chaque mouvement de demi-rotation permet d'acquérir une séquence complète d'images 2D et permet ainsi à l'unité 8 de reconstituer périodiquement une nouvelle modélisation 3D. La modélisation 3D affichée au chirurgien par l'unité 8 est ainsi 30 rafraîchie périodiquement. Cette variante a toutefois l'inconvénient, du fait qu'elle nécessite une succession de mouvements d'accélération et de décélération, de solliciter fortement mécaniquement le dispositif d'acquisition et de nécessiter l'ensemble des projections acquises lors d'une demi-révolution pour reconstruire le volume Une autre variante possible, illustrée sur la Figure 3, consiste à programmer l'unité de contrôle 7 pour qu'elle déplace la source 1 et le 5 détecteur 2 selon un mouvement o l'axe entre ladite source 1 et ledit détecteur 2 tourne de façon continue en décrivant de façon répétitive un cône de révolution. Un tel mouvement d'acquisition "conique" (ou tomographie circulaire) combine des rotations autour de l'axe principal qui correspond à la double 10 flèche 5, ainsi que des basculements autour de l'autre axe autour duquel le bras 3 est articulé (double flèche 6). Les moyens de traitement 8 sont programmés pour, ainsi que cela a été décrit dans la demande de brevet US 4,577,222, reconstruire une modélisation 3D à partir d'une séquence d'images 2D acquises lors d'une 15 révolution de l'axe source 1 / détecteur 2. Cet axe étant entraîné de façon continue dans un mouvement de révolution conique ininterrompu, la modélisation 3D calculée par les moyens de traitement 8 et affichée pour le chirurgien se trouve rafraîchie régulièrement. Il en est de même pour les images de coupe correspondant 20 aux orientations sur lesquelles le chirurgien travaille. Un autre mode de réalisation possible a été illustré sur la Figure 4. Dans ce mode de réalisation, le bras 3 en C est entraîné selon un mouvement de rotation continu répétitif autour de son axe principal (flèche 15) Il effectue sans interruption une succession de rotations 25 complètes (toujours dans le même sens) autour de la table 4 et du patient. Pour permettre un tel mouvement de rotation continue, l'alimentation électrique en puissance du bras 3 est assurée - au niveau de l'articulation en rotation dudit bras 3 sur le reste du support - par l'intermédiaire de moyens 9 de type collecteurs/balais (ou contact tournant), ce qui évite 30 d'avoir à utiliser des éléments filaires qui limiteraient la course de rotation du bras. Des moyens 10 de contact tournant (balais/collecteurs), de liaison optique ou de liaison RF permettent à l'unité de contrôle 7 et aux moyens de traitement 8 d'échanger des données de commande ou d'acquisition (notamment les images acquises par le détecteur 2) avec la source 1 et le détecteur 2. Un tel dispositif permet par exemple un rafraîchissement complet de 5 la modélisation 3D ou des images de coupe à une fréquence de l'ordre de 1 Hz. On notera que l'unité de traitement 8 mémorise en continu sur une fenêtre glissante une succession d'images 2D correspondant à un nombre d'images nécessaires pour une reconstitution 3D. Elle met en oeuvre en 10 continu sur cette fenêtre glissante un traitement de reconstitution 3D, qui permet ainsi un rafraîchissement continu de la modélisation présentée au médecin à un rythme pouvant égaler la cadence d'acquisition des projections individuelles. On notera que cette variante ne nécessite qu'un seul axe de rotation. 15 Bien entendu, il peut également être prévu d'utiliser le basculement du bras en C autour de son autre axe de rotation, par exemple pour déplacer dans un plan l'axe entre le point focal de la source et le centre de du détecteur. La variante de la figure 4 permet en outre une consommation en 20 puissance électrique limitée dès lors qu'elle évite des accélérations/décélérations sur le bras en C et surtout minimise les vibrations et déformations de la structure mécanique ce qui garantit une qualité de reconstruction optimum. REVENDICATIONS 1. Procédé d'imagerie fluoroscopique au moyen d'un dispositif comportant une source (1) de rayons X et des moyens (2) formant détec5 teur montés sur un support (3) mobile par rapport à une table (4) destinée à recevoir un patient, dans lequel: - on entraîne ledit support (3) selon un mouvement donné par rapport à ladite table (4), - on traite une succession d'images d'une zone du patient, acquises par les moyens (2) formant détecteur lors dudit mouvement du support (3) par rapport à la table (4), pour reconstituer une modélisation 3D de ladite zone, et on présente cette modélisation à l'utilisateur, 15 caractérisé en ce qu'on entraîne le support (3) pour qu'il effectue ledit mouvement de façon répétitive et on présente à l'utilisateur une modélisation 3D rafraîchie périodiquement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on entraîne le support (3) selon une succession de demi-rotations, alternativement dans un sens ou dans l'autre, autour de la table (4). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on 25 entraîne le support (3) de façon à faire parcourir à l'axe passant par le point focal de la source (1) et par le centre des moyens formant détecteur un mouvement de révolution conique répétitif. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on 30 entraîne le support (3) selon un mouvement de rotation continu répétitif autour de la table (4). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'on mémorise en continu, sur une fenêtre glissante, une succession d'images 2D correspondant à un nombre d'images nécessaires pour une reconstitution d'une modélisation 3D et on met en oeuvre en continu sur cette fenêtre glissante un traitement de reconstitution de modélisation 3D. 6. Dispositif d'imagerie fluoroscopique comportant: - une source (1) de rayons X et des moyens (2) formant détecteur montés sur un support (3) mobile par rapport à une table (4) destinée à recevoir un patient, - une unité de contrôle commandant des moyens aptes à entraîner ledit support (3) en mouvement par rapport à ladite table (4), 15 - des moyens de traitement aptes à reconstituer et à présenter à un utilisateur une modélisation 3D d'une zone radiographiée sur le patient, à partir d'une succession d'images acquises de ladite zone par les moyens (2) formant détecteur lors d'un mouvement donné du support (3) 20 par rapport à la table (4), caractérisé en ce que l'unité de contrôle (7) est programmée pour commander l'entraînement du support (3) pour qu'il effectue ledit mouvement de façon répétitive, les moyens de traitement (8) présentant à 25 l'utilisateur une modélisation 3D rafraîchie périodiquement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (7) est programmée pour commander l'entraînement du support (3) selon une succession de demi-rotations, alternativement dans 30 un sens ou dans l'autre, autour de la table (4). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (7) est programmée pour entraîner le support (3) de façon à faire parcourir à l'axe passant par le point focal de la source (1) et le centre des moyens (2) formant détecteur un mouvement de révolution conique répétitif. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (7) est programmée pour entraîner le support (3) selon un mouvement de rotation continu répétitif autour de la table (4). 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le 10 support (3) comporte une alimentation électrique en puissance qui comprend des moyens (9) de type collecteurs/balais. 11. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison optique (10) par lesquels l'unité 15 de contrôle et/ou les moyens de traitement échange(nt) des données avec la source (1) et/ou les moyens (2) formant détecteur. 12. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison radio-fréquence (10) par 20 lesquels l'unité de contrôle et/ou les moyens de traitement échange(nt) des données avec la source (1) et/ou les moyens (2) formant détecteur. 13. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce que l'unité de contrôle et/ou les moyens de traitement échange(nt) 25 des données avec la source (1) et/ou les moyens (2) formant détecteur par l'intermédiaire de moyens à balais/collecteur. 14. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 13 caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens qui 30 mémorisent en continu, sur une fenêtre glissante, une succession d'images 2D correspondant à un nombre d'images nécessaires pour une reconstitution d'une modélisation 3D et comportent en outre des moyens pour mettre en oeuvre en continu sur cette fenêtre glissante un traitement de reconstitution de modélisation 3D.