Brevet FR2861283A1 — publié le 20050429

L'invention concerne un procédé pour la détermination d'au moins une caractéristique géométrique d'au moins une partie repérable sous rayonnement X, telle qu'une partie osseuse d'un patient, au moyen d'un dispositif d'examen d'ostéodensitométrie de type dit "Cone Beam Systems" ou CBS, comportant une source de rayons X venant émettre un faisceau conique en direction d'un détecteur plan pour rayons X adapté. Si un examen d'ostéodensitométrie, par la mesure de la densité minéraleosseuse, permet de déterminer un risque fracturaire, la géométrie du col de fémur permet, elle-même, d'évaluer ce risque, de façon indépendante. Il convient tout d'abord de rappeler qu'il existe, pour l'heure, trois types de dispositifs permettant de mesurer la masse et la densité osseuse par acquisition de clichés radiographiques réalisés à deux niveaux d'énergie différents, dits haute et basse énergie. Ainsi, il existe des dispositifs dits Pencil Beam Systèmes ou PBS, qui consistent à émettre, au moyen d'une source à rayons X, un faisceau restreint que l'on vient capter par l'iAtermédiaire d'un monodétecteur placé, par rapport à ladite source, du côté opposé au corps du patient à examiner. L'on connaît, encore, les dispositifs dits Fan Beam Systemes ou FBS dont le faisceau émis par la source de rayons X est de type éventail, tandis que le détecteur est lui-même linéaire. Finalement, comme déjà indiqué plus haut, les dispositifs dits Cone Beam Systemes ou CBS consistent en une source de rayons X susceptibles d'émettre un rayonnement sous forme d'un faisceau conique qui, après passage au travers du corps à examiner, rencontre un détecteur plan de rayons X adapté. Les dispositifs PBS sont tout particulièrement adaptés pour des analyses de type multisites, c'est à dire pour la mesure d'une densité osseuse dans des endroits ou zones bien définies du corps. En fait, si ce type de dispositifs permet d'obtenir un cliché de la structure osseuse sans distorsion significative, quelle que soit la position de l'os sur l'axe entre la source et le détecteur, les données géométriques que l'on peut en déduire sont intéressantes, mais limitatives. En cas d'usage d'un dispositif FBS, il convient de procéder par balayage pour couvrir une zone significative du patient à examiner. Celui-ci est, par conséquent, soumis à d'importants rayonnements X lorsqu'une telle analyse de zone est réalisée et qu'en plus l'on cherche à obtenir les caractéristiques géométriques précises, notamment d'une partie osseuse. Notons, à ce propos, qu'en raison de la forme du faisceau de rayons X émis, le cliché de la structure osseuse analysée présente, généralement, un grandissement dans une direction dépendant de la position de cette structure osseuse sur l'axe entre la source de rayonnement X et le détecteur. Ce grandissement peut entraîner une distorsion de l'image. De plus la résolution obtenue au moyen d'un tel dispositif FBS n'est pas la même dans les différentes directions du plan de détection. Finalement, parmi ces dispositifs d'examen d'ostéodensitométrie connus, l'on comprend bien que les dispositifs CBS s'avèrent les plus appropriés pour mener à bien un examen dit de zone, c'est à dire s'étendant sur une partie du corps, -noire sur le corps entier. Dans ce cas, la source de rayons X vient émettre un faisceau conique qui, après passage au travers du corps à examiner, rencontre un détecteur plan de rayons X adapté. A ce propos, l'on remarquera que pour construire une carte de densité osseuse sur une zone, il faut d'ores et déjà soumettre celle-ci à deux tirs de rayonnements X pour l'obtention, respectivement, d'un cliché à basse énergie et d'un cliché à haute énergie. En cas d'usage d'un tel dispositif CPS, il est un problème récurant qui est le positionnement exact de la zone à analyser dans le dispositif, c'est à dire entre la source de rayons X et le détecteur plan, au moment des tirs à basse et haute énergie. C'est pour cela, par exemple, qu'il est prévu de réaliser, tout d'abord, un cliché de repérage, souvent à faible énergie et à intensité réduite, sur la zone anatomique du patient pour, en fonction de l'image obtenue, parfaire ce positionnement avant de réaliser les deux tirs d'analyse. L'on connaît, encore, par le document FR-A-2.825.610, un procédé consistant, non pas à ajuster ce positionnement à partir 5 d'un cliché à rayonnement X, mais d'une prise de vue à l'aide d'une caméra CCD. En fin de compte, l'objectif de la présente invention consiste, une nouvelle fois, à limiter, dans le cadre d'un examen d'ostéodensitométrie mené au moyen d'un dispositif dit CBS, le nombre d'expositions aux rayonnements X d'un patient pour en déduire des informations qui n'ont pu être obtenues, jusqu'ici, qu'au travers d'analyses multiples. Ainsi, il a été imaginé de déterminer la géométrie d'une partie osseuse à partir des seuls clichés strictement nécessaires pour mener à bien cette analyse d'ostéodensitométrie. Cela n'a pas été possible jusqu'à présent, en particulier en raison des distorsions que l'on constate sur ces clichés provenant d'un dispositif CBS. A ce propos, ces distorsions s'observent dans les deux directions du plan de détection. Par ailleurs, la forme géométrique d'une partie repérable apparaît différente selon la position du sujet entre la source de rayonnements X et le détecteur. Tout particulièrement, dans le cadre d'une première démarche inventive, l'on a pu constater que le degré de grandissement, déterminé dans l'axe du faisceau, d'une partie repérable mesurée in vivo, en l'occurrence d'un os, est dépendant de l'épaisseur des tissus lorsque l'on utilise un dispositif dit FBS. En fait, ce grandissement imprévisible est simplement une des distorsions que l'on rencontre au niveau d'un cliché. Par ailleurs, en utilisant un dispositif FBS, tel que connu dans l'état de la technique, la résolution de l'image n'est pas la même dans les deux directions du plan du détecteur. Finalement, cette différente au niveau de cette résolution et de la distorsion d'une image augmente l'imprécision de la mesure effectuée. Ainsi, l'invention concerne un procédé pour la détermination d'au moins une caractéristique géométrique d'au moins une partie repérable située dans une zone d'examen d'ostéodensitométrie par rayons X au moyen d'un dispositif dit "Cone Beam Systems" ou CBS, consistant à détecter, par un détecteur plan de rayons X, le faisceau conique d'un rayonnement X émis au travers ladite zone, caractérisé par le fait que après l'émission d'au moins un premier rayonnement et l'obtention d'au moins un premier cliché de ladite partie repérable, on translate, relativement par rapport à ladite zone d'examen et selon une amplitude déterminée, l'ensemble source de rayons X - détecteur, ceci dans une direction perpendiculaire à l'axe passant par cette source de rayons X et ce détecteur; on réalise au moins un second cliché de ladite partie repérable; on mesure le décalage d'au moins un point de la partie repérable entre un premier et un second cliché; on compare, par rapport au décalage mesuré, l'amplitude de la translation relative conférée à l'ensemble source de rayons X - détecteur, pour en déduire le degré de grandissement correspondant à un cliché d'une partie repérable; et on détermine les caractéristiques géométrique de cette partie repérable. Comme il ressort du procédé, tel que défini ci-dessus, les seuls tirs pour réaliser un examen d'ostéodensitométrie, à savoir les deux tirs basse et haute énergie, voire éventuellement encore le tir de repérage, suffisent pour en déduire les caractéristiques géométriques d'une partie repérable, par exemple d'une partie osseuse se situant dans la zone d'examen. En fait, c'est dans le cadre d'un pas inventif que l'on a imaginé exploiter le déplacement que l'on confère, usuellement, à l'ensemble source de rayons X - détecteur par rapport à un patient entre deux de ces tirs en vu d'affiner la position de la zone d'examen dans le champ du faisceau conique de rayon X, pour déterminer les distorsions, en particulier le grandissement, que l'on constate au niveau d'un cliché résultant de ce type d'examen. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe, dans lequel: - la figure 1 est une représentation schématisée d'un dispositif CBS; la figure 2 représente, de manière schématisée, le faisceau conique de rayonnement d'une source de rayons X en direction d'un détecteur et passant au travers d'une zone d'examen, ceci en vue de l'obtention d'un premier cliché comme visible dans la figure 3; - la figure 4 est une représentation similaire à la figure 3, après une translation relative de l'ensemble source de rayons X détecteur par rapport à la zone d'examen pour l'obtention d'un second cliché visible dans la figure 5. La présente invention s'applique au domaine de l' ostéodensitométrie. Elle a trait, tout particulièrement, à un procédé pour la détermination géométrique d'une partie repérable, par exemple d'une partie osseuse se situant dans la zone soumise à un tel examen d' ostéodensitométrie. Tout particulièrement, le procédé met en oeuvre un dispositif dit Cone Beam Systems ou CBS consistant à émettre, depuis une source de rayons X 1, un faisceau de rayonnement X conique 2 en direction d'une zone d'examen 3 au niveau d'un patient 4. Du côté opposé à la source 1, par rapport à cette zone d'examen 3, est implanté un détecteur plan 5 de rayonner. ents X. Par conséquent, celui-ci est défini apte à délivrer un cliché 6; 6A correspondant à la zone analysée. Comme illustré dans la figure 1, un dispositif de type CBS comporte généralement une table 7 sur laquelle repose le patient 4, sachant qu'audessus de cette table 7 se trouve la source de rayons X, le détecteur 5 étant disposé en dessous. L'on comprend que même en disposant le détecteur 5 tout proche de la table 7, voire même en intégrant ce détecteur 5 dans cette dernière, sa distance, par exemple par rapport à la structure osseuse 8 de la zone 3 examinée, conduit, sous l'influence du faisceau conique 2 de rayonnement X, à un grandissement de cette structure osseuse sur le cliché délivré par ce détecteur 5. Cependant, le degré de grandissement n'est pas constant, en particulier en raison de l'épaisseur variable 9 des tissus entourant cette structure osseuse 8. Le procédé selon l'invention a pour but d'approcher, au plus juste, ce degré de grandissement d'une partie repérable sur un cliché, à chaque examen d'ostéodensitométrie. Ainsi, au travers d'un tel examen il est possible de déterminer les caractéristiques géométriques de cette partie repérable. Ainsi, comme représenté dans les figures 2 à 5, après l'émission d'un premier rayonnement et l'obtention d'un premier un cliché 6, on translate, relativement par rapport à la zone d'examen 3 et selon une amplitude T déterminée, l'ensemble source de rayons X 1 - détecteur 5. Ce déplacement intervient dans une direction perpendiculaire à l'axe 10 passant par cette source de rayons X 30 et le détecteur 5. On réalise, ensuite, un second un cliché 6A pour mesurer le décalage t d'au moins un point d'une partie repérable 8 entre le premier 6 et le second cliché 6A. A noter, à ce propos, que le premier cliché 6 peut être celui découlant d'un rayonnement basse énergie, tandis que le second d'un rayonnement haute énergie. Toutefois, ce premier cliché 6 peut également correspondre au cliché de repérage que l'on réalise fréquemment pour positionner convenablement la zone d'examer. 3 au dessus du détecteur 5, dans le champ de rayonnement X de la source 1. Finalement, l'on vient comparer, par rapport au décalage t mesuré, l'amplitude T de la translation relative conférée à l'ensemble source rayons X 1 - détecteur 5, pour en déduire le degré de grandissement correspondant à un cliché d'une partie repérable dans la zone d'examen 3. A l'issue, on détermine les caractéristiques géométriques de cette partie repérable, par exemple d'une partie osseuse 8. De manière préférentielle, le dispositif est initialement étalonné pour produire des images d'une résolution aussi fine que possible. Plus exactement, au cours de cet étalonnage, l'on détermine la distance optimale entre source de rayons X 1 - détecteur 5 et/ou source de rayons X - table 7 et/ou table 7 - détecteur 5. Le dispositif CBS intègre, avantageusement, des moyens de calcul pour déterminer, partant de deux images obtenues selon le procédé conforme à l'invention, les caractéristiques géométriques d'une partie repérable. L'on comprend que la présente invention répond, de manière avantageuse, au problème posé. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. 8 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la détermination d'au moins une caractéristique géométrique d'une partie repérable (8) sous rayonnement X, située dans une zone d'examen (3) d'un patient, ceci au moyen d'un dispositif d'examen d'ostéodensitométrie de type dit "Cone Beam Systems" ou CBS, comportant une source de rayons X (1) venant émettre un faisceau conique en direction d'un détecteur plan (5) pour rayons X adapté, caractérisé par le fait que après l'émission d'au moins un premier rayonnement et l'obtention d'au moins un premier cliché (6) de ladite partie repérable (8), on translate, relativement par rapport à ladite zone d'examen (3) et selon une amplitude déterminée (T), l'ensemble source de rayons X (1)- détecteur (5), ceci dans une direction perpendiculaire à l'axe (10) passant par cette source de rayons X (1) et ce détecteur (5) ; on réalise au moins un second cliché (6A) de ladite partie repérable (8); on mesure le décalage (t) d'au moins un point de la 20 partie repérable (8) entre un premier (6) et un second cliché (6A); on compare, par rapport au décalage mesuré (t), l'amplitude (T) de la translation relative conférée à l'ensemble source de rayons X (1) - détecteur (5), pour en déduire le degré de grandissement correspondant à un cliché d'une partie repérable; et on détermine les caractéristiques géométrique de cette partie repérable (8). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce le premier cliché (6) correspond à un cliché de repérage et le second cliché à un rayonnement basse ou haute énergie. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce le 5 premier cliché (6) correspond à un rayonnement basse énergie, tandis que le second cliché (6A) à un rayonnement haute énergie.