Brevet FR2863085A1 — publié le 20050603

L'invention concerne le domaine de l'imagerie médicale et plus particulièrement de l'imagerie vasculaire. L'invention se rapporte à des outils d'aide à la détection de lésions, telles que sténoses ou anévrismes, assistée par ordinateur. Ces outils permettent aux praticiens une visualisation tridimensionnelle des vaisseaux sanguins du patient dans une zone particulière à traiter. Cette visualisation tridimensionnelle est générée à partir d'images obtenues par des dispositifs d'imagerie par tomographie commandée par ordinateur (CT) ou par résonance magnétique (MR). A partir ce cette visualisation tridimensionnelle, le praticien doit localiser les signes d'une lésion et estimer certains des paramètres caractéristiques de cette lésion tels que par exemple sa longueur, l'aire de sa section la plus faible et de sa section la plus grande ou son volume. Les méthodes utilisées pour localiser d'éventuelles lésions et les caractériser sont basées sur l'expérience des praticiens et peuvent varier considérablement d'un praticien à l'autre. Le document WO 02/41781 (publié le 30 mai 2002) propose un outil d'aide à l'analyse d'image vasculaire. Cet outil permet au praticien de sélectionner des points d'intérêt sur une image tridimensionnelle d'un vaisseau et de visualiser des sections d'intérêt correspondantes du vaisseau. En outre, cet outil détermine de manière automatique certains paramètres caractéristiques associés aux sections d'intérêt. Ces paramètres sont par exemple l'aire de la section, les diamètres moyen, maximal et minimal de la section, la longueur entre deux sections le long de la ligne centrale du vaisseau, le volume du vaisseau entre deux sections. Ces mesures sont déduites d'une identification de la ligne centrale du vaisseau et des contours du vaisseau. Dans de tels outils, les procédures d'identification de ligne centrale et des contours sont généralement basées sur des algorithmes de minimisation des coûts qui ne prennent pas en compte les valeurs basses de niveaux de gris sur l'image analysée. Par conséquent, les étapes de segmentations et les mesures ne sont appliquées que sur les parties du vaisseau où la mise en évidence des contrastes est visible. Il en résulte que ces étapes de segmentation et de mesure ne prennent pas en compte d'éventuels caillots de sang formés autour du vaisseau, ces caillots de sang étant susceptibles de constituer des thrombus (caillot qui se forme au cours du temps autour d'un vaisseau où il détermine une thrombose). Ces caillots de sang en effet, ne présentent pas sur l'image tridimensionnelle analysée un contraste suffisamment important pour être prise en compte par l'outil. Ceci est particulièrement gênant en cas d'anévrisme de l'aorte abdominal (AAA). Dans ce cas, la paroi du vaisseau est poussée par la thrombose. Or les outils d'aide à l'analyse d'image ne fournissent que des mesures relatives au vaisseau seul et ne permettent pas de mesurer les dimensions totales de l'anévrisme incluant le thrombus. Ces données sont pourtant importantes, notamment pour déterminer si la thrombose nécessite la mise en place d'un stent. En outre, des mesures de dimensions de l'anévrisme sont également nécessaires pour évaluer des risques post-opératoires. Ces mesures doivent être effectuées régulièrement après l'opération en vue de détecter le plus tôt possible une éventuelle évolution du caillot sanguin après l'opération. Une telle évolution ne peut être détectée que si les mesures obtenues sont cohérentes et reproductibles. Un but de l'invention est de proposer un outil et un procédé d'analyse d'image permettant au praticien de détecter la présence d'un thrombus et de connaître ses caractéristiques. A cet effet, l'invention propose un procédé de traitement d'une 25 image radiologique tridimensionnelle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - détecter sur l'image des éléments correspondant à des structures vasculaires, - détecter sur l'image un élément associé à une structure vasculaire 30 particulière et susceptible de correspondre à un thrombus, - découper la structure vasculaire particulière selon une série de plans de coupe s'étendant perpendiculairement à une ligne centrale de la structure vasculaire, - dans chaque plan de coupe, déterminer les contours de la section de thrombus correspondante, afficher une vue en coupe correspondant à un plan de coupe d'intérêt parmi les plans de coupe, sur laquelle les contours de la section de thrombus ont été mis en évidence, ledit plan de coupe d'intérêt étant sélectionné par un utilisateur ou déterminé de manière automatique. Le procédé de l'invention permet à un opérateur, même peu expérimenté, de détecter et de visualiser des thrombus sur les images radiologiques. Grâce au procédé de l'invention, un opérateur peut visualiser directement une vue en coupe dans un plan de coupe d'intérêt. Ce plan de coupe peut être sélectionné par l'utilisateur, par exemple à partir d'une image globale de la structure vasculaire. Cette vue en coupe correspond à un plan de coupe d'intérêt s'étendant perpendiculairement à la ligne centrale de la structure vasculaire, de sorte que la vue en coupe affichée est significative de la forme et de l'étendue du thrombus. L'opérateur peut ainsi visualiser successivement différents plans de coupe d'intérêt et conserver ou enregistrer celui qui lui paraît le plus 20 significatif. De manière avantageuse, le procédé de l'invention comprend également l'étape consistant à calculer à partir des contours de sections de thrombus déterminés dans un ou des plan(s) de coupe, des paramètres caractéristiques du thrombus, et afficher ces paramètres. Ce procédé fournit des résultats automatiques qui sont plus fiables et plus reproductibles que les résultats pouvant être obtenus de manière qualitative. En outre, un ou des paramètre(s) caractéristique(s) du thrombus peut (peuvent) être affiché(s) en relation avec la vue en coupe 30 correspondant au plan de coupe d'intérêt. Ainsi, le procédé fournit une analyse particulièrement simple à exploiter: il permet un accès intuitifs aux données calculées et une visualisation directe des plans de coupe d'intérêt. De manière avantageuse, les paramètres caractéristiques affichés du thrombus incluent l'un parmi les paramètres suivants: l'épaisseur maximale du thrombus, l'épaisseur minimale du thrombus, l'épaisseur moyenne du thrombus, l'aire de la section du thrombus dans le plan de coupe, le diamètre maximal de l'anévrisme, le diamètre minimal de l'anévrisme, le diamètre moyen de l'anévrisme, l'aire de la section de l'anévrisme dans le plan de coupe. Ces paramètres caractéristiques peuvent également être affichés sous la forme d'une courbe représentant la valeur du paramètre en fonction de l'abscisse du plan de coupe considéré le long de la ligne centrale de la structure vasculaire. Les paramètres caractéristiques affichés du thrombus comprennent le volume du thrombus entre deux plans de coupe d'intérêt sélectionnés par un utilisateur. L'invention concerne également un outil de traitement d'une image radiologique tridimensionnelle, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement et des moyens d'affichage, les moyens de traitement étant aptes à - détecter sur l'image des éléments correspondant à des structures 20 vasculaires, - détecter sur l'image un élément associé à une structure vasculaire particulière et susceptible de correspondre à un thrombus, - découper la structure vasculaire particulière selon une série de plans de coupe s'étendant perpendiculairement à une ligne centrale de la 25 structure vasculaire, - dans chaque plan de coupe, déterminer les contours de la section de thrombus correspondante, - commander des moyens d'affichage pour qu'ils affichent une vue en coupe correspondant à un plan de coupe d'intérêt parmi les plans de coupe, sur laquelle les contours de la section de thrombus ont été mis en évidence, ledit plan de coupe d'intérêt pouvant être sélectionné par un utilisateur ou déterminé de manière automatique. 2863085 5 Avantageusement, l'outil peut comprendre des moyens de sélection par lesquels un opérateur peut sélectionner un plan de coupe d'intérêt, les moyens de traitement commandant les moyens d'affichage pour qu'ils affichent une image représentant une vue en coupe de la structure vasculaire selon le plan de coupe d'intérêt sélectionné par l'opérateur. Cet outil est particulièrement ergonomique: il permet un accès intuitifs aux données calculées et une visualisation directe des plans de coupe d'intérêt. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la 10 description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente de manière schématique, en trois dimensions, un vaisseau sanguin présentant un thrombus, - la figure 2 représente de manière schématique un écran 15 d'affichage sur lequel sont affichés des images du vaisseau et sur lesquelles le thrombus a été mis en évidence, la figure 3 représente de manière schématique une vue en coupe transversale d'intérêt du vaisseau, sur laquelle le contour du thrombus a été mis en évidence. Les appareils d'imagerie radiologique comprennent classiquement une source de rayons X et un récepteur d'image entre lesquels est positionnée la zone du patient dont on souhaite réaliser une image. Le faisceau émis par la source se propage à travers les structures internes du patient avant d'atteindre le détecteur. Ce rayonnement est en partie absorbé par les structures internes de sorte que l'intensité du faisceau reçu par le détecteur se trouve atténuée. L'atténuation globale du faisceau après traversée des structures est directement liée à la distribution d'absorption dans l'objet. De tels appareils d'imagerie permettent d'acquérir une séquence d'images bidimensionnelles correspondant à différentes positions de la source. Cette séquence d'images est ensuite transmise vers des moyens de traitement qui sont aptes, par application d'un algorithme de reconstruction, à générer une image tridimensionnelle des structures vasculaires internes de la zone du patient étudiée. Un exemple d'algorithme de reconstruction est décrit dans la publication: Image reconstruction from projections: the fundamentals of computerised tomography T. Herman Academic Press New York (1980). L'image tridimensionnelle est ensuite transmise à un outil d'analyse d'image qui permet à l'opérateur de visualiser les structures vasculaires imagées et de détecter et caractériser d'éventuels thrombus. A cet effet, l'outil d'analyse comprend des moyens d'affichage sous la forme d'un écran sur lequel l'image tridimensionnelle est affichée pour être visualisée par un opérateur, ainsi que des moyens de sélection, des moyens de saisie et des moyens de traitement informatiques. Les moyens de traitement détectent sur l'image tridimensionnelle d'une part des éléments correspondant à des structures vasculaires et d'autre part un ou des élément(s) susceptibles de constituer un ou des thrombus. A cet effet, ces moyens de traitement sont aptes à appliquer un procédé de segmentation automatique de thrombus. Un tel procédé est par exemple décrit dans le document Active shape models exploiting slice-toslice correlation in segmentation of 3D CTA AAA images M. de BRUIJNE, B. van GINNEKEN, W. J. NIESSEN, J.B. ANTOINE MAINTZ, M. A. VIERGEVER Image Science Institute. Les moyens de traitement découpent une structure vasculaire selon une série de plans de coupe s'étendant perpendiculairement à la ligne centrale de la structure. Puis, dans chaque plan de coupe, les moyens de traitement déterminent un polygone correspondant aux contours du vaisseau et calculent à partir des contours du vaisseau des paramètre(s) caractéristiques de la structure vasculaire. Les moyens de traitement déterminent également un polygone correspondant aux contours du thrombus dans le plan de coupe du vaisseau et calculent à partir des contours du thrombus des paramètres caractéristiques du thrombus tels que l'épaisseur maximale du thrombus, l'épaisseur minimale du thrombus, l'épaisseur moyenne du thrombus, l'aire de la section du thrombus dans le plan de coupe, le diamètre maximal de l'anévrisme, le diamètre minimal de l'anévrisme, le diamètre moyen de l'anévrisme, l'aire de la section de l'anévrisme dans le plan de coupe. Les moyens de traitement déterminent également de manière automatique un plan de coupe d'intérêt particulier, qui est par exemple le plan de coupe dans lequel la section du thrombus présente une aire maximale. La figure 1 représente une vue tridimensionnelle partielle d'une structure vasculaire telle qu'elle est visualisée par l'opérateur sur l'écran. Cette structure comprend un vaisseau 10 présentant éventuellement des ramifications. L'image met également en évidence un thrombus 20 entourant le vaisseau 10. Sur la figure 1, un plan de coupe 30 a été représenté, qui s'étend perpendiculairement à la ligne centrale 10 du vaisseau. Les contours 11 et 21 respectifs du vaisseau 10 et du thrombus 21 dans ce plan 30 sont également représentés. La figure 2 représente de manière schématique un écran d'affichage sur lequel l'opérateur peut visualiser en parallèle trois images: une image tridimensionnelle 100 de la structure vasculaire, une image dite redressée 200 et une image 300 représentant une vue en coupe de la structure vasculaire. L'image tridimensionnelle 100 est l'image fournie par l'appareil d'imagerie sur laquelle les volumes correspondant aux structures vasculaires et aux thrombus ont été détectés et mis en évidence. Sur cette image tridimensionnelle 100 apparaît un repère 50 indiquant le plan de coupe d'intérêt particulier dans lequel la section du thrombus présente une aire maximale. L'image redressée 200 représente la structure vasculaire dont la ligne centrale 40 a été redressée , c'est à dire déformée pour s'étendre selon une ligne droite. Une telle image permet de visualiser directement les variations d'épaisseur de la structure. L'opérateur peut, grâce aux moyens de sélection (en déplaçant un curseur 60 sur l'écran ou grâce aux moyens de saisie), sélectionner sur l'image tridimensionnelle 100 ou sur l'image redressée 200 qu'il visualise un ou des plan(s) de coupe d'intérêt. Les moyens de traitement commandent les moyens d'affichage pour afficher l'image représentant une vue en coupe dans un plan d'intérêt. L'image 300 représentant la vue en coupe met en évidence les contours 21 du thrombus et de la structure vasculaire 11 calculés précédemment. En particulier, l'utilisateur peut sélectionner le plan de coupe particulier dans lequel la section du thrombus présente une aire maximale, en positionnant les moyens de sélection (curseur 60) sur le repère 50. Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 2, les moyens de traitement commandent les moyens d'affichage pour qu'ils indiquent sur l'image en coupe 300 les contours 11 de la structure vasculaire, les contours 21 du thrombus 20, la ligne centrale 40 de la structure vasculaire 10 et deux segments représentatifs des diamètres maximal et minimal de l'anévrisme. L'aire de la section de la structure vasculaire, ainsi qu'un ou des paramètre(s) caractéristique(s) de la structure vasculaire et du thrombus sont également affichés en relation avec la vue en coupe. L'opérateur peut modifier manuellement les contours 21 de la section du thrombus 20 directement sur la vue en coupe affichée. A cet effet, il peut sélectionner des points des contours du thrombus à l'aide des moyens de sélection (curseur 60) et les faire glisser sur l'image 300. Les moyens de traitement recalculent de manière automatique les paramètres caractéristiques correspondant aux contours ainsi modifiés. L'opérateur peut ainsi redéfinir les contours du thrombus ou de la structure vasculaire, les modifications effectuées étant prises en compte 25 dans les mesures fournies par les moyens de traitement. Les moyens d'affichage affichent également des courbes 70 représentant des valeurs de paramètres caractéristiques en fonction de l'abscisse du plan de coupe considéré le long de la ligne centrale 40 de la structure vasculaire. Ces courbes 70 avantageusement sont disposées parallèlement à l'image redressée 200 de sorte que chaque partie de l'image redressée soit visuellement associée à des valeurs correspondantes sur les courbes 70. Lorsque l'opérateur a sélectionné un plan d'intérêt 30, les moyens de traitement commandent l'affichage de paramètres caractéristiques de la section de thrombus dans ce plan d'intérêt, et notamment des valeurs d'épaisseur maximale E et minimale e du thrombus. Ainsi que représenté sur la figure 3, ces épaisseurs sont obtenues en balayant un certain nombre de directions radiales de la section du thrombus 20, ces directions s'étendant à partir de la ligne centrale 40 de la structure vasculaire 10. Les moyens de traitement commandent également l'affichage de l'aire de la section en coupe du thrombus définie entre les contours 11 du vaisseau 10 et les contours 21 du thrombus 20. L'opérateur peut commander l'affichage d'une courbe représentant la variation de l'aire du thrombus en fonction du plan de coupe considéré le long de la ligne centrale de la structure vasculaire. Les moyens de traitement peuvent également commander 15 l'affichage de paramètres caractéristiques de la structure vasculaire dans le plan de coupe d'intérêt affiché. Enfin, l'opérateur peut également grâce aux moyens de sélection (curseur 60), sélectionner sur l'image tridimensionnelle 100 ou sur l'image redressée 200 qu'il visualise deux plans d'intérêt proximal et distal délimitant le thrombus. Les moyens de traitement calculent le volume de l'anévrisme défini entre ces deux plans d'intérêt. Ce volume est calculé comme le produit de la somme des aires des sections de la structure dans les différents plans de coupe par la distance entre deux plans de coupe successifs. Les moyens de traitement sont aptes à générer un affichage multiple sur les moyens d'affichage. Plusieurs vues ou coupes sélectionnées par l'utilisateur et les paramètres caractéristiques associés à ces vues peuvent être enregistrés dans des moyens mémoire. L'opérateur peut commander l'affichage simultané des différentes vues à partir des moyens mémoires. En outre, les différentes vues enregistrées dans les moyens mémoire peuvent correspondre à des vues obtenues à partir d'une série d'images tridimensionnelles correspondant à des acquisitions différentes. L'affichage de ces vues permet à l'opérateur de visualiser et de détecter une éventuelle évolution des paramètres caractéristiques de l'anévrisme au cours du temps. Cette évolution se traduit par exemple par une évolution du volume de l'anévrisme. Un médecin expérimenté pourra ensuite apprécier en fonction de cette évolution si l'anévrisme présente un danger et quelles sont les interventions nécessaires. Un avantage de l'outil d'analyse proposé est qu'il est utilisable par tout opérateur sans nécessiter une formation importante. Cet outil est donc accessible à un grand nombre d'opérateurs. L'outil permet en outre de générer des résultats qui sont plus fiables et reproductibles que des estimations qualitatives. L'outil peut en outre être équipés de moyens d'édition aptes à générer des comptes-rendus automatiques selon un format standardisé, ces comptesrendus récapitulant les différentes mesures effectuées par l'opérateur et contenant des images significatives. De tels comptes-rendus permettent à des médecins de visualiser rapidement les paramètres essentiels nécessaires à l'élaboration d'un diagnostique. 11 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une image radiologique tridimensionnelle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - détecter sur l'image des éléments correspondant à des structures vasculaires, détecter sur l'image un élément associé à une structure vasculaire particulière et susceptible de correspondre à un thrombus, - découper la structure vasculaire particulière selon une série de 10 plans de coupe s'étendant perpendiculairement à une ligne centrale de la structure vasculaire, - dans chaque plan de coupe, déterminer les contours de la section de thrombus correspondante, - afficher une vue en coupe correspondant à un plan de coupe d'intérêt parmi les plans de coupe, sur laquelle les contours de la section de thrombus ont été mis en évidence, ledit plan de coupe d'intérêt étant sélectionné par un utilisateur ou déterminé de manière automatique. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant l'étape consistant à afficher en parallèle une image globale de la structure vasculaire à partir de laquelle un utilisateur peut sélectionner un plan de coupe d'intérêt. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'image globale est une image tridimensionnelle de la structure vasculaire ou une image redressée de la structure vasculaire. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, comprenant l'étape consistant à afficher sur l'image globale un repère indiquant un plan de coupe particulier déterminé de manière automatique, ledit plan de coupe particulier pouvant être sélectionné par l'utilisateur pour être affiché. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le plan de coupe particulier est le plan de coupe dans lequel la section du thrombus présente une aire maximale. 6. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant également l'étape consistant à calculer à partir des contours de sections de thrombus déterminés dans un ou des plan(s) de coupe, des paramètres caractéristiques du thrombus, et afficher ces paramètres. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel un ou des paramètre(s) caractéristique(s) du thrombus est (sont) affiché(s) en relation avec la vue en coupe correspondant au plan de coupe d'intérêt. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel les paramètres caractéristiques du thrombus incluent l'un parmi les paramètres suivants: l'épaisseur maximale du thrombus, l'épaisseur minimale du thrombus, l'épaisseur moyenne du thrombus, l'aire de la section du thrombus dans le plan de coupe, le diamètre maximal de l'anévrisme, le diamètre minimal de l'anévrisme, le diamètre moyen de l'anévrisme, l'aire de la section de l'anévrisme dans le plan de coupe. 9. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, dans lequel un ou des paramètre(s) caractéristique(s) du thrombus est (sont) affiché(s) sous la forme d'une courbe représentant la valeur du paramètre en fonction de l'abscisse du plan de coupe considéré le long de la ligne centrale de la structure vasculaire. 10. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, dans lequel les paramètres caractéristiques du thrombus comprennent le volume du thrombus entre deux plans de coupe d'intérêt sélectionnés par un opérateur. 11. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant l'étape consistant à afficher en parallèle une pluralité de vues en coupe correspondant à plusieurs plans de coupe. 12. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant l'étape consistant à afficher en parallèle une pluralité de vues en coupe correspondant à plusieurs plans de coupe associés à des images tridimensionnelles différentes correspondant à des acquisitions différentes mémorisées dans des moyens mémoires. 13. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant également les étapes consistant à : - dans chaque plan de coupe de la structure vasculaire particulière, déterminer les contours de la structure vasculaire, - mettre en évidence les contours de la structure vasculaire sur la vue en coupe correspondant au plan de coupe d'intérêt. 14. Procédé selon la revendication 10, dans lequel un ou des paramètre(s) caractéristique(s) de la structure vasculaire est (sont) affiché(s) en relation la vue en coupe correspondant au plan de coupe d'intérêt. 15. Outil de traitement d'une image radiologique tridimensionnelle, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement et des moyens d'affichage, les moyens de traitement étant aptes à - détecter sur l'image des éléments correspondant à des structures vasculaires, - détecter sur l'image un élément associé à une structure vasculaire particulière et susceptible de correspondre à un thrombus, - découper la structure vasculaire particulière selon une série de 15 plans de coupe s'étendant perpendiculairement à une ligne centrale de la structure vasculaire, dans chaque plan de coupe, déterminer les contours de la section de thrombus correspondante, - commander des moyens d'affichage pour qu'ils affichent une vue en coupe correspondant à un plan de coupe d'intérêt parmi les plans de coupe, sur laquelle les contours de la section de thrombus ont été mis en évidence, ledit plan de coupe d'intérêt pouvant être sélectionné par un utilisateur ou déterminé de manière automatique. 16. Outil selon la revendication 15, comprenant des moyens de sélection par lesquels un utilisateur peut sélectionner un plan de coupe d'intérêt, les moyens de traitement commandant les moyens d'affichage pour qu'ils affichent une image représentant une vue en coupe de la structure vasculaire selon le plan de coupe d'intérêt sélectionné par l'utilisateur. 17. Outil selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour modifier manuellement les contours de la section du thrombus directement sur la vue en coupe affichée. 18. Outil selon l'une des revendications 15 à 17, comprenant des moyens mémoires aptes à stocker une pluralité de vues en coupe correspondant à plusieurs plans de coupe associés à des images tridimensionnelles différentes mémorisés dans des moyens mémoires. 19. Outil selon l'une des revendications 15 à 18, comprenant des moyens d'édition aptes à générer des comptes-rendus récapitulant les paramètres caractéristiques calculés et incluant des images sélectionnées par un opérateur.