Brevet FR2884703A1 — publié le 20061027

L'invention concerne le domaine de l'imagerie médicale et plus particulièrement de l'imagerie radiologique vasculaire. La radiologie interventionelle vasculaire inclut les actes pratiqués sous contrôle de l'imagerie. La radiologie interventionelle vasculaire permet notamment de traiter l'artériosclérose. L'artériosclérose se traduit par un rétrécissement local du diamètre d'un vaisseau et une obstruction du vaisseau qui gène la circulation du flux sanguin. L'opération d'angioplastie consiste à déployer au niveau de la zone de rétrécissement un ballonnet gonflable de manière à élargir le diamètre du vaisseau. Une prothèse endovasculaire (ou stent) peut également être implantée dans le vaisseau pour maintenir l'ouverture du vaisseau. Lors de l'opération d'angioplastie, le chirurgien introduit dans le vaisseau un fil guide qui permet d'amener un cathéter supportant le ballonnet gonflable ou le stent jusqu'à la zone de rétrécissement. Le chirurgien doit positionner le stent en un emplacement précis. L'emplacement du stent est généralement défini par rapport à une bifurcation dans la ramification des vaisseaux ou par rapport à un autre stent déjà implanté. Le chirurgien contrôle le déroulement de l'opération en visualisant une image fluoroscopique de la zone opérée. L'image fluoroscopique est une image acquise en temps réel qui permet au chirurgien de visualiser le positionnement des différents outils qu'il utilise dans la zone à traiter. Pour des raisons de sécurité, l'image fluoroscopique est généralement acquise avec des doses de rayons X limitées. C'est pourquoi, 30 l'image fluoroscopique présente une qualité moindre. C'est pourquoi, le chirurgien visualise en parallèle une image de référence. L'image de référence est une image de la zone à traiter qui a été acquise et enregistrée préalablement à l'opération au cours d'une séquence d'acquisition généralement appelée séquence record . La séquence record est utilisée par le chirurgien pour analyser la zone à traiter et décider de l'intervention qui sera pratiquée et des caractéristiques de la prothèse endovasculaire qui sera implantée. L'image de référence est acquise avec des doses de rayons X supérieures aux doses administrées lors de l'acquisition d'images fluoroscopiques. En outre, au cours de cette acquisition, un produit de contraste est injecté dans les vaisseaux sanguins de la zone à traiter. C'est pourquoi, l'image de référence présente généralement une qualité supérieure à l'image de fluoroscopique. Ainsi, pour suivre le déroulement de l'opération, le chirurgien peut visualiser l'image fluoroscopique et l'image de référence. Le chirurgien doit comparer mentalement les deux images pour évaluer la position relative des outils par rapport aux structures vasculaires du patient. Dans certains cas, la comparaison des deux images est particulièrement délicate car l'image fluoroscopique n'est pas figée. La zone à traiter et les outils sont en effet entraînés en mouvement par les battements du coeur du patient. La position des outils par rapport aux structures vasculaires du patient est donc difficile à évaluer. Un problème résolu par l'invention est de faciliter le contrôle du déroulement de l'opération. Ce problème est résolu dans le cadre de la présente invention 25 grâce à un procédé de traitement d'images radiologiques comprenant des étapes consistant à : - extraire d'une première image radiologique d'une zone à traiter, une partie d'image représentant une structure d'intérêt, afficher sur un écran une deuxième image de la zone à traiter, et afficher sur l'écran la partie d'image extraite représentant la structure d'intérêt, de sorte que la structure d'intérêt soit superposée sur la zone à traiter dans la deuxième image. Le procédé de l'invention permet de reporter sur une image de la zone à traiter des informations d'intérêt issues d'une autre image. Le chirurgien peut visualiser sur une même image des informations qui étaient disponibles sur deux images distinctes. Le procédé de l'invention permet au chirurgien de visualiser de manière immédiate l'état d'avancement de l'opération. Le procédé peut présenter par ailleurs les caractéristiques suivantes: l'une de la première et la deuxième image est une image 10 fluoroscopique acquise en temps réel, - l'une de la première et la deuxième image est une image issue d'une séquence d'images radiologiques préalablement acquises et enregistrées, - la première image est une image issue d'une séquence d'images 15 radiologiques préalablement acquises et enregistrées et la partie d'image extraite représente une structure vasculaire, - la première image est une image fluoroscopique acquise en temps réel et la partie d'image extraite représente un outil ou une partie d'un outil, - l'outil est une prothèse endo-vasculaire, un fil de guide ou un cathéter, - la première et la deuxième image étant acquises dans des conditions sensiblement identiques, la partie d'image extraite de la première image est affichée en une position identique sur la deuxième image, - le procédé comprend une étape consistant à corriger une position de la partie d'image représentant une structure d'intérêt et dans lequel la partie d'image extraite est affichée en une position corrigée sur la deuxième image, - le procédé comprend une étape consistant à sélectionner la première ou la deuxième image parmi une séquence d'images, de manière à ce que la zone à traiter se trouve dans une position sensiblement identique dans la première et la deuxième images, - le procédé comprend une étape consistant à afficher en parallèle la première image en parallèle de la deuxième image. L'invention propose par ailleurs, une unité de traitement d'un appareil d'imagerie, programmée pour mettre en oeuvre le procédé qui précède. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la 5 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 un appareil d'imagerie conforme à l'invention, - la figure 2 représente de manière schématique une image 10 préenregistrée et une image fluoroscopique, -les figures 3 et 4 représentent de manière schématique une image préenregistrée et une image fluoroscopique, telle qu'elles sont obtenues par un procédé conforme à l'invention, - la figure 5 est un diagramme représentant de manière 15 schématique les étapes d'un procédé de traitement d'image conforme à un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 6 est un diagramme représentant de manière schématique les étapes d'un procédé de traitement d'image conforme à un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 7 est un diagramme représentant de manière schématique les étapes d'un procédé de traitement d'image conforme à un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 8 est un diagramme représentant de manière schématique les étapes d'un procédé de traitement d'image conforme à un 25 quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention. Sur la figure 1, l'appareil d'imagerie radiologique comprend une source 1 apte à émettre un faisceau 2 de rayons X, un détecteur 3 disposé en face de la source 1 et apte à détecter les rayons émis par la source 1, un support 8 disposé entre la source 1 et le détecteur 3, une unité de traitement 4, une unité de stockage 5 et une unité d'interface 6. Le support 8 est destiné à recevoir un organe 7 sur lequel un chirurgien doit pratiquer une opération, telle qu'une angioplastie en vue de traiter une athérosclérose. L'unité de traitement 4 est apte à commander l'émission de rayons X par la source 1 et le déplacement de la source 1 par rapport au détecteur 3. En outre, l'unité de traitement 4 est apte à commander la lecture 5 d'une image par le détecteur 2 et à recevoir des données acquises par le détecteur 3. Les moyens de stockage 5 sont des moyens mémoire dans lesquels peuvent être enregistrées des images acquises par le détecteur 2 et des données relatives aux images acquises (comme par exemple une 10 phase du cycle cardiaque associée à chaque image acquise). L'unité d'interface 6 comprend un écran 9 et des moyens de commande incluant par exemple une souris 11. L'unité d'interface 6 permet au chirurgien de piloter l'appareil d'imagerie. L'unité de traitement 4 est apte à commander les moyens d'interface 6 pour que l'unité d'interface 6 affiche sur l'écran 9 des images acquises ou des données relatives à la zone de l'organe 7 opérée. Au cours de l'opération, le chirurgien visualise sur l'écran 9 les structures vasculaires de la zone opérée. Comme illustré sur la figure 2, le chirurgien visualise en parallèle 20 deux images. Le chirurgien visualise une première image 10 appelée image de référence . L'image de référence 10 est une image de la zone à traiter qui a été acquise au moyen de l'appareil d'imagerie préalablement à l'opération et enregistrée dans les moyens de stockage 5. Plus précisément, l'image de référence 10 affichée est une image acquise au cours d'une séquence d'acquisition généralement appelée séquence record . La séquence record est utilisée par le chirurgien pour analyser la zone à traiter et décider de l'intervention qui sera pratiquée. Le chirurgien détermine par exemple les caractéristiques de la prothèse endovasculaire qui sera implantée. Le chirurgien peut choisir, parmi les images de la séquence record, une image de référence 10 qui sera affichée au cours de l'opération. L'image de référence 10 fait apparaître des structures vasculaires 11 de la zone à traiter. Le chirurgien visualise en outre une deuxième image 20 appelée image fluoroscopique . L'image fluoroscopique 20 est une image de la zone à traiter qui est acquise au moyen de l'appareil d'imagerie au cours de l'opération. Le chirurgien peut déclencher l'acquisition d'une séquence d'images fluoroscopiques. L'image fluoroscopique 20 est affichée en temps réel et fait notamment apparaître les outils 12 et 13 manipulés par le chirurgien et des points repères 14. Les outils incluent par exemple un fil guide 12 et un stent 13. Les points repères 14 sont par exemple des points d'extrémité du stent 12. L'image fluoroscopique permet au chirurgien de visualiser la position des outils et ainsi de contrôler le déroulement de l'opération. Pour faciliter la comparaison des deux images 10 et 20, le procédé de traitement d'image de l'invention permet d'extraire des informations d'intérêt présentes sur l'une des images 10 et 20 et de reporter ces informations sur l'autre image. Selon une première possibilité illustrée sur la figure 3, le procédé permet d'extraire de l'image fluoroscopique 20 une partie d'image représentant un outil ou une partie d'outil (par exemple le stent 13 ou les points repères 14) et de reporter la partie d'image extraite dans l'image de référence 10. Selon une deuxième possibilité illustrée sur la figure 4, le procédé de l'invention permet d'extraire de l'image de référence 10 une partie d'image représentant une structure vasculaire 11 d'intérêt et de reporter le partie d'image extraite dans l'image fluoroscopique 20. Selon une première mise en oeuvre de l'invention, l'unité de traitement 4 est programmée pour exécuter un procédé d'imagerie 100 qui 30 comprend les étapes représentées sur la figure 5. Selon une première étape 101, le chirurgien commande l'appareil pour déclencher l'acquisition d'une séquence d'images fluoroscopiques. L'unité de traitement 4 commande la source 1 pour déclencher à intervalle régulier l'émission de rayons X. Selon une deuxième étape 102, l'unité de traitement 4 traite chaque image fluoroscopique acquise pour extraire une partie d'image représentant une structure d'intérêt. La structure d'intérêt est par exemple un outil tel qu'un fil guide, un cathéter, une prothèse endovasculaire ou certains points repères d'un outil. On connaît des algorithmes de segmentation permettant de localiser et d'extraire les structures d'intérêt. Par exemple, le document Guide-wire tracking during endovascular interventions , Shirley A. M. Baert, Max A. Viergever, IEEE transactions on medical imaging, vol. 22, n 8, août 2003, décrit un algorithme de segmentation d'un fil guide. Selon une troisième étape 103, l'unité de traitement 4 traite l'image de référence pour superposer sur l'image de référence la partie d'image extraite de sorte que la structure d'intérêt soit superposée sur la zone à traiter dans la deuxième image. Selon une quatrième étape 104, l'unité de traitement 4 commande les moyens d'interface 6 pour afficher sur l'écran 9 l'image de référence sur 20 laquelle la structure d'intérêt a été reportée. Selon une cinquième étape 105, l'unité de traitement 4 commande l'unité d'interface 6 pour afficher en parallèle sur l'écran 9 l'image fluoroscopique acquise lors de la première étape 101. Dans cette première mise en oeuvre, la partie d'image extraite de 25 l'image fluoroscopique est affichée en une position identique sur l'image de référence. Dans cette première mise en oeuvre, la localisation de la structure d'intérêt sur l'image de référence est réactualisée à une fréquence égale à la fréquence d'acquisition des images fluoroscopiques. Or, du fait des mouvements cardiaques, l'image fluoroscopique n'est pas une image figée. La partie d'image extraite de l'image fluoroscopique présente un mouvement cyclique dû aux battements du coeur. Par conséquent, une coïncidence entre l'image de référence et la structure d'intérêt n'est obtenue que par instants. Les deuxième, troisième et quatrième mises en oeuvre du procédé de l'invention illustrées sur les figures 6, 7 et 8 permettent de prendre en compte les mouvements cardiaques pour faire coïncider en permanence la partie d'image extraite et l'image de référence affichée. Les deuxième, troisième et quatrième mises en oeuvre du procédé de l'invention supposent une étape préalable d'analyse du mouvement des structures vasculaires dans la séquence d'image de référence, en fonction d'un signal cardiaque mesuré. Selon une deuxième mise en oeuvre de l'invention, l'unité de traitement 4 est programmée pour exécuter un procédé d'imagerie 200 qui comprend les étapes représentées sur la figure 6. Selon une première étape 201, le chirurgien commande l'appareil pour déclencher l'acquisition d'une séquence d'images fluoroscopiques. L'unité de traitement 4 commande la source 1 et le détecteur 3 pour déclencher à intervalle régulier l'émission de rayons X et la détection d'une image fluoroscopique. Selon une deuxième étape 202, l'unité de traitement 4 traite chaque image fluoroscopique acquise pour extraire une partie d'image représentant une structure d'intérêt. La structure d'intérêt est par exemple un fil guide, une prothèse endovasculaire ou certains points repères d'un cathéter. Selon une troisième étape 203, l'unité de traitement 4 mesure un signal cardiaque. Selon une quatrième étape 204, l'unité d'acquisition détecte une phase du signal cardiaque. Les troisième et quatrième étapes 203 et 204 sont réalisées simultanément avec les première et deuxième étapes 201 et 202, de sorte que chaque image fluoroscopique acquise est associée à une phase du cycle cardiaque. Selon une cinquième étape 205, l'unité de traitement 4 corrige la position de la partie d'image extraite en fonction de la phase du signal cardiaque mesuré. On connaît des algorithmes permettant d'immobiliser une structure dans une séquence d'images. Par exemple, le document Stabilized display of coronary X-ray image sequence , Robert A. Close, James S. Whiting, Xiaolin Da, Neal L. Eigler, SPIE USE, vol. 1, 5367-33, décrit un algorithme pour stabiliser une structure d'intérêt mobile dans une séquence d'images. Selon une sixième étape 206, l'unité de traitement 4 traite d'image de référence pour reporter sur l'image de référence la partie d'image extraite de sorte que la structure d'intérêt soit superposée sur la zone à traiter dans la deuxième image. Selon une septième étape 207, l'unité de traitement 4 commande les moyens d'interface 6 pour afficher sur l'écran 9 l'image de référence sur laquelle la structure d'intérêt a été reportée. Selon une huitième étape 208, l'unité de traitement 4 commande 15 l'unité d'interface 6 pour afficher en parallèle sur l'écran 9 l'image fluoroscopique acquise lors de la première étape 201. Dans cette deuxième mise en oeuvre, la partie d'image extraite de l'image fluoroscopique est affichée en une position corrigée sur l'image de référence. Ainsi, le chirurgien visualise une image de référence sur laquelle les structures vasculaires apparaissent fixes et la partie d'image extraite coïncide avec l'image de référence. Dans cette deuxième mise en oeuvre, la partie d'image extraite coïncide toujours avec l'image de référence affichée. Selon une troisième mise en oeuvre de l'invention, l'unité de traitement 4 est programmée pour exécuter un procédé d'imagerie 300 qui comprend les étapes représentées sur la figure 7. Selon une première étape 301, le chirurgien commande l'appareil pour déclencher l'acquisition d'une séquence d'images fluoroscopiques. L'unité de traitement 4 commande la source 1 et le détecteur 3 pour déclencher à intervalle régulier l'émission de rayons X et la détection d'une image fluoroscopique. Selon une deuxième étape 302, l'unité de traitement 4 traite chaque image fluoroscopique acquise pour extraire une partie d'image représentant une structure d'intérêt. La structure d'intérêt est par exemple un fil guide, une prothèse endovasculaire ou certains points repères d'un cathéter. Selon une troisième étape 303, l'unité de traitement 4 mesure un signal cardiaque. Selon une quatrième étape 304, l'unité d'acquisition détecte la phase du signal cardiaque. Les troisième et quatrième étapes 303 et 304 sont réalisées simultanément avec les première et deuxième étapes 301 et 302, de sorte que chaque image fluoroscopique acquise est associée à une phase du cycle cardiaque. Selon une cinquième étape 305, l'unité de traitement 4 sélectionne une image de référence parmi une séquence d'images de référence préenregistrée dans l'unité de stockage 5, en fonction de la phase du signal cardiaque. Plus précisément, l'unité d'acquisition sélectionne une image de référence pour laquelle la phase du signal cardiaque associée est la plus proche du signal cardiaque mesuré à la quatrième étape 304. Ainsi, l'image fluoroscopique et l'image de référence sélectionnée ont été acquises dans des conditions sensiblement identiques. Selon une sixième étape 306, l'unité de traitement 4 traite d'image de référence sélectionnée pour superposer sur l'image de référence la partie d'image extraite de sorte que la structure d'intérêt soit superposée sur la zone à traiter dans l'image de référence. Selon une septième étape 307, l'unité de traitement 4 commande les moyens d'interface 6 pour afficher sur l'écran 9 l'image de référence sur laquelle la structure d'intérêt a été reportée. Selon une huitième étape, l'unité de traitement 4 commande l'unité 30 d'interface 6 pour afficher en parallèle sur l'écran 9 l'image fluoroscopique acquise lors de la première étape 201. Dans cette troisième mise en oeuvre, l'image de référence sélectionnée et l'image fluoroscopique étant acquises dans des conditions sensiblement identiques, la partie d'image extraite de l'image fluoroscopique est affichée en une position identique sur l'image de référence. L'image de référence affichée coïncide avec l'image fluoroscopique 5 acquise car les deux images sont acquises à la même phase du cycle cardiaque ou à une phase sensiblement identique. Selon un quatrième mise en oeuvre de l'invention, l'unité de traitement 4 est programmée pour exécuter un procédé d'imagerie 400 qui comprend les étapes représentées sur la figure 8. Selon une première étape 401, le chirurgien commande l'appareil d'imagerie pour déclencher l'acquisition d'une séquence d'images fluoroscopiques. L'unité de traitement 4 commande la source 1 et le détecteur 3 pour déclencher à intervalle régulier l'émission de rayons X et la détection d'une image fluoroscopique. Selon une deuxième étape 402, l'unité de traitement 4 mesure un signal cardiaque. Selon une troisième étape 403, l'unité d'acquisition détecte la phase du signal cardiaque mesuré. Les deuxième et troisième étapes 402 et 403 sont réalisées 20 simultanément avec la première étape 401. Selon une quatrième étape 404, l'unité de traitement 4 sélectionne ou non l'image fluoroscopique en fonction de la phase du signal cardiaque. Plus précisément, l'unité de traitement 4 sélectionne l'image fluoroscopique acquise si l'image fluoroscopique a été acquise à une phase du signal cardiaque égale à la phase du signal cardiaque associée à l'image de référence préenregistrée. Selon une cinquième étape 405, l'unité de traitement 4 traite l'image fluoroscopique acquise pour extraire une partie d'image représentant une structure d'intérêt. La structure d'intérêt est par exemple un fil guide, une prothèse endovasculaire ou certains points repères d'un cathéter. Selon une sixième étape 406, l'unité de traitement 4 traite d'image de référence sélectionnée pour superposer sur l'image de référence la partie d'image extraite de sorte que la structure d'intérêt soit superposée sur la zone à traiter dans la deuxième image. Selon une septième étape 407, l'unité de traitement 4 commande les moyens d'interface 6 pour afficher sur l'écran 9 l'image de référence sur 5 laquelle la structure d'intérêt a été reportée. Selon une huitième étape 408, l'unité de traitement 4 commande l'unité d'interface 6 pour afficher en parallèle sur l'écran 9 l'image fluoroscopique acquise lors de la première étape 201. Dans cette quatrième mise en oeuvre, la localisation de la structure d'intérêt sur l'image de référence est réactualisée à une fréquence égale à la fréquence du cycle cardiaque du patient. La structure d'intérêt est identifiée dans une image fluoroscopique qui est synchronisée avec l'image de référence, c'est-à-dire que l'image fluoroscopique et l'image de référence sont acquises à la même phase du cycle cardiaque. Les mises en oeuvres du procédé qui viennent d'être décrites permettent d'afficher la localisation de l'outil dans l'image de référence. Ainsi, le chirurgien peut visualiser sur une même image des informations complémentaires qui auparavant n'étaient disponibles que sur des images distinctes. Le chirurgien peut visualiser simultanément la position des outils et des points repères anatomiques (stents déjà présents, ramifications des vaisseaux). Les mouvements dus aux battements du coeur ne perturbent pas cette présentation. Le procédé de l'invention permet une meilleure évaluation de la position relative des outils par rapport aux structures anatomiques du 25 patient. Le procédé de l'invention devrait ainsi permettre de réduire les durées d'exposition aux rayons X pendant les acquisitions d'image fluoroscopiques. 13 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement (100; 200; 300; 400) d'images radiologiques comprenant des étapes consistant à : - (102; 202. 302; 405) extraire d'une première image radiologique (20) d'une zone à traiter, une partie d'image représentant une structure d'intérêt, - (104; 207; 307; 407) afficher sur un écran une deuxième image (10) de la zone à traiter, et - (104; 207; 307; 407) afficher sur l'écran la partie d'image extraite représentant la structure d'intérêt, de sorte que la structure d'intérêt soit superposée sur la zone à traiter dans la deuxième image (10). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'une de la 15 première et la deuxième image est une image fluoroscopique (20) acquise en temps réel. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'une de la première et la deuxième image est une image (10) issue d'une 20 séquence d'images radiologiques préalablement acquises et enregistrées. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la première image est une image (10) issue d'une séquence d'images radiologiques préalablement acquises et enregistrées et la partie d'image extraite représente une structure vasculaire (11). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la première image est une image fluoroscopique (20) acquise en temps réel et la partie d'image extraite représente un outil (12, 13) ou une partie d'un outil (15). 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'outil est une prothèse endo-vasculaire (13), un fil de guide (12) ou un cathéter. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel, la première et la deuxième image (10, 20) étant acquises dans des conditions sensiblement identiques, la partie d'image extraite de la première image est 5 affichée en une position identique sur la deuxième image. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une étape (205) consistant à corriger une position de la partie d'image représentant une structure d'intérêt et dans lequel la partie d'image extraite est affichée en une position corrigée sur la deuxième image. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une étape (305; 404) consistant à sélectionner la première ou la deuxième image (10; 20) parmi une séquence d'images, de manière à ce que la zone à traiter se trouve dans une position sensiblement identique dans la première et la deuxième images. 10. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant une étape (105; 208;308;408) consistant à afficher en 20 parallèle la première image (20) en parallèle de la deuxième image (10). 11. Unité de traitement d'un appareil d'imagerie, comprenant des moyens de programmation pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 10.