Brevet FR2937769A1 — publié le 20100430

Procédé de traitement d'image comprenant l'affichage de régions d'intérêt dans une image radiologique en utilisant des marqueurs Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine technique du traitement d'images médicales. Plus précisément, la présente invention concerne un procédé et un système d'aide au diagnostique de clichés radiologiques, tel que des mammographies. Présentation de l'art antérieur La mammographie est aujourd'hui largement utilisée pour la détection de lésions et la prévention de cancers du sein. 15 Les premiers signes que les radiologues cherchent à détecter sur les images mammographiques sont des lésions susceptibles d'être malignes. Il existe différents types de lésions comme par exemple les masses ou les foyers de micro-calcifications. A cet effet, ils interprètent la forme, la brillance et d'autres 20 caractéristiques des lésions qu'ils observent sur les images radiographiques. Toutefois, il arrive que les radiologues ne repèrent pas certaines lésions. Ce phénomène a plusieurs causes. Notamment, les images mammographiques étant le résultat de projections, elles représentent des structures superposées qui perturbent la 25 visibilité des lésions. En outre, les radiologues doivent couramment analyser de nombreuses images mammographiques à la suite. Il s'ensuit une fatigue visuelle qui peut affecter leur capacité à repérer les clusters. C'est pourquoi, il existe aujourd'hui des outils de Diagnostic Assisté par 30 Ordinateur (DAO) qui permettent d'aider les radiologues dans la détection et la caractérisation des lésions. Un tel système est par exemple décrit dans le document US 6 137 898. 10 Un système d'aide au diagnostic de clichés radiologiques permet de détecter un ensemble de Régions d'Intérêts susceptibles d'être cancéreuses. Ces régions d'intérêts sont localisées sur le cliché radiologique à l'aide d'un marqueur pouvant être un simple symbole (tel qu'un carré ou un rectangle), ou un contour détourant précisément la région d'intérêt. Ce cliché radiologique et les marqueurs associés aux régions d'intérêt détectées par le système d'aide au diagnostique sont affichés sur des moyens d'affichage pour assister le radiologue dans la détection de lésions malignes et lui permettre d'établir un diagnostique. Le radiologue peut alors sélectionner la zone ainsi marquée pour la visualiser en gros plan. L'inconvénient de ces systèmes est qu'ils induisent souvent une surabondance de marqueurs dans le cliché radiologique affiché sur les moyens d'affichage. Cette surabondance de marqueurs visuels peut nuire à la bonne lisibilité du cliché radiologique par l'utilisateur, notamment les marqueurs affichés sont associés à des régions d'intérêt incluses les unes dans les autres. Un but de la présente invention est de proposer un système d'aide au diagnostique permettant de pallier les inconvénients des systèmes d'aide au diagnostique précités. Présentation de l'invention : A cet effet, on prévoit un procédé de traitement d'image pour la localisation de régions potentiellement cancéreuses dans au moins une image radiologique, le procédé comprenant : - la localisation d'une pluralité de régions d'intérêt dans l'image radiographique, - l'extraction d'au moins une caractéristique de chaque région d'intérêt, - l'association d'un score statistique à chaque région d'intérêt en fonction de la caractéristique extraite, - le filtrage de la pluralité de régions d'intérêt pour extraire un ensemble de régions d'intérêt, - l'affichage de l'ensemble de régions d'intérêt sur des moyens d'affichage, chaque région d'intérêt étant affichée en utilisant un marqueur pour représenter ladite région d'intérêt dans l'image radiologique affichée sur les moyens d'affichage, procédé dans lequel : - le filtrage de la pluralité de régions d'intérêt comprend : o un premier filtrage des régions d'intérêt de la pluralité de régions pour extraire un premier ensemble de régions, et o un deuxième filtrage des régions d'intérêt de la pluralité de régions pour extraire un deuxième ensemble de régions, et en ce que - l'affichage comprend l'affichage des régions d'intérêt du premier ensemble en utilisant un premier marqueur, et l'affichage des régions d'intérêt du deuxième ensemble en utilisant un deuxième marqueur différent du premier marqueur. Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé selon l'invention sont les suivants : - le premier filtrage de la pluralité de régions d'intérêt comprend l'extraction des régions d'intérêt : o dont le score est supérieur ou égal à une valeur seuil, et o qui ne sont pas incluses géométriquement dans une autre région d'intérêt ; - le deuxième filtrage comprend l'extraction des régions d'intérêt dont le score est supérieur ou égal à une valeur seuil ; - la valeur seuil est définie par l'utilisateur ; - le premier marqueur est un détourage du contour de chaque région du premier ensemble de régions ; - le deuxième marqueur est une croix ; - le procédé comprend une étape de calcul du centre de gravité de chaque région d'intérêt du deuxième ensemble de régions ; - chaque région d'intérêt du deuxième ensemble de régions est représentée dans l'image radiologique affichée sur les moyens d'affichage en utilisant une croix située au centre de gravité de ladite région ; - chaque région d'intérêt correspond à un foyer d'objets, l'étrape de localisation de la pluralité de régions d'intérêt comprenant : o la détection d'objets dans l'image radiologique, o l'extraction d'au moins une caractéristique de chaque objet, o le marquage de chaque objet comme étant ou non une micro- calcification, o le regroupement des objets marqués comme étant une micro- calcification en foyers, chaque foyer formant une région d'intérêt. L'invention concerne également un système de traitement d'image pour la localisation de régions potentiellement cancéreuses dans au moins une image radiologique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code programme enregistrées sur un support utilisable dans un ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9. Présentation des fiqures : D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en régard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un mode de réalisation du système selon l'invention, - la figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention, - les figures 3 à 7 illustrent différentes variantes d'affichage des régions d'intérêt dans le cliché radiologique. Description détaillée En référence à la figure 1, on a illustré un mode de réalisation du système selon l'invention. Le système comprend des moyens de saisie 10, des moyens de traitement 20, et des moyens d'affichage 30. Les moyens de saisie 10 permettent la saisie de données par un utilisateur. Ces moyens de saisie 10 comprennent par exemple un clavier et/ou une souris d'ordinateur. Les moyens de traitement 20 permettent le traitement des images radiologiques. Ces moyens de traitement 20 comprennent par exemple une unité centrale d'un ordinateur. Les moyens d'affichage 30 permettent notamment l'affichage des images traitées par les moyens de traitement et/ou du cliché mammographique. Un système d'aide au diagnostic de clichés radiologiques a pour objet de détecter un ensemble de régions d'intérêt satisfaisant des critères. Ces régions d'intérêts sont localisées sur le cliché radiologique et affichées sur les moyens d'affichage à l'aide d'un marqueur pouvant être un simple symbole, un contour détourant précisément la région d'intérêt ou tout autre type de marqueur connu de l'homme du métier. On va maintenant décrire un mode de réalisation d'un procédé de traitement d'image pouvant être mis en oeuvre sur le système selon l'invention. Pour des raisons de clarté, ce procédé est illustré en référence à la détection de micro-calcifications, étant entendu que ce procédé selon l'invention peut également s'appliquer à la détection d'autres types de lésions, tel que des masses, des densités focales asymétriques, des distorsions architecturales, ou tout autre type de lésions connues de l'homme du métier. Dans le cas particulier de la détection de micro-calcifications, le procédé permettant de détecter des régions d'intérêts potentiellement cancéreuses et pouvant être mis en oeuvre sur le système selon l'invention comprend les étapes suivantes : 5 i) Une étape de détection 1 : cette étape permet d'extraire des radiographies une pluralité d'objets correspondant potentiellement à des micro-calcifications ; ii) Une première étape de description 2 : cette étape permet de décrire les objets extraits par le biais de caractéristiques calculées à partir des données d'entrées ; les caractéristiques extraites sont par exemple des caractéristiques de formes, de couleurs, de textures des objets, ou tout autre caractéristique connue de l'homme du métier ; iii) Une première étape de décision 3 : cette étape permet de déterminer pour chacun des objets (grâce à un modèle de décision) si il correspond ou non à une micro-calcification ; pour cela le modèle de décision s'appuie sur les caractéristiques calculées à l'étape précédente ; cette décision est de type binaire en ce sens qu'il n'y a pas de pondération de cette décision par un facteur de confiance : soit l'objet considéré est une micro-calcification, soit cet objet n'est pas une micro-calcification, iv) Une étape de regroupements des micro-calcifications en foyers 4 : cette étape permet de regrouper les objets auxquels le modèle à associé l'aspect � micro-calcifications � en foyers (ou groupes), et ce, selon des notions de proximité entre objets. On notera qu'un objet correspondant à une micro-calcification peut appartenir à plusieurs foyers et que ces foyers peuvent se recouvrir (entre deux foyers, le recouvrement peut être nul, partiel ou total) ; v) Une deuxième étape de description 5 : cette étape permet de décrire les foyers (et non plus les objets en tant que tel) extraits par le biais de caractéristiques calculées pour les foyers (caractéristiques de formes, couleurs, distribution des foyers) ; vi) Une deuxième étape de décision 6 : cette étape permet de déterminer pour chacun des foyers (grâce à un modèle de décision) si ce foyer correspond ou non à une lésion cancéreuse. Pour cela le modèle de décision s'appuie sur les caractéristiques calculées pour les foyers à l'étape précédente ; vii) Une étape d'affichage des résultats 7 : cette étape consiste à présenter à l'utilisateur les résultats du CAD concernant les foyers ; chaque foyer est affiché sur les moyens d'affichage en utilisant un marqueur superposé à l'image radiologique. La deuxième étape de décision 6 n'implique pas une décision binaire (association de l'aspect cancéreux ou de l'aspect non cancéreux au foyer) pour chacun des foyers. Plutôt que d'associer un aspect cancéreux/non cancéreux aux foyers, la deuxième étape de décision associe un score SC sur une échelle de 0 à 100 à 10 chacun des foyers. Ce score qualifie une confiance du modèle de décision quant à l'aspect cancéreux des foyers : plus ce score est proche de 100 pour un foyer, plus le modèle assure une bonne décision en associant l'aspect cancéreux au foyer; inversement plus ce score est proche de 0 pour un foyer, plus le modèle 15 assure une bonne décision en associant l'aspect non cancéreux au foyer. Comme décrit précédemment, il est intéressant que la métaphore employée pour afficher les foyers permette d'une part d'éviter la surabondance de marqueur dans l'image radiologique affichée sur les moyens d'affichage, et permette d'autre part d'indiquer à l'utilisateur les zones les plus informatives sur 20 la malignité du foyer. On va maintenant présenter différentes solutions d'affichage permettant de mieux comprendre les avantages de la présente invention. Première solution : Affichage de l'intégralité des foyers détectés 25 Cette solution est basée sur l'utilisation du score SC associé à chaque foyer détecté. Cette solution est illustrée à la figure 3. Le marqueur 40 utilisé pour afficher ûn foyer est un détourage du contour de ce foyer. En d'autres termes, un foyer est représenté par son enveloppe. Ce foyer est affiché sur les moyens d'affichage si le score SC du foyer 30 est supérieur ou égal à un seuil déterminé par l'utilisateur. Cette solution simple possède un inconvénient majeur : le processus de création des foyers (regroupement d'objets correspondant à des micro-calcifications) peut, dans certains cas, générer un grand nombre de foyers. Certains de ces foyers constituent des sous parties d'autres foyers (inclusion stricte de foyers au sein d'autres foyers) ; ces derniers foyers peuvent alors apparaître comme inutiles et gênant pour la lecture de par la surabondance de marqueurs générée sur la mammographie affichée sur les moyens d'affichage, comme illustré à la figure 3. Deuxième solution : Affichage d'un sous ensemble de foyers détectés L'idée est ici de gérer l'éventuelle surabondance de marqueurs affichés de la première solution d'affichage en filtrant les foyers à afficher. Trois alternatives sont envisageables. Première alternative d'affichage de sous ensemble Une première alternative comprend un filtrage des foyers par recherche d'inclusions. Le résultat d'affichage obtenu en mettant en oeuvre cette première alternative est illustré à la figure 4. Cette première alternative consiste à décider de ne pas afficher les foyers strictement inclus dans d'autres foyers. Un foyer � affichable � est alors représenté par son enveloppe 40 et cette enveloppe est affichée si le score SC associé à ce foyer est supérieur ou égal au seuil déterminé par l'utilisateur. Deuxième alternative d'affichage de sous ensemble Une deuxième alternative comprend un filtrage des foyers par recherche d'inclusions et intégration du score SC avec domination du critère d'inclusion. Le résultat d'affichage obtenu en mettant en oeuvre cette deuxième alternative est illustré à la figure 5. Cette deuxième alternative consiste à décider d'afficher uniquement les 30 foyers non inclus strictement dans un/plusieurs autres foyers ayant un score SC supérieur. Un foyer � affichable � est alors représenté par son enveloppe 40 et cette enveloppe est affichée si le score SC associé à ce foyer est supérieur ou égal au seuil déterminé par l'utilisateur. Troisième alternative d'affichage de sous ensemble Une troisième alternative comprend un filtrage des foyers par recherche d'inclusions et intégration du score SC avec domination du critère de score SC. Le résultat d'affichage obtenu en mettant en oeuvre cette troisième alternative est illustré à la figure 6. Cette troisième alternative consiste à décider d'afficher uniquement les foyers non inclus strictement dans un/plusieurs autres foyers ayant un score SC supérieur ET n'incluant pas de foyers ayant un score SC supérieur. Un foyer � affichable � est alors représenté par son enveloppe 40 et cette enveloppe est affichée si le score SC associé à ce foyer est supérieur ou égal au seuil déterminé par l'utilisateur. Ces trois alternatives permettent de limiter le nombre de marqueurs affichés sur les moyens d'affichage (les première et troisième alternatives sont plus limitatives que la deuxième alternative). La deuxième alternative peut parfois, ne pas résoudre totalement le problème de surabondance de marqueurs notamment dans le cas ou les phénomènes d'inclusions de foyers sont associés à des scores SC ordonnées dans le sens de l'inclusion. Le principal inconvénient des première et deuxième alternatives tient au fait qu'elles privilégient l'affichage de grands foyers. Or, dans bien des cas, une petite partie du foyer constitue l'élément qui permet à l'utilisateur de déterminer l'aspect malin de la lésion. Ainsi, un affichage trop large sans attirer l'attention de l'utilisateur sur une zone précise est dommageable pour le diagnostic. Le principal inconvénient de la troisième alternative tient, quant à lui, au fait qu'elle peut parfois trop resserrer l'attention du radiologue sur une zone précise ce qui peut également être dommageable pour le diagnostic. En effet, dans certains cas considérer une zone dans sa globalité (plutôt qu'un aspect local) est préférable. Ainsi, le diagnostic nécessite parfois de considérer une zone dans son intégralité et parfois de se concentrer sur une partie seulement de la zone. Ces comportements étant duaux l'invention propose d'adapter l'affichage pour permettre de résoudre cette situation tout en évitant une surabondance de marqueurs pouvant gêner la lecture. L'utilisateur a besoin de repérer rapidement la zone dans sa globalité mais également de repérer rapidement les sous parties de cette zone pouvant potentiellement l'assister dans son diagnostic si ce dernier nécessite l'intégration d'informations locales. Selon l'invention, on propose : d'afficher de manière classique les zones globalement de manière à permettre leur repérage et - d'afficher de manière plus discrète (mais efficace) les sous parties intéressantes. Ainsi, la solution retenue est de combiner la première alternative de filtrage et la première solution de filtrage, et d'afficher les ensembles de foyers obtenus par la mise en oeuvre de ces deux filtrages en utilisant des marqueurs 40, 50 différents pour chaque ensemble. Le premier filtrage basé sur la première alternative (un foyer est affiché si il n'est pas inclus dans un/plusieurs autres foyers ET si son score SC est supérieur ou égal au seuil déterminé par l'utilisateur) permet d'obtenir un premier ensemble de foyers. Ceci permet à l'utilisateur de repérer rapidement une zone dans sa globalité. Le deuxième filtrage basé sur la première solution (un foyer est affiché si le score SC de ce foyer est supérieur ou égal au seuil déterminé par l'utilisateur) permet d'obtenir un deuxième ensemble de foyers. Les foyers de ce deuxième ensemble sont affichés en utilisant un deuxième marqueur différent du premier marqueur. Ceci permet à l'utilisateur de repérer rapidement les sous parties (des zones globales) pouvant potentiellement l'assister dans son diagnostic Préférentiellement, le deuxième marqueur sera de petite taille que le premier marqueur, pour permettre à l'utilisateur de distinguer plus facilement les zones globales des sous-parties. Par exemple, le premier marqueur est un détourage du contour de chaque foyer du premier ensemble de foyers, et le deuxième marqueur est une croix située au centre de gravité de chaque foyer. Bien entendu, le lecteur aura compris que le procédé et le système décrits ci-dessus en référence à des lésions de type micro-calcifications peuvent être mis en oeuvre sur d'autres types de lésion. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'image pour la localisation de régions potentiellement cancéreuses dans au moins une image radiologique, le procédé comprenant : - la localisation (1, 2, 3, 4) d'une pluralité de régions d'intérêt dans l'image radiographique, - l'extraction (5) d'au moins une caractéristique de chaque région d'intérêt, - l'association (6) d'un score statistique à chaque région d'intérêt en fonction de la caractéristique extraite, - le filtrage de la pluralité de régions d'intérêt pour extraire un ensemble de régions d'intérêt, - l'affichage (7) de l'ensemble de régions d'intérêt sur des moyens d'affichage, chaque région d'intérêt étant affichée en utilisant un marqueur pour représenter ladite région d'intérêt dans l'image radiologique affichée sur les moyens d'affichage, caractérisé en ce que - le filtrage de la pluralité de régions d'intérêt comprend : o un premier filtrage des régions d'intérêt de la pluralité de régions pour extraire un premier ensemble de régions, et o un deuxième filtrage des régions d'intérêt de la pluralité de régions pour extraire un deuxième ensemble de régions, et en ce que - l'affichage comprend l'affichage des régions d'intérêt du premier ensemble en utilisant un premier marqueur (40), et l'affichage des régions d'intérêt du deuxième ensemble en utilisant un deuxième marqueur (50) différent du premier marqueur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier filtrage de la pluralité de régions d'intérêt comprend l'extraction des régions d'intérêt : - dont le score est supérieur ou égal à une valeur seuil, et - qui ne sont pas incluses géométriquement dans une autre région d'intérêt. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le 5 deuxième filtrage comprend l'extraction des régions d'intérêt dont le score est supérieur ou égal à une valeur seuil. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la valeur seuil est définie par l'utilisateur. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier marqueur est un détourage du contour de chaque région du premier ensemble de régions. 15 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième marqueur est une croix. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calcul du centre de gravité de chaque région 20 d'intérêt du deuxième ensemble de régions. 8. Procédé selon les revendications 6 et 7 prises en combinaison, caractérisé en ce que chaque région d'intérêt du deuxième ensemble de régions est représentée dans l'image radiologique affichée sur les moyens d'affichage 25 en utilisant une croix située au centre de gravité de ladite région. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque région d'intérêt correspond à un foyer d'objets, l'étrape de localisation de la pluralité de régions d'intérêt comprenant : 30 - la détection (1) d'objets dans l'image radiologique, - l'extraction (2) d'au moins une caractéristique de chaque objet, 10 10- le marquage (3) de chaque objet comme étant ou non une micro-calcification, - le regroupement (4) des objets marqués comme étant une micro-calcification en foyers, chaque foyer formant une région d'intérêt. 1O.Système de traitement d'image pour la localisation de régions potentiellement cancéreuses dans au moins une image radiologique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9. 11. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code programme enregistrées sur un support utilisable dans un ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9. 15