Brevet FR2957514A1 — publié le 20110923

DISPOSITIF D'IMAGERIE MEDICALE COMPRENANT DES MOYENS D'ACQUISITION RADIOGRAPHIQUE ET DES MOYENS DE GUIDAGE D'UNE SONDE ULTRASONORE La présente invention concerne le domaine de l'imagerie médicale. En particulier, la présente invention est relative à un dispositif d'imagerie médicale applicable notamment mais non exclusivement à la mammographie. PRESENTATION GENERALE DE L'ART ANTERIEUR La radiographie et l'échographie sont deux techniques d'imagerie utilisées pour l'exploration du sein. La radiographie permet d'obtenir une image de structures internes d'un objet à partir d'un rayonnement X ayant traversé ces structures internes. L'échographie permet d'obtenir une image des structures internes d'un objet à partir d'ultrasons réfléchis par lesdites structures internes. Il est connu aujourd'hui que la radiographie et l'échographie sont deux techniques complémentaires pour l'exploration du sein. Il a donc déjà été proposé des dispositifs d'imagerie médical permettant de combiner ces deux techniques d'imagerie. Par exemple, le document US 5 938 613 décrit un appareil qui combine un équipement de mammographie à rayons X avec un transducteur à ultrasons. Cet appareil permet de générer des images de la structure interne des tissus d'un sein à partir des rayons X et des ultrasons. Le transducteur est monté sur un chariot dont le déplacement est motorisé et est réalisé par incréments. Le chariot se déplace sur une plaque de compression du sein transparente aux rayons X et aux ultrasons. Cet appareil présente des inconvénients. Le déplacement du chariot par incréments limite les possibilités de génération d'images à partir du transducteur. Le chariot sur lequel est monté le transducteur se déplace sur la plaque de compression et ne permet que de prendre des vues selon la direction perpendiculaire à la plaque de compression. L'utilisateur ne peut pas déplacer le transducteur aussi rapidement et librement qu'il le souhaite ; il ne peut pas effectuer un examen classique par ultrasons. Si l'utilisateur souhaite effectuer des prises de vue par ultrasons selon une direction transverse à cette direction, la patiente doit changer de position. Il a également été proposé dans le document FR 2 835 731 un appareil d'imagerie comprenant un système de mammographie à rayons X et une sonde à ultrasons susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur. Cet appareil comprend un capteur de position de la sonde à ultrasons. Cet appareil d'imagerie permet de mettre plus facilement en correspondance les images mammographiques et les images échographiques. Cependant il est difficile pour l'utilisateur d'obtenir des images mammographique et échographique de la même zone du sein en utilisant l'appareil décrit dans FR 2 835 731. Un but de l'invention est de proposer un dispositif permettant de faire diverses 10 prises de vue d'une zone donnée du sein par rayons X et par ultrasons en utilisant la même géométrie d'acquisition pour l'acquisition par rayons X et par ultrasons. PRESENTATION DE L'INVENTION 15 A cet effet, on prévoit un dispositif d'imagerie comprenant : • des moyens d'acquisition par rayons X adaptés pour l'acquisition de données représentatives d'un objet, • une sonde à ultrasons susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur, 20 • des moyens de traitement adaptés pour o produire au moins une image de l'objet à partir des données acquises par les moyens d'acquisition par rayons X, et o déterminer un chemin entre une position de la sonde à ultrason et une position dans l'objet correspondant à une zone sélectionnée 25 dans ladite image, • des moyens de guidage de la sonde à ultrasons, lesdits moyens de guidage étant adaptés pour faciliter le déplacement de la sonde le long du chemin entre une position de la sonde à ultrason et la position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée dans ladite image. 30 Ainsi, l'invention permet d'aider l'utilisateur dans le déplacement de la sonde à ultrasons jusqu'à une zone sur l'objet qu'il souhaite imager par échographie. Des aspects préférés mais non limitatifs de l'invention sont les suivants : - les moyens de guidage comprennent un capteur de positionnement de la sonde à ultrasons, lesdits moyens de guidage étant adaptés pour envoyer aux moyens de traitement une information sur la position de la sonde, - les moyens de traitement sont adaptés pour mettre à jour le chemin entre la position de la sonde à ultrasons et la position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée pour chaque nouvelle position de la sonde, - les moyens de traitement sont adaptés pour déterminer un volume dans lequel le chemin est inscrit, - les moyens de guidage comprennent un bras haptique à retour de force. L'invention concerne également un procédé d'imagerie médical comprenant les étapes de : • réception de données représentatives d'un objet acquises par des moyens d'acquisition par rayons X, • traitement des données, par des moyens de traitement, pour produire au moins une image de l'objet, • détermination, par les moyens de traitement, d'un chemin entre une position d'une sonde à ultrasons et une position dans l'objet correspondant à une zone sélectionnée dans l'image, • guidage, par des moyens de guidage, de la sonde à ultrasons pour faciliter le déplacement de la sonde le long du chemin entre une position de la sonde à ultrason et une position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée dans ladite image. Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé selon l'invention sont les suivants : - le procédé comprend en outre la réception d'une information sur la position de la sonde à ultrasons, - le procédé comprend en outre, pour chaque nouvelle position de la sonde, la mise à jour du chemin entre la position de la sonde et la position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée, - le procédé comprend en outre la détermination d'un volume dans lequel le chemin est inscrit, L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code programme pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages du dispositif et du procédé selon 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 les figures 1 à 3 sont des représentations schématiques d'un dispositif et d'un procédé d'imagerie selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE On va maintenant décrire plus en détail l'invention en référence aux figures 1 à 3. Dans la description qui suit, l'objet 16 à imager est un sein d'un patient. Toutefois, il est bien entendu que la présente invention peut s'appliquer à l'imagerie d'autres objets. La figure 1 représente un dispositif d'imagerie médicale comprenant des moyens d'acquisition par rayons X, une sonde à ultrasons 10, des moyens de traitement 32 et des moyens de guidage 20. Les moyens d'acquisition par rayons X comprennent un bras 15 portant une source de rayonnement 14 apte à émettre un rayonnement X, un détecteur de rayonnement 17 apte à recevoir le rayonnement X, un support d'objet 26 plan placé entre la source 14 et le détecteur 17, une pelote 74 placée entre le support d'objet 26 et la source 14 pour la compression de l'objet 16 à imager. La pelote 74 de compression est de préférence transparente aux rayons X et aux ultrasons. Le bras 15 portant la source 14 est apte à être déplacé en une pluralité de positions 15. Ce bras 14 joue le rôle de positionneur. La source 14 est quant à elle montée pivotante sur le bras 15 pour permettre l'orientation de celle-ci par rapport au support d'objet 26. Les moyens d'acquisition sont adapté pour La sonde à ultrasons 10 permet l'émission et la réception d'ultrasons. La sonde à ultrasons 10 est susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur. On peut utiliser une sonde 10 à 2 dimensions permettant d'acquérir un ensemble de données à 2 dimensions sur le sein 11 sous forme de coupes. L'interpolation de cet ensemble de données à 2 dimensions permet de générer une reconstruction en 3 dimensions de la structure des tissus du sein. On peut aussi utiliser une sonde 10 à 3 (voir même 4) dimensions permettant d'acquérir un ensemble de données permettant d'avoir une reconstruction en 3 dimensions de la structure des tissus du sein. Les moyens de traitement 32 sont aptes à recevoir les données émises par les moyens d'acquisition par rayons X d'une part. A partir des données reçues des moyens d'acquisition, les moyens de traitement sont aptes produire une pluralité de projections radiographiques correspondant chacune à une position respective de la source de rayonnement. Les moyens de traitement 32 sont également aptes à mettre en oeuvre des procédés de reconstruction permettant l'obtention d'informations tridimensionnelles à partir de projections radiographiques. Les moyens de traitement 32 sont aptes à recevoir les données émises par la sonde à ultrasons d'autre part. A partir de ces données, les moyens de traitement 32 sont adaptés pour produire une (ou plusieurs) image(s) échographique(s). Les moyens de guidage 20 permettent de guider le déplacement de la sonde à ultrasons 10, comme il sera expliqué plus en détail dans la suite. Les moyens de guidage 20 sont par exemple un bras haptique à l'extrémité duquel est fixée la sonde à ultrasons. De préférence, le bras haptique est à retour de force. On rappelle que le terme « haptique » désigne toute technologie permettant de toucher et de manipuler des objets virtuels et/ou distants. L'utilisation d'un bras haptique permet de faire « glisser » la sonde à ultrasons 10 à la surface d'un volume virtuel produit par les moyens de traitement. Le bras haptique peut être intégré ou séparé des moyens d'acquisition par rayons X. Dans tous les cas, la position du bras haptique est connue. Une procédure de calibrage permet de déterminer la transformation mathématique permettant de passer du référentiel des moyens d'acquisition au référentiel du bras haptique. L'invention est basée sur le constat suivant. Lorsqu'un utilisateur détecte une région d'intérêt dans une mammographie, il peut souhaiter obtenir des informations supplémentaires sur cette région en utilisant une sonde à ultrasons pour réaliser une image échographique de la région d'intérêt. En effet, l'image échographique est susceptible de lui fournir des informations complémentaires l'aidant dans l'établissement d'un diagnostique. Or avec les dispositifs de l'art antérieur, la localisation d'une région dans le sein est difficile. En effet, l'utilisateur dispose uniquement de l'image mammographique pour retrouver la région suspecte afin de réaliser l'image échographique. Ceci induit une augmentation non négligeable de la durée de l'examen. Du fait du temps nécessaire pour retrouver la région suspecte afin de réaliser l'image échographique, il est souvent nécessaire de retirer la pelote, la compression exercée par celle-ci étant source d'inconfort pour le patient. Ceci induit une variation de la configuration géométrique du sein qui peut entrainer des erreurs dans la mise en correspondance des images échographique et mammographique. L'invention propose une solution pour orienter l'utilisateur dans le positionnement de la sonde à ultrasons 10 sur un sein 16 qui demeure compressé pendant toute la durée de l'examen. Ainsi, la configuration géométrique du sein est identique lors de l'acquisition des images radiologiques et échographiques, ce qui diminue le risque d'erreur lors de la mise en correspondance de ces images. En effet, la présence de moyens de guidage 20 dans le dispositif d'imagerie permet à l'utilisateur de retrouver plus rapidement une région suspecte identifiée dans l'image mammographique, et donc d'effectuer plus rapidement et facilement des prises de vue à l'aide de la sonde à ultrasons. Il n'est plus nécessaire de retirer la pelote, ce qui permet de disposer d'images mammographique et échographique dans lesquelles la configuration géométrique du sein est identique. Le principe de fonctionnement est le suivant. Une fois l'objet à imager positionné sur le support d'objet et comprimé par la pelote, des données représentatives de l'objet sont acquises en utilisant les moyens d'acquisition par rayons X. Les moyens de traitement reçoivent 100 ces données, et produisent 200 des images radiographiques de l'objet (en deux dimensions ou en trois dimensions) à partir des données acquises. Les images radiographiques sont utilisées pour sélectionner une (ou plusieurs) région(s) d'intérêt dans le sein. Cette localisation peut être effectuée manuellement par l'utilisateur en utilisant des moyens de saisi du dispositif. Cette localisation peut également être effectuée automatiquement par les moyens de traitement en utilisant un procédé d'analyse d'images radiologiques connu de l'homme du métier - par exemple un logiciel CAD (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Computer Aided Detection »). La région d'intérêt peut être un point, un détourage ou une forme prédéfinie. Connaissant la position de la région d'intérêt dans les images radiographiques, les moyens de traitement déterminent 300 un chemin 30 entre la position de la sonde à ultrason et une position dans le sein correspondant à la région d'intérêt sélectionnée. Plus précisément, à partir de la position de la région d'intérêt dans les images radiographiques, les moyens de traitement 32 déterminent la position de cette région dans le sein (la configuration géométrique du sein et la géométrie des moyens d'acquisition étant connues). Par ailleurs, la géométrie du bras haptique étant connue, la position de la sonde qui est fixée à son extrémité l'est également. Les moyens de traitement disposent donc des informations suffisantes pour déterminer un chemin entre la position de la source à ultrasons et la position dans le sein correspondant à la région d'intérêt sélectionnée. Avantageusement, les moyens de traitement peuvent déterminer un volume virtuel 40 dans lequel le chemin est inscrit. Ce volume virtuel 40 permet de guider le mouvement de l'utilisateur pour déplacer la sonde jusqu'au sein du patient, comme illustré sur les figures 3a et 3b. Ce volume virtuel peut avoir des formes différentes. La forme du volume virtuel peut être par exemple un cône tronqué, ou un tore tronqué. De préférence, le volume virtuel a une forme en entonnoir de sorte à canaliser progressivement le déplacement de la sonde sur la position de la région d'intérêt dans le sein, mais aussi pour orienter la sonde à ultrasons selon un axe parallèle au faisceau de rayons X émis par les moyens d'acquisition. Ainsi, l'invention utilise les images radiographiques pour construire un volume virtuel qui limite les déplacements de la sonde à ultrasons reliée à un dispositif haptique de sorte que l'utilisateur est guidé 400 jusqu'à la position sur le sein où la sonde à ultrasons sera capable d'imager la région d'intérêt sélectionnée sur les images radiographiques. Ceci permet de réduire la durée de l'examen. Dans une variante d'exécution, les moyens de traitement 32 sont aptes à mettre à jour le chemin 30 pour chaque nouvelle position de la source à ultrasons. Ceci permet, notamment dans l'hypothèse où l'utilisateur a déplacé la sonde à ultrasons hors du volume virtuel, de définir un nouveau chemin et un nouveau volume virtuel. Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici. Par exemple, dans le cas où la région d'intérêt est un point, une région cible peut être déterminée par les moyens de traitement. Cette région cible est par exemple obtenue en utilisant des procédés de croissance de région ou tout autre procédé connu de l'homme du métier. De même, les moyens de guidage peuvent être d'autres types qu'un bras haptique. Par exemple, les moyens de guidage peuvent être des moyens lumineux adaptés pour illuminer la position sur le sein du patient correspondant à la région d'intérêt sélectionnée dans les images radiographiques. Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l'intérieur de la portée du système et du procédé d'imagerie tels qu'ils sont définis dans les revendications jointes. REVENDICATIONS1. Dispositif d'imagerie médicale, caractérisé en ce que le dispositif comprend : des moyens d'acquisition (14, 15, 17, 26, 74) par rayons X adaptés pour 5 l'acquisition de données représentatives d'un objet (16), une sonde à ultrasons (10) susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur, des moyens de traitement (32) adaptés pour : - produire au moins une image de l'objet à partir des données 10 acquises par les moyens d'acquisition par rayons X, et - déterminer un chemin (30) entre une position de la sonde à ultrason et une position dans l'objet correspondant à une zone sélectionnée dans ladite image, des moyens de guidage (10) de la sonde à ultrasons, lesdits moyens de 15 guidage étant adaptés pour faciliter le déplacement de la sonde le long du chemin entre une position de la sonde à ultrason et la position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée dans ladite image. 2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de 20 guidage comprennent un capteur de positionnement de la sonde à ultrasons, lesdits moyens de guidage étant adaptés pour envoyer aux moyens de traitement une information sur la position de la sonde. 3. Dispositif selon la revendication précédente, les moyens de traitement 25 comprennent des moyens pour mettre à jour le chemin entre la position de la sonde à ultrasons et la position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée pour chaque nouvelle position de la sonde. 4. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de 30 traitement comprennent des moyens pour déterminer un volume (40) dans lequel le chemin est inscrit. 5. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de guidage comprennent un bras haptique à retour de force. 6. Procédé d'imagerie médical, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : réception (100) de données représentatives d'un objet acquises par des moyens d'acquisition par rayons X, - traitement (200) des données, par des moyens de traitement, pour produire au moins une image de l'objet, détermination (300), par les moyens de traitement, d'un chemin entre une position d'une sonde à ultrasons et une position dans l'objet correspondant à une zone sélectionnée dans l'image, guidage (400), par des moyens de guidage, de la sonde à ultrasons pour faciliter le déplacement de la sonde le long du chemin entre une position de la sonde à ultrason et une position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée dans ladite image. 7. Procédé selon la revendication précédente, lequel comprend en outre la réception d'une information sur la position de la sonde à ultrasons. 8. Procédé selon la revendication précédente, lequel comprend en outre, pour chaque nouvelle position de la sonde, la mise à jour du chemin entre la position de la sonde et la position dans l'objet correspondant à la zone sélectionnée. 9. Procédé selon l'une des trois revendications précédentes, lequel comprend en outre la détermination d'un volume dans lequel le chemin est inscrit. 10. Produit programme d'ordinateur caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code programme pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 6 à 9.