Brevet FR2964228A1 — publié le 20120302

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne l'imagerie à double énergie, et, en particulier, des techniques pour produire et traiter des images à double énergie avec un système d'imagerie à double énergie. ETAT DE LA TECHNIQUE En imagerie médicale, pour l'acquisition et le traitement d'images radiologiques d'une région d'intérêt d'un patient il est souvent souhaitable de pouvoir identifier avec précision des points particuliers. Ceux ci peuvent définir un repère fixe par exemple, ou être solidaires d'un objet ou d'une anatomie dont on veut pouvoir suivre le mouvement. Pour avoir de tels points il est connu de disposer des marqueurs (en anglais « markers ») sur ou autour du patient. La disposition des marqueurs est fonction de la région du patient à imager. Un problème est que ces marqueurs peuvent masquer certaines zones d'intérêt et nuire à la qualité de l'information que les images peuvent fournir. PRESENTATION DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est de supprimer des marqueurs dans une image 20 radiologique sans dégrader la qualité de l'image. Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de génération d'image(s) d'une région d'intérêt d'un patient, le procédé comprenant les étapes suivantes : obtention d'au moins deux images radiologiques de la région d'intérêt préalablement repérée avec au moins un marqueur disposé sur et/ou autour du 25 patient, les images étant préalablement acquises successivement au moyen d'un système d'imagerie médicale, une image étant acquise selon une première énergie de rayons X, la suivante étant acquise selon une seconde énergie de rayons X ; détermination (E4) d'une image radiologique finale de la région d'intérêt, la détermination consistant à une combinaison linéaire des deux images radiologiques 30 obtenues de manière à obtenir une image sans les marqueurs. D'autres aspects du procédé selon le premier aspect de l'invention sont les suivants : il peut comprendre en outre une étape de repérage, dans l'espace, de la région d'intérêt au moyen d'au moins un marqueur disposé sur et/ou autour du patient ; les marqueurs utilisés pour le repérage sont tels qu'ils ont des propriétés d'absorbance différente de celles des tissus humains et/ou le cas échéant d'un produit de contraste injecté dans le patient et/ou d'un outil inséré dans le patient ; l'image radiologique finale est obtenue par la combinaison linéaire suivante I = a log I, + /3log I2 où I est l'image finale, I, et 12 sont des images radiologiques acquises au moyen du système d'imagerie médicale à des énergies différentes, a et fi sont des constantes dépendant notamment des matériaux et des spectres de rayons X utilisés ; les images radiologiques sont des images fluoroscopiques acquises en temps réel ; les images radiologiques sont des images préalablement acquises et stockées dans une unité mémoire du système d'imagerie médicale. Selon un second aspect, l'invention concerne un système d'imagerie médicale comprenant des moyens pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un programme d'ordinateur comprenant des instructions machines pour la mise en oeuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de l'invention. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de 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 - la figure 1 illustre schématiquement un système d'imagerie médicale selon l'invention ; la figure 2 illustre des étapes du procédé selon l'invention ; la figure 3 illustre une configuration de marqueurs sur une région d'intérêt; la figure 4 illustre une étape du procédé de traitement selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Système d'imagerie médicale La figure 1 illustre schématiquement un système 100 d'imagerie médicale pour l'acquisition d'images radiologiques. Le système 100 d'imagerie médicale comprend un support 1 destiné à recevoir un patient 10 à examiner une source 2 destinée à émettre un faisceau 3 de rayons X, un détecteur 4 disposé en face de la source 2 et configuré pour détecter les rayons X émis par la source 2, une unité de commande 6, une unité de stockage 7 et une unité d'affichage 8. La source 2 de rayons X et le détecteur 4 sont reliés par un bras 5 en forme de C. Un tel bras 5 est plus communément appelé arceau. Le bras 5 peut être orienté selon trois degrés de liberté comme cela est illustré par les flèches sur la figure 1. Le détecteur 4 peut être un capteur d'image à semi-conducteurs comprenant, par exemple, du phosphore d'iodure de césium (scintillateur) sur une matrice de transistor/photodiode en silicium amorphe. D'autres détecteurs adéquats sont : un capteur CCD, détecteur numérique direct qui convertit directement les rayons X en signaux numériques. Le détecteur 4 illustré sur la figure 1 est plan et définit une surface plane d'image, d'autres géométries peuvent bien entendu convenir. L'unité de commande 6 est connectée à l'arceau 5 par connexion filaire ou sans fil. L'unité de commande 6 permet de commander l'acquisition en fixant plusieurs paramètres tels que la dose de radiation à émettre par la source à rayons X et le positionnement angulaire du bras 5. L'unité de commande 6 permet de commander la position du bras 5, c'est-à-dire la position de la source 2 par rapport au détecteur 4. L'unité de commande 6 peut comprendre un dispositif de lecture (non représenté) par exemple un lecteur de disquettes un lecteur de CD-ROM, DVDROM, ou des ports de connexion pour lire les instructions du procédé de traitement d'un support d'instructions (non montré), comme une disquette, un CD-ROM, DVD- ROM, ou clé USB ou de manière plus générale par tout support de mémoire amovible ou encore via une connexion réseau. L'unité de stockage 7 est connectée à l'unité de commande 6 pour l'enregistrement des paramètres et des images acquises. Il est possible de prévoir que l'unité de stockage 7 est située à l'intérieur de l'unité de commande 6 ou à l'extérieur. L'unité de stockage 7 peut être formée par un disque dur ou SSD, ou tout autre moyen de stockage amovible et réinscriptible (clés USB, cartes mémoires etc.). L'unité de stockage 7 peut être une mémoire ROM/RAM de l'unité de commande 6, une clé USB, une carte mémoire, une mémoire d'un serveur central. L'unité d'affichage 8 est connectée à l'unité de commande 6 pour l'affichage des images acquises et/ou d'informations sur les paramètres de commande de l'acquisition. L'unité d'affichage 8 peut être par exemple un écran d'ordinateur, un moniteur, un écran plat, un écran plasma ou tout autre type de dispositif d'affichage 20 de type connu. Une telle unité d'affichage 8 permet à un praticien de contrôler l'acquisition des images radiologiques. Le système d'imagerie médicale 100 est couplé à un système de traitement 200. Le système de traitement 200 comprend une unité de calcul 9 et unité de 25 stockage 10. Le système de traitement 200 reçoit des images acquises et stockées dans l'unité de stockage 4 du système d'imagerie médicale 100 à partir desquelles il effectue un certain nombre de traitement (voir ci-après). La transmission des données de l'unité de stockage 4 du système d'imagerie 30 médicale 100 vers l'unité de calcul 9 du système de traitement 200 peut être faite à travers un réseau informatique interne ou externe ou à l'aide de tout support mémoire physique adéquat tel que disquettes, CD-ROM, DVD-ROM, disque dure externe, clé USB, carte SD, etc. L'unité de calcul 9 est par exemple un/des ordinateur(s), un/des processeur(s), un/des microcontrôleur(s), un/des micro-ordinateur(s), un/des automate(s) programmable(s), un/des circuit(s) intégré(s) spécifique(s) d'application, d'autres circuits programmables, ou d'autres dispositifs qui incluent un ordinateur tel qu'une station de travail. En variante, le calculateur 9 peut comprendre un dispositif de lecture (non représenté) par exemple un lecteur de disquettes, un lecteur de CD-ROM ou DVDROM, ou des ports de connexion pour lire les instructions du procédé de traitement d'un support d'instructions (non montré), comme une disquette, un CD-ROM, un DVD-ROM ou une clé USB ou de manière plus générale par tout support de mémoire amovible ou encore via une connexion réseau. En outre, le système de traitement comprend une unité de stockage 11 pour le stockage des données générées par l'unité de calcul 9. L'unité de calcul 9 peut être connectée à l'unité d'affichage 8 (comme sur la figure 1) ou bien à une autre unité d'affichage (non représentée). Procédé de traitement d'images radiologiques On se place dans un cas de l'obtention d'images radiologiques en double énergie. On rappelle que l'imagerie médicale en double énergie consiste à acquérir des images d'une même anatomie avec des rayons X d'énergies différentes. Un tel protocole d'imagerie permet d'exploiter les propriétés d'absorbances des différents matériaux imagés : tissus humains, outils utilisés en radiologie interventionnelle, etc. La figure 2 illustre schématiquement des étapes du procédé de traitement d'images radiologiques.30 Repérage - Etape El Sur la figure 1 trois marqueurs 101, 102, 103 sont disposés sur la région d'intérêt du patient 10, il s'agit par exemple de patchs autocollants déposés sur la peau, ou d'un casque de stéréotaxie. Sur la figure 3 on a illustré la région d'intérêt 10 d'un patient repérée au moyen de huit marqueurs 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, disposés aux huit coins d'un cube 300. En pratique, il s'agit d'une configuration utilisée pour imager la tête d'un patient. Les marqueurs sont tels qu'ils ont des propriétés d'absorbance des rayons X différentes de celles des tissus humains et/ou le cas échéant d'un produit de contraste injecté dans le patient et/ou d'un outil inséré dans le patient. On rappelle qu'en imagerie double énergie on caractérise un matériau par la variabilité de son absorbance en fonction de l'énergie des rayons émis. Alvarez , Macovski, Lehmann et al.: « Generalized image combinations in dual KVP digital radiography » ; L. A. Lehmann, R. E. Alvarez, A. Macovski, W. R. Brody, N. J. Pelc, S. J. Riederer, and A. L. Hall, Med. Phys. 8, 659 (1981), 01:10.1118/1.595025) ont démontré que l'atténuation linéaire ,u d'un matériau peut être exprimée comme une combinaison linéaire de deux fonctions dépendant de l'énergie E : =a,.fc(E)+ap.fp(E). Les 2 constantes a, et ap caractérisent le matériau, et dépendent notamment du numéro atomique Z, et de la masse du matériau. On choisira donc un matériau dont les constantes a, et ap sont significativement différentes de celles de des tissus humains, et/ou de l'iode, et/ou des outils médicaux. Ce choix pourra être guidé par l'examen des numéros atomiques et des masses. Etape d'acquisition des images radiologiques - Etape E2 Les images radiologiques sont acquises E2 au moyen du système d'imagerie médicale, une image étant acquise selon une première énergie de rayons X, la suivante étant acquise selon une seconde énergie de rayons X. L'intervalle entre deux images successives est compris entre 33 ms et une seconde typiquement, selon l'application. De manière préférée, on acquiert les deux images aux deux énergies différentes de telle manière qu'il n'y ait pas de mouvement significatif entre ces deux images. Par exemple, pour une application cardiaque on cherchera donc un intervalle de temps très court, inférieur aux intervalles classiques de 33ms, éventuellement au moment de la phase cardiaque ou le coeur est le plus statique. En revanche, pour les applications en neuroradiologie ou les mouvements sont moins rapides on s'autorisera des intervalles de temps plus longs. On a illustré, schématiquement, sur la figure 4, deux images Il et Iz sur lesquelles on a représenté la région d'intérêt 10 avec trois marqueurs 101, 102, 103. Les images I, et Iz diffèrent en ce que les marqueurs 101, 102, 103 n'apparaissent pas de la même manière. Ils sont plus ou moins contrastés. Cette différence de contraste est due à l'absorbance des marqueurs 101, 102, 103 qui varie en fonction de l'énergie utilisée pour l'acquisition E2. Obtention des images radiologiques - Etape E3 L'obtention E3 des images radiologiques consiste soit à l'acquisition des différentes images radiologiques soit à la récupération d'images radiologiques stockées après avoir été acquises. Ce stockage peut être fait dans l'unité de stockage 7 du système d'imagerie médicale. Etape de détermination de l'image finale - Etape E4 La détermination E4 de l'image finale consiste à déterminer l'image f i n a l e I par la combinaison des images I l et I2 (couramment de leurs logarithmes), par exemple selon I = a log I, + fi log I2 où I, et Iz sont des images radiologiques acquises au moyen du système d'imagerie médicale selon des absorbances différentes, a et f3 sont des constantes qui peuvent être déterminées en fonction du matériau des constituant les marqueurs que l'on veut faire disparaitre. La littérature sur le sujet est abondante et les méthodes nombreuses et variées, selon la précision désirée et les hypothèses qui peuvent être faites sur les images. On se référera par exemple à « imagerie du sein multi spectrale avec produit de contraste ; thèse de doctorat ; Sylvie Puong ; 2008 » pour un état de l'art de l'ensemble de ces méthodes. Sur la figure 4, on a illustré l'image finale I sur laquelle les marqueurs 101, 102, 103 sont supprimés. L'image finale I n'est pas dégradée par cette combinaison linéaire, seuls les marqueurs sont supprimés. Programme d'ordinateur Le procédé précédemment décrit peut être mis en oeuvre au moyen d'un programme d'ordinateur comprenant des instructions machines à cet effet. Le programme d'ordinateur peut être stocké sur tout support ad hoc de type connu tel que : disque dur, CD-Rom, DVD-Rom, disquette, clé USB, Carte SD. Ces moyens de stockage peuvent être également sur un serveur local ou distant. REVENDICATIONS1. Procédé de génération d'image(s) d'une région d'intérêt d'un patient, le procédé comprenant les étapes suivantes : obtention (E3) d'au moins deux images radiologiques de la région d'intérêt préalablement repérée avec au moins un marqueur disposé sur et/ou autour du patient, les images étant préalablement acquises (E2) successivement au moyen d'un système d'imagerie médicale, une image (h) étant acquise selon une première énergie de rayons X, la suivante ('2) étant acquise selon une seconde énergie de rayons X ; détermination (E4) d'une image radiologique finale de la région d'intérêt, la détermination consistant à une combinaison linéaire des deux images radiologiques obtenues de manière à obtenir une image sans les marqueurs. 2. Procédé selon la revendication 1 comprenant une étape de repérage (El), dans l'espace, de la région d'intérêt au moyen d'au moins un marqueur disposé sur et/ou autour du patient. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel les marqueurs utilisés pour le repérage sont tels qu'ils ont des propriétés d'absorbance différente de celles des tissus humains et/ou le cas échéant d'un produit de contraste injecté dans le patient et/ou d'un outil inséré dans le patient. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'image radiologique finale est obtenue par la combinaison linéaire suivante I = a log I, + fl log I2 où I est l'image finale, I, et Iz sont des images radiologiques acquises au moyen du système d'imagerie médicale à des énergies différentes, a et f sont des constantes dépendant notamment des matériaux et des spectres de rayons X utilisés. 10 . Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les images radiologiques sont des images fluoroscopiques acquises en temps réel. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel les images 5 radiologiques sont des images préalablement acquises et stockées dans une unité mémoire du système d'imagerie médicale. 7. Système d'imagerie médicale comprenant des moyens apte à mettre en oeuvre un procédé selon l'une des revendications précédentes. 8. Programme d'ordinateur caractérisé en ce qu'il comprend des instructions machine pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6.