Brevet FR2972915A1 — publié le 20120928

B11-1115FR 1 Système d'imagerie médicale multiplan L'invention concerne, de manière générale, les systèmes d'imagerie médicale et, notamment, les systèmes d'imagerie médicale multiplan, c'est-à-dire capables de produire des images radiographiques dans plusieurs plans et permettre ainsi l'examen d'une région d'intérêt dans plusieurs plans. Les systèmes d'imagerie comportent généralement un appareil à rayons comportant un tube à rayons X et un détecteur de rayons X disposé à l'opposé du tube à rayons X dans une direction d'émission des rayons X. Le tube et le détecteur sont généralement placés sur deux extrémités mutuellement opposées d'un bras. De tels systèmes sont utilisés pour des examens angiographiques à visée diagnostique ou interventionnelle. Durant ces examens, il est nécessaire de réaliser par rayons X des radiographies d'une région d'intérêt du corps d'un patient. A cette fin, après que le patient ait été allongé sur une table d'examen, le tube à rayons X et le détecteur sont amenés en regard de la zone à radiographier. Il existe, dans l'état de la technique, plusieurs types de systèmes à rayons X permettant de réaliser des radiographies. On connaît tout d'abord les systèmes à rayons X fixés au sol, et dans lesquels le bras supportant le tube à rayons X et le détecteur comportent plusieurs degrés de liberté permettant de positionner le faisceau de rayons X en regard de la région d'intérêt. Ce type de système présente toutefois un inconvénient majeur relatif au fait que le besoin en radiographie n'est nécessaire que pendant un temps limité de la procédure. Entre temps, c'est l'accès au patient qui doit être privilégié. Ils ne peuvent donc être déportés de la table d'examen lorsqu'ils ne sont pas utilisés. En particulier, le transfert et l'installation du patient sur la table d'examen sont gênés par la présence de ce système encombrant. Il a donc été proposé de monter l'appareil à rayons X sur un dispositif mobile monté sur roues entraînées par des moteurs d'entraînement commandés de manière automatique sous le contrôle d'un système de navigation. On pourra à cet égard se référer au document FR 2 945 724. I1 existe par ailleurs des systèmes à rayons X dits « mobiles chirurgicaux » déplaçables manuellement. Ils sont dans ce cas montés sur un chariot qui embarque un certain nombre de batteries servant à l'alimentation en énergie du tube à rayons X. Ce type de systèmes n'est alors pas adapté pour des examens angiographiques dans la mesure où la puissance nécessaire délivrée par le tube à rayons X n'est plus suffisante pour obtenir une qualité d'image et, en particulier, un contraste, suffisants. En outre, ce type de systèmes à rayons X mobile ne permet pas des angulations complexes car le diamètre du bras supportant le tube et le détecteur n'est pas suffisamment important. De même, ces systèmes à rayons X mobiles n'atteignent pas des vitesses de rotation suffisantes pour permettre des reconstructions d'image en trois dimensions de bonne qualité. Enfin, même si le poids d'un tel système est deux fois inférieur à celui d'un appareil à rayons X destiné à l'angiographie, il reste très difficile à déplacer en raison de ses dimensions relativement grandes et de son poids, qui peut atteindre 300 kg. On connaît enfin des systèmes à rayons X pour angiographie suspendus au plafond et déplaçables sur des rails de guidage, via un chariot mobile entraîné par exemple à l'aide d'un moteur électrique. Lors de la mise en oeuvre d'examens angiographiques, il peut être nécessaire d'utiliser des systèmes d'imagerie médicale multiplan, par exemple biplan, capables de former des images d'un vaisseau dans plusieurs plans, afin de visualiser les vaisseaux dans ces plans différents, le plus souvent perpendiculaires. Les systèmes d'imagerie médicale biplan comportent ainsi deux appareils à rayons X capables chacun de former une image dans un plan. Ces appareils sont par exemple montés soit au sol, soit au plafond. On pourra à cet égard se référer au document US 2009/00 28 290 qui décrit divers modes de réalisation d'un système d'imagerie médicale multiplan comprenant, par exemple, un premier appareil à rayons X monté sur un robot fixé au sol, et un deuxième appareil à rayons X supporté par un deuxième robot mobile par rapport au sol ou monté coulissant sur des rails prévus au plafond. Comme on le conçoit, dans ce type de système d'imagerie médicale, les appareils à rayons X présentent un encombrement relativement important de sorte que, lors de l'examen radiologique, l'accès au patient allongé sur une table d'examen est considérablement limité. Cette limitation d'accès est notamment due à la présence du premier appareil à rayons X qui est fixé au sol au voisinage de la zone frontale d'une table d'examen ou d'opération sur laquelle est allongé le patient et qui limite considérablement l'accès au patient dans cette zone. Par ailleurs, les besoins en radiographie pour certains examens ou interventions ne sont nécessaires que pendant un temps limité de la procédure. Entre temps, c'est l'accès au patient ou à la table d'examen qui doivent être privilégiés, de sorte qu'il est souhaitable que les appareils à rayons X soient tous deux déportés de la table, par exemple du lors du transfert et de l'installation du patient sur la table. Enfin, dans certains types d'examen à visée interventionnelle, il peut être essentiel de maintenir la table d'examen, elle-même mobile, dans une position fixe, afin d'éviter de bouger le patient de sorte que, dans ce cas, les appareils à rayons X du système d'imagerie multiplan sont seuls déplacés et amenés en regard de la région d'intérêt à radiographier. Là encore, la fixation au sol du robot est susceptible de limiter les capacités de déplacement de l'appareil à rayons X. Au vu de ce qui précède, il existe donc un besoin pour disposer d'un système d'imagerie médicale multiplan et notamment biplan, capable d'augmenter les degrés de liberté des appareils à rayons X en augmentant leur capacité de déplacement. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un système d'imagerie médicale multiplan comprenant un premier appareil à rayons X et un deuxième appareil à rayons X comprenant chacun un tube à rayons X. Selon une caractéristique générale de ce système, les premier et deuxième appareils à rayons X comprennent chacun un dispositif automatique mobile sur lequel sont montés le tube à rayons X et le détecteur pour commander le déplacement automatique des premier et deuxième appareils. Grâce au montage des deux appareils sur des dispositifs automatiques mobiles, on augmente considérablement les capacités de déplacement des appareils à rayons X, ce qui permet, notamment, d'améliorer l'accès à la table d'examen. Selon une autre caractéristique, les premier et deuxième appareils à rayons X comportent des moyens de commande communs adaptés pour piloter les dispositifs mobiles des premier et deuxième appareils en fonction de leur position relative. On peut ainsi déplacer les appareils de manière coordonnée en particulier pour les placer en position d'attente déportée par rapport à la table d'examen ou pour régler l'isocentre des appareils, ou encore pour dégager une zone d'accès au patient, sans risque de collision, en tenant compte de leur position relative. Selon une autre caractéristique, le tube à rayons X et le détecteur étant montés sur des bras de robots articulés autour d'axes d'articulation, le système comporte des moyens pour mesurer la position des bras. Par exemple, les bras comportent des capteurs de mesure de la position des axes d'articulation. Selon encore une autre caractéristique, les moyens de commande comportent des moyens pour piloter les dispositifs mobiles en fonction de la position d'obstacles, tels que la table d'examen. Dans un mode de réalisation, le premier appareil à rayons X est supporté par un robot déplaçable au sol d'une salle d'examen. Le deuxième appareil à rayons X est, quant à lui, supporté par un robot déplaçable sur des rails au plafond de la salle d'examen. L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un procédé de déplacement automatique d'un système d'imagerie médicale multiplan comprenant un premier appareil à rayons X et un deuxième appareil à rayons X comprenant chacun un tube à rayons X et un détecteur de rayons X, dans lequel on acquiert des informations concernant la position des premier et deuxième appareils et l'on commande le déplacement de dispositifs automatiques mobiles sur lesquels sont montés le tube à rayons X et le détecteur de chacun des premier et deuxième appareils à rayons X en fonction desdites informations. Dans un mode de mise en oeuvre, on acquiert des deuxièmes informations relatives à la position d'obstacles et l'on commande le déplacement des dispositifs mobiles en fonction desdits deuxièmes informations. Selon ce procédé, on peut en outre déplacer automatiquement les appareils à rayons X vers des positions d'attente déportées entre deux phases de prise d'image. Par exemple, lors d'une phase de prise d'image monoplan au moyen de l'un des appareils à rayons X, on déplace l'autre appareil dans la position d'attente déportée. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système à rayons X biplan en position d'attente déportée ; - la figure 2 montre le système de la figure 1 lors d'une phase d'examen ; - la figure 3 montre le système des figures 1 et 2 lors d'une prise de vue monoplan ; et - la figure 4 montre le système des figures 1 et 2 lors d'une prise de vue biplan et dans une configuration dans laquelle l'un des appareils est positionné d'un côté d'une table d'examen. La figure 1 illustre un système d'imagerie médicale biplan, de type vasculaire. Dans l'application envisagée, ce système d'imagerie est destiné à être utilisé pour un examen angiographique et est en particulier destiné à fournir des vues selon deux plans différents d'un vaisseau pour les visualiser dans ces deux plans, ici perpendiculaires. Comme on le voit, le système d'imagerie S est ainsi doté de deux appareils à rayons X, référencés I et II, assurant chacun une prise de vue dans un plan. Ces deux appareils I et II sont chacun montés sur un dispositif robotisé mobile et sont dès lors capables chacun de se déplacer en fonction des phases d'examen. Le premier appareil I à rayons X est déplaçable au sol, alors que le deuxième appareil II est déplaçable au plafond d'une salle d'examen ou d'opération. En ce qui concerne le premier appareil I, celui-ci comporte essentiellement un tube 2 à rayons X, susceptible d'émettre un faisceau 3 de rayons X suivant une direction d'émission, et un détecteur 4 de rayons X disposés aux deux extrémités mutuellement opposées d'un bras 5 ici en forme d'arceau, de sorte que les rayons X émis par le tube 2 soient incidents sur le détecteur 4. Comme on le voit, le bras 5 est monté de manière coulissante sur un deuxième bras 6 monté rotatif sur un support 7 fixe, lui-même monté sur un dispositif mobile 8. Ainsi, le support 7, le bras rotatif 6 et le bras 5 sont tous les trois articulés les uns par rapport aux autres autour d'axes d'articulation, tels que Al, de sorte que l'appareil à rayons X peut se déplacer dans trois dimensions et réaliser ainsi des images d'un organe à examiner sous différentes incidences. Lors d'une radiographie, le tube 2 et le détecteur 4 sont amenés en regard d'une région d'intérêt du corps 9 d'un patient allongé sur une table d'examen 10 de sorte que, lorsque la région d'intérêt est interposée entre le tube 2 à rayons X et le détecteur 4, elle est irradiée par les rayons X, et le détecteur 4 produit des données représentatives de caractéristiques de la région d'intérêt interposée. Le dispositif mobile 8 comporte, dans l'exemple de réalisation, un système de roulement comportant, par exemple, deux roues latérales 11 motrices et directrices placées à l'arrière, deux roues avant 12 libres, et des moyens d'entraînement des roues motrices comportant un moteur de direction couplé à un moteur d'entraînement. Le dispositif mobile 8 est un dispositif programmable robotisé et est associé à un système de navigation capable par exemple de communiquer par liaison radioélectrique avec des dispositifs 13 d'identification placés dans la salle d'opération afin de permettre à l'appareil I de se localiser précisément dans la salle et, notamment, par rapport à la table d'examen 10. Le deuxième appareil II à rayons X comprend également un tube à rayons X 2' et un détecteur de rayons X 4' disposé à l'opposé du tube à rayons X 2'. Le tube à rayons X 2' et le détecteur 4' sont chacun montés sur un bras articulé, tel que 5', les bras étant eux-mêmes montés, chacun, sur un dispositif mobile 8' robotisé. Ces bras sont articulés autour de plusieurs axes d'articulation, tels que A2, permettant ainsi de régler la position du tube à rayons X 2' et du détecteur 4' dans trois dimensions par rapport à une région d'intérêt. Le dispositif mobile 8' comporte ici un support 14 pourvu de moyens d'entraînement et monté coulissant sur des rails longitudinaux 15 parallèles, eux-mêmes fixés au plafond de la salle d'examen ou d'opération et ayant une première extrémité déportée par rapport à la table d'examen, correspondant à une position de parcage de l'appareil II et une extrémité opposée située en regard de la table d'examen, correspondant à une position active de l'appareil II. Les moyens d'entraînement du support 14 sont, par exemple, réalisés sous la forme de galets entraînés par un moteur d'entraînement embarqué dans le support ou de courroies, capables d'assurer le déplacement du support en fonction de phases d'examen. En effet, lors d'une radiographie, le tube 2' et le détecteur 4' sont également amenés en regard d'une région d'intérêt du corps 9 du patient. On voit également sur les figures 1 à 3 que le système S, et en particulier les deux appareils I et II à rayons X, sont raccordés à une unité centrale de traitement commune 16, schématiquement représentée, dotée d'un pupitre de commande 16a et dûment programmée pour commander le déplacement des deux appareils I et II en fonction des phases d'un examen à réaliser. En particulier, l'unité centrale de traitement 16 est dotée de moyens de mémorisation, de type mémoire de stockage de données, de type ROM, RAM, ..., incorporant un ou plusieurs algorithmes de commande capables de déplacer les appareils I et II à rayons X soit automatiquement, soit sous le contrôle du pupitre de commande 16a, sous l'action d'ordres entrés manuellement par un opérateur. Comme cela sera précisé par la suite, l'unité centrale 16 gère aussi les déplacements des appareils par rapport à la table 10. Dans un mode de réalisation, l'unité centrale 16 incorpore en outre un ou plusieurs algorithmes de navigation, stockés en mémoire, pour localiser les appareils à partir d'informations de localisation élaborées par des détecteurs prévus sur les appareils pour communiquer avec les dispositifs de localisation. En dehors de phases d'examen, l'unité centrale de traitement commande les moyens moteurs du dispositif mobile 8 du premier appareil I à rayons X et du dispositif mobile 8' du deuxième appareil à rayons X de manière à positionner les deux appareils I et II en position déportée (figure 1) afin de dégager la table d'examen 10 lors du transfert et de l'installation du patient sur la table d'examen. Tel est également le cas, lors d'une intervention, lorsqu'un examen radiologique n'est pas requis. Cette position déportée peut correspondre à une position prédéterminée stockée en mémoire dans l'unité centrale 16 ou à un ordre de commande saisi par un opérateur au moyen du pupitre 16a. Comme visible sur la figure 2, lors d'un examen radiographique, l'unité centrale de traitement 16 commande, soit automatiquement, soit sous le contrôle du pupitre 16a, le déplacement des deux appareils I et II à rayons X, de manière à amener les tubes à rayons X et les détecteurs en regard de la région d'intérêt à radiographier. Le déplacement des appareils implique la mise en oeuvre des dispositifs mobiles 8 et 8' ainsi que l'articulation des bras pour positionner les tubes et les détecteurs en regard de la région d'intérêt. Lors de cette phase, l'isocentre des axes des deux appareils, à savoir les points de concordance des rayons X émis et reçus par chacun des appareils, peut être déplacé le long de l'axe de la table sans avoir à bouger le patient. Par ailleurs, lors de l'examen radiographique, le premier appareil au sol peut être amené dans divers emplacement d'une salle d'examen, autour de la table d'examen, tout en commandant le positionnement du tube à rayons X et du détecteur afin de les positionner en regard d'une région d'intérêt. Les positions vers lesquelles les appareils peuvent être déplacés peuvent être soit des positions programmées en mémoire dans l'unité centrale 16 ou correspondre à des ordres de commande saisis par l'opérateur. Par exemple, comme le montre la figure 4 qui illustre le système d'imagerie des figures 1 à 3 dans une position particulière d'utilisation, lors d'une radiographie biplan, le premier appareil au sol peut être déplacé au voisinage de l'un des bords longitudinaux de la table tout en positionnant le tube et le détecteur en regard d'une région d'intérêt, afin de libérer la zone frontale de la table d'examen, au niveau de laquelle se situe la tête du patient. On voit enfin sur la figure 3, que l'unité centrale de traitement peut provoquer le déplacement de l'un ou l'autre des appareils en position d'utilisation en regard de la région d'intérêt et commander le déplacement de l'appareil non utilisé en position de retrait déportée, libérant, de la sorte, l'espace autour de la table d'examen 10. On notera que les bras supportant les tubes à rayons X et les détecteurs constituent des bras de robot comprenant plusieurs axes d'articulation leur permettant de se déplacer dans trois dimensions et d'être positionnés selon diverses incidences autour d'une région d'intérêt à examiner. Dans le but d'éviter tout risque de collision entre les bras des deux appareils, le système d'imagerie médicale est doté de moyens pour mesurer la position des bras et, notamment, des axes d'articulation. Ces moyens sont par exemple formés d'un certain nombre de capteurs embarqués dans les bras et capables de mesurer la position angulaire des axes par rapport à un repère fixe. Ces divers capteurs sont raccordés à l'unité centrale de traitement 16, et fournissent ainsi aux programmes de commande, stockés en mémoire, des informations relatives à la position de l'ensemble des bras des appareils à rayons X. Ainsi, l'unité centrale de traitement 16 est en permanence informée de la position des bras, et peut autoriser ou inhiber un ordre de commande susceptible de provoquer une collision entre les bras. On notera que la table d'examen 10 ou, de manière générale, tout obstacle fixe ou mobile dans la salle d'examen peut également être pourvue de tels capteurs, raccordés à l'unité centrale de traitement 16 afin, de même, d'informer l'unité centrale de traitement 16 de la position de la table d'examen par rapport au bras de robot, et inhiber ou autoriser, de la sorte, un ordre de commande qui serait susceptible de provoquer une collision des appareils à rayons X avec la table. De tels capteurs peuvent être réalisés par tous moyens, par exemple optiques, pour délivrer des informations de localisation à l'unité de traitement 16. Comme on le conçoit, l'invention qui vient d'être décrite, qui concerne, de manière générale, un système d'imagerie médicale comprenant un premier appareil à rayons X et un deuxième appareil à rayons X comprenant chacun un tube à rayons X et un détecteur de rayons X dans lequel les premier et deuxième appareils à rayons X comprennent chacun un dispositif automatique mobile sur lequel sont montés le tube à rayons X et le détecteur pour commander le déplacement automatique des premier et deuxième appareils, permet de déplacer automatiquement les deux appareils en position d'attente déportée lorsqu'ils ne sont pas utilisés, de positionner l'un des appareils en position de travail et de maintenir l'autre appareil en position d'attente, ou encore de régler l'isocentre des deux appareils sans devoir bouger le patient. Lorsque l'un des appareils est automatiquement déplaçable au sol, certaines zones autour de la table d'examen peuvent être libérées, en déplaçant cet appareil dans une autre zone, tout en conservant le positionnement du tube à rayons X et du détecteur en regard d'une région d'intérêt. En outre, grâce au couplage des appareils à une unité centrale commune, et au pilotage des appareils à rayons X par l'unité centrale en fonction de leur position relative, on peut réaliser des images selon plusieurs plans et déplacer, de manière automatique, chacun des appareils en fonction de phases d'examen, afin de les positionner en position d'attente déportée ou de les amener en regard d'une région d'intérêt et ce, en évitant tout risque de collision. REVENDICATIONS1. Système d'imagerie médicale multiplan comprenant un premier appareil à rayons X (I) et un deuxième appareil à rayons X (II) comprenant chacun un tube à rayons X (2, 2') et un détecteur de rayons X (4, 4'), caractérisé en ce que les premier et deuxième appareils à rayons X comprennent chacun un dispositif automatique mobile (8, 8') sur lequel sont montés le tube à rayons X et le détecteur pour commander le déplacement automatique des premier et deuxième appareils. 2. Système d'imagerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième appareils à rayons X comportent des moyens de commande communs (16) adaptés pour piloter les dispositifs mobiles des premier et deuxième appareils en fonction de leur position relative. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tubes à rayons X (2, 2') et les détecteurs (4, 4') étant montés sur des bras de robot articulés autour d'axes d'articulation, il comporte des moyens pour mesurer la position des bras. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bras comportent des capteurs de mesure de la position des axes d'articulation. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commande (16) comportent des moyens pour piloter les dispositifs mobiles en fonction de la position d'obstacles. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier appareil (I) à rayons X est supporté par un robot (8) déplaçable au sol d'une salle d'examen. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le deuxième appareil (II) à rayons X est supporté par un robot (8') déplaçable sur des rails (15) au plafond d'une salle d'examen. 8. Procédé de déplacement automatique d'un système d'imagerie médicale multiplan comprenant un premier appareil à rayons X (I) et un deuxième appareil à rayons X (2) comprenant chacun un tube à rayons X (2, 2') et un détecteur de rayons X (4, 4'), caractérisé en ce que l'on acquiert des informations concernant la position des premier et deuxième appareils et l'on commande le déplacement de dispositifs automatiques mobiles (8, 8') sur lesquels sont montés le tube à rayons X et le détecteur de chacun des premier et deuxième appareils à rayons X en fonction desdites informations. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on acquiert des deuxièmes informations relatives à la position d'obstacles et l'on commande le déplacement des dispositifs mobiles en fonction desdits deuxièmes informations. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'on déplace automatiquement les appareils à rayons X vers une position d'attente déportée entre deux phases de prise d'image. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lors d'une prise d'image monoplan au moyen de l'un des appareils à rayons X, on déplace l'autre appareil dans une position d'attente déportée.