Brevet FR3027715A1 — publié le 20160429

Procédé d'obtention d'une structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues, dispositif et programme d'ordinateur correspondant. 1. Domaine de l'invention L'invention se rapporte à l'identification de zones irradiées dans un organe. L'invention se rapporte plus particulièrement à une méthode de calcul de zones irradiées au sein d'un organe ou d'une portion d'un organe. L'invention est particulièrement adaptée à une prise en charge post traitement dans le cadre de maladies dont au moins une partie de traitement consiste en une radiothérapie. 2. Art Antérieur Le cancer est une des maladies du millénaire et le traitement de celui-ci est depuis longtemps un enjeu de santé publique. L'un des traitements pour soigner certains cancers est la radiothérapie. Cette technologie s'est considérablement développée, notamment grâce à l'évolution des moyens informatiques. Les traitements sont de plus en plus efficaces et mieux tolérés par les patients car ils ciblent davantage le volume tumoral et exposent moins les tissus sains aux rayonnements. Un traitement par radiothérapie nécessite plusieurs séances. Généralement, le patient subit une séance par jour, sur une durée de quatre à cinq jours, et ce, durant plusieurs semaines. Cette organisation peut être modifiée selon l'état général du patient et la région de l'organisme à traiter. En règle générale, préalablement à la mise en place des séances de radiothérapie, une procédure de planification est mise en oeuvre : cette procédure de planification a pour objectif d'une part de déterminer la région de l'organisme à traiter et d'autre part de déterminer la dose globale de rayonnement que le patient doit recevoir et de répartir cette dose en un certain nombre de doses unitaires qui seront délivrées au cours des différentes séances, et ce sur plusieurs semaines de traitement. Lors des séances la dose de rayons réellement délivrée est régulièrement vérifiée. Des images de suivi sont réalisées pendant le traitement pour vérifier qu'il est conforme à ce qui était prévu. Par ailleurs, dans tous les centres de radiothérapie autorisés, une dosimétrie in vivo est réalisée à la première ou à la deuxième séance, ainsi qu'à chaque modification de traitement. Cette technique de dosimétrie in vivo consiste à mesurer directement la dose réellement reçue pendant l'irradiation. Ainsi, tout au long du traitement, on dispose d'outils et de techniques qui permettent de quantifier la dose reçue par le patient. Bien que les doses reçues et leur localisation sont des informations plus ou moins connues du radiothérapeute, qui par nature, est spécialisé dans ce domaine et connaît donc bien la situation du patient, il n'en reste pas moins que cette information est difficilement interprétable pour les praticiens qui doivent prendre en charge le patient postérieurement au traitement radiothérapique. Or cette prise en charge est souvent corrélée à l'état général du patient postérieurement au traitement et aux doses reçues en cours de traitement. Or, les outils existants sont adaptés aux connaissances et aux besoins du radiothérapeute et pas aux besoins des praticiens ultérieurs (tels que le médecin généraliste le chirurgien-dentiste, le chirurgien oral par exemple). Il existe donc un besoin de fournir aux praticiens un ensemble de données synthétiques compréhensibles permettant de juger au mieux de l'état du patient préalablement à la mise en oeuvre d'un quelconque traitement. 3. Résumé de l'invention L'invention permet de tenir compte des problématiques évoquées préalablement et y répond au moins en partie en proposant un procédé d'obtention d'une structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues lors d'un traitement radiothérapique et facilement interprétable par un praticien non spécialisé en radiothérapie. Un tel procédé comprend : une étape d'obtention d'au moins une image tridimensionnelle représentative d'une région anatomique traitée ; une étape d'intégration, au sein de la dite image tridimensionnelle, d'une pluralité de données représentatives de doses de traitement radiothérapique reçues, en fonction d'un ensemble de données dosimétriques préalablement obtenues, délivrant une image tridimensionnelle intégrée ; une étape de seuillage de la dite image tridimensionnelle intégrée en fonction d'un ensemble de seuils, délivrant une image tridimensionnelle seuillée comprenant au moins un volume anatomique par seuil dudit ensemble de seuil ; une étape de génération de la dite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes à partir du dit au moins un volume anatomique de ladite image seuillée. Ainsi, la méthode proposée permet d'obtenir une information simplifiée qui peut être utilisée par la suite par des praticiens non spécialistes de la radiothérapie. Selon une caractéristique particulière, chaque seuil dudit ensemble de seuil est associé à une donnée colorimétrique. Ainsi, la compréhension d'une représentation ultérieure de la structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues est facilitée. Selon une caractéristique particulière, ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes est un fichier tridimensionnel au format DICOM. Selon une caractéristique particulière, ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes est un fichier bidimensionnel au format JPeg. L'invention se rapporte également à un dispositif d'obtention d'une structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues lors d'un traitement radiothérapique. Un tel dispositif comprend : des moyens d'obtention d'au moins une image tridimensionnelle représentative d'une région anatomique traitée ; des moyens d'intégration, au sein de ladite image tridimensionnelle, d'une pluralité de données représentatives de doses de traitement radiothérapique reçues, en fonction d'un ensemble de données dosimétriques préalablement obtenues, délivrant une image tridimensionnelle intégrée ; des moyens de seuillage de ladite image tridimensionnelle intégrée en fonction d'un ensemble de seuils, délivrant une image tridimensionnelle seuillée comprenant au moins un volume anatomique par seuil dudit ensemble de seuil ; des moyens de génération de ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes à partir dudit au moins un volume anatomique de ladite image seuillée. Selon une implémentation préférée, les différentes étapes des procédés selon l'invention sont mises en oeuvre par un ou plusieurs logiciels ou programmes d'ordinateur, comprenant des instructions logicielles destinées à être exécutées par un processeur de données d'un module relais selon l'invention et étant conçu pour commander l'exécution des différentes étapes des procédés. En conséquence, l'invention vise aussi un programme informatique, susceptible d'être exécuté par un ordinateur ou par un processeur de données, ce programme comportant des instructions pour commander l'exécution des étapes d'un procédé tel que mentionné ci-dessus. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un processeur de données, et comportant des instructions d'un programme tel que mentionnées ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc), un disque dur, un SSD, etc. D'autre part, le support d'information peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'information peut être un circuit intégré (type ASIC ou FPGA) dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Selon un mode de réalisation, l'invention est mise en oeuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme "module" peut correspondre dans ce document aussi bien à un composant logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et logiciels. Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Un tel composant logiciel est exécuté par un processeur de données d'une entité physique (terminal, serveur, passerelle, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (firmware), etc. 4. Figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 présente les principales étapes de la technique proposée ; la figure 2 présente un schéma de coupe d'une représentation finale des données contenues dans un fichier DICOM exporté ; Les figures 3a à 3c présentent différentes vues d'une représentation finale des données contenues dans un fichier DICOM exporté. La figure 4 représente schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit préalablement. 5. Description 5.1. Rappel Comme exposé préalablement, la technique proposée permet, à partir de données complexes, de construire une structure de données simplifiée comprenant des données seuillées en fonction de paramètres de seuils prédéterminées correspondant à des effets secondaires cliniques attendus, tel que publié dans la littérature. Cette structure de données peut être toute structure adaptée à une visualisation par un utilisateur par le biais d'un dispositif de visualisation adapté. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la structure de données est un fichier DICOM (de l'anglais pour « Digital imaging and communications in medicine »). Ce fichier DICOM comprend par exemple une représentation en trois dimensions d'une zone ou d'un organe traité par radiothérapie. Les données contenues dans le fichier DICOM ne sont cependant pas des données brutes : la quantité de données encodées dans le fichier DICOM est moindre que la quantité de données de départ (issues des images de planification et/ou des images de suivis des séances de radiothérapie). De manière complémentaire, des images fixes par exemple au format JPEG, peuvent aussi être créées à la place ou en sus du fichier au format DICOM. L'avantage de telles images est qu'elles peuvent être lues par des logiciels gratuits ce qui peut être avantageux du point de vue du chirurgien-dentiste. Il est possible ainsi de créer autant d'images que nécessaire. Cela évite au praticien qui reçoit ces informations de devoir disposer d'une visionneuse au format DICOM, qui peut être onéreuse. Ainsi, un dispositif conforme à la présente divulgation comprend, dans au moins un mode de réalisation, un module de création d'images au format JPEG ou PNG. De manière complémentaire, un tel module crée automatiquement un nombre prédéterminé d'images correspondant à un nombre prédéterminé de vues qui sont considérées comme intéressantes pour le praticien. Ainsi, d'une manière générale, la méthode proposée comprend : une étape d'obtention (100) d'au moins une image tridimensionnelle (i3D) représentative d'une région anatomique traitée ; une étape d'intégration (110), au sein de ladite image tridimensionnelle (i3D), d'une pluralité de données représentatives de doses de traitement radiothérapique reçues, en fonction d'un ensemble de données dosimétriques (EDD) préalablement obtenues, délivrant une image tridimensionnelle intégrée (i3Di) ; une étape de seuillage (120) de ladite image tridimensionnelle intégrée en fonction d'un ensemble de seuils (ES), délivrant une image tridimensionnelle seuillée (i3Ds) ; une étape de génération (130) de ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes à partir dudit au moins un volume anatomique. Ainsi, cette méthode permet de définir des volumes anatomiques qui ont reçu un certain seuil de radiations ionisantes. Plus particulièrement, dans un volume anatomique donné, une ou plusieurs zones peuvent être identifiées comme ayant reçues une dose équivalente à 10 Gy ou moins, une ou plusieurs zones peuvent être identifiées comme ayant reçues une dose comprise entre 10 Gy et 20 Gy, une ou plusieurs zones peuvent être identifiées comme ayant reçue une dose comprise entre 20 Gy et 30 Gy, etc. Les seuils sont définis en fonction des besoins et des éventuelles pathologies ou complications qui surviennent ou peuvent survenir, dans la zone anatomique, en fonction des quantités de radiations ionisantes reçues. De manière complémentaire, chaque seuil peut être associé à une donnée colorimétrique. Plus particulièrement, l'intensité de la donnée colorimétrique est fonction de la dose reçue dans la zone considérée. Ainsi, on permet au praticien non habitué aux données issues des radiothérapies d'appréhender de manière simple la quantité de radiations ionisantes reçues. 5.2. Description Bien que n'ayant pas la prévalence la plus forte, ni le taux de mortalité le plus élevé, les cancers touchant la sphère ORL ne sont généralement pas de bon pronostic car ils sont souvent dépistés tardivement et ils peuvent laisser des séquelles fonctionnelles importantes pour les patients. Il reste, en effet, certaines complications que les praticiens de diverses spécialités ont du mal à contrôler. Dans le cas de cancers de la tête et du cou, l'une des complications la plus grave d'un traitement par radiothérapie reste l'ostéoradionécrose des maxillaires (ORNM). Cette pathologie est principalement dose dépendante. Le risque est directement corrélé à la dose que reçoit le patient et à l'association à une chimiothérapie. Plus la dose de rayons est élevée, plus le risque augmente. A l'heure actuelle, la communauté scientifique s'accorde sur les risques que représentent certaines doses appliquées au patient. Les ORNM provoquées par un traumatisme muqueux sont les plus fréquentes. Dès lors, les thérapeutiques odontologiques à réaliser chez ces patients deviennent très délicates à mettre en place. D'autant plus, qu'avec les nouvelles technologies, et particulièrement la radiothérapie conformationnelle à modulation d'intensité (RCMI), il est plus complexe de connaître la dose réellement reçue par le patient en un point donné. Ceci, car la caractéristique essentielle de la RCMI est l'utilisation de multiples faisceaux se recoupant et offrant une distribution de doses variables dans une même zone anatomique. Suite à un traitement délivré par la technique RCMI, seule une représentation en 3 dimensions de la distribution de dose reçue au niveau des organes touchés peut permettre à un praticien de comprendre les risques de ORNM associés. Les inventeurs ont ainsi mis en oeuvre la technique préalablement présentée pour visualiser de manière simple la dose reçue au niveau de la mandibule, os dont la fréquence des ORNM est majorée. Ce calcul permet d'obtenir une visualisation, en deux ou trois dimensions de la mandibule et de déterminer quelles sont les zones de cet os qui ont été irradiées et à quel niveau. Cette technique permet d'améliorer la prise en charge et le confort de vie des patients à l'issue des thérapeutiques anti-carcinologiques. Ainsi, un praticien de la cavité orale (chirurgien- dentiste, chirurgien oral, ...) ayant accès à cette visualisation en 3 dimensions et seuillée de cette distribution de dose délivrée à la mandibule, peut adapter son plan de traitement et choisir de traiter ou non certaines dents en fonction des risques d'ORNM associés. Afin d'améliorer la prise en charge post radiothérapie des patients soignés pour des cancers orofaciaux, il était en effet nécessaire d'obtenir un nouvel outil thérapeutique permettant de connaitre les doses reçues au cours du traitement au niveau de l'os mandibulaire. Dans ce mode de réalisation, un module supplémentaire est associé au dispositif de dosimétrie afin qu'il puisse générer les données simplifiées préalablement présentées. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de dosimétrie met en oeuvre un logiciel de dosimétrie de base : Pinnacle3. Le module, dans ce mode de réalisation, se présente ainsi sous la forme d'un module logiciel. Les inventeurs y ont inclus une série d'algorithmes de traitement des données volumétriques. Après exploitation des données de Pinnacle3 par la mise en oeuvre de la méthode proposée, une dosimétrie topographique de la mandibule en trois dimensions est obtenue. Les informations qui en découlent ont une importance capitale dans le plan de traitement futur établi par le chirurgien-dentiste, informations qui, préalablement à la mise en oeuvre de la méthode de l'invention, ne sont pas disponibles. Plus particulièrement, la méthode mise en oeuvre comprend : une étape d'obtention d'au moins une image tridimensionnelle représentative d'une région anatomique traitée ; dans un mode de réalisation particulier, adapté à la présente problématique, cette zone anatomique est la mandibule ; une étape d'intégration, au sein de ladite image tridimensionnelle, d'une pluralité de données représentatives de doses reçues, en fonction d'un ensemble de données dosimétriques préalablement obtenues, délivrant une image tridimensionnelle intégrée ; une étape de seuillage de ladite image tridimensionnelle intégrée en fonction d'un ensemble de seuils comprenant quatre seuils : 10 Gy, 40 Gy, 60 Gy et 70 Gy; une étape de définition d'au moins un volume anatomique pour chacun des quatre seuils ; une étape de génération de trois structures de données représentative de quantités de radiations ionisantes (iSQR) à partir dudit au moins un volume anatomique de ladite image seuillée (i3Ds), sous la forme de trois fichiers Jpeg se rapportant à une vue spécifique en trois dimensions. Ainsi, la méthode décrite permet d'obtenir schématiquement une représentation telle que celle présentée en figure 2. Plus particulièrement, dans ce mode de réalisation, l'obtention des volumes anatomiques est effectuée de la manière suivante : quatre isodoses sont créées : les isodoses 10 Gy, 40 Gy, 60 Gy et 70 Gy. Une fois ces isodoses obtenues, on créé les volumes mandibulaires qu'elles recoupent. Pour ce faire, on définit le volume mandibulaire par "M" et chaque isodose par sa valeur soit "10, "40"," 60"et "70. On créé en premier lieu les volumes (M-10), (M-40), (M-60) et (M-70). On y retranche ensuite le volume M soit M-(M-10), M-(M-40), M-(M-60) et M-(M-70). Ces nouveaux volumes sont notés V10, V40, V60 et V70. A ce stade, une visualisation 3D de ces résultats entraine une superposition des volumes les uns sur les autres. La valeur la plus faible 10 Gy recouvre tous les autres volumes puisqu'une dose de 10Gy est également reçue par tous les autres volumes. La lecture est donc impossible. Par conséquent, il est nécessaire de définir un moyen de différencier les volumes les uns par rapport aux autres doit être défini. Pour ce faire, on applique une soustraction de volumes : cette soustraction de volume consiste à supprimer, de manière itérative les volumes dont la dose est la plus élevée aux volumes dont la dose est la moins élevée. L'ensemble des volumes aux isodoses les plus élevées est retranché au volume le plus faible. On applique ainsi le calcul V10- (V4O+V6O+V70) pour identifier le volume mandibulaire ayant reçu 10 Gy. On applique ce calcul pour les autres volumes soit V40-(V60+V70) pour 40 Gy et (V60-V70) pour 60 Gy. Le volume mandibulaire ayant reçu la dose de 70 Gy est le volume restant. Chaque volume ainsi défini se voit ensuite attribué une information colorimétrique particulière représentant l'isodose en question. Sur les figures 2 et 3a à 3c, les couleurs verte, bleue, orange et rouge sont attribuées pour indiquer au praticien non spécialiste les volumes présentant plus ou moins de risques pour une intervention ultérieure. Ainsi, le bleu est associé à 10 Gy, considéré comme risque nul. Le vert est associé à 40 Gy, considéré comme risque faible (6% de risque). La couleur orange est associée à 60 Gy, considéré comme risque élevé (20% de risque). Enfin, la couleur rouge est associée à 70 Gy considéré comme un risque majeur. À partir de ces volumes tridimensionnels, dans ce mode de réalisation, trois images en deux dimensions sont exportées (figures 3a à 3c). Elles sont sélectionnées afin d'apporter une vision adaptée au besoin, par exemple du chirurgien-dentiste. 5.3. Dispositif de mise en oeuvre On décrit, en relation avec la figure 4, un dispositif mis en oeuvre pour obtenir une structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues lors d'un traitement radiothérapique (iSQR), selon le procédé décrit préalablement. Par exemple, le dispositif comprend une mémoire 41 constituée d'une mémoire tampon, une unité de traitement 42, équipée par exemple d'un microprocesseur, et pilotée par le programme d'ordinateur 43, mettant en oeuvre un procédé d'obtention. À l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 43 sont par exemple chargées dans une mémoire avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 42. L'unité de traitement 42 reçoit en entrée une image tridimensionnelle (i3D) représentative d'une région anatomique traitée, d'un ensemble de données dosimétriques préalablement obtenues (EDD), un ensemble de seuils (ES). Le microprocesseur de l'unité de traitement 42 met en oeuvre les étapes du procédé selon les instructions du programme d'ordinateur 43 pour générer une représentation seuillée de la région anatomique. Pour cela, le dispositif comprend, outre la mémoire tampon 41, des moyens de communications, tels que des modules de communication réseau, des moyens de transmission de donnée et éventuellement un processeur de chiffrement. Ces moyens peuvent se présenter sous la forme d'un processeur particulier implémenté au sein du dispositif, ledit processeur étant un processeur sécurisé. Selon un mode de réalisation particulier, ce dispositif met en oeuvre une application particulière qui est en charge des calculs. Ces moyens se présentent également comme des interfaces de communications permettant d'échanger des données sur des réseaux de communication, des moyens d'interrogations et de mise à jour de base de données,...10 REVENDICATIONS1. Procédé d'obtention d'une structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues lors d'un traitement radiothérapique (iSQR), procédé caractérisé en ce qu'il comprend : une étape d'obtention (100) d'au moins une image tridimensionnelle (i3D) représentative d'une région anatomique traitée ; une étape d'intégration (110), au sein de ladite image tridimensionnelle (I3D), d'une pluralité de données représentatives de doses de traitement radiothérapique reçues, en fonction d'un ensemble de données dosimétriques préalablement obtenues (EDD), délivrant une image tridimensionnelle intégrée (I3Di) ; une étape de seuillage (120) de ladite image tridimensionnelle intégrée en fonction d'un ensemble de seuils, délivrant une image tridimensionnelle seuillée (i3Ds) comprenant au moins un volume anatomique par seuil dudit ensemble de seuil ; une étape de génération (130) de ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes (iSQR) à partir dudit au moins un volume anatomique de ladite image seuillée (i3Ds). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque seuil dudit ensemble de seuil est associé à une donnée colorimétrique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes est un fichier tridimensionnel au format DICOM. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes est un fichier bidimensionnel au format JPeg. 5. Dispositif d'obtention d'une structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes reçues lors d'un traitement radiothérapique (iSQR), dispositif caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens d'obtention d'au moins une image tridimensionnelle (i3D) représentative d'une région anatomique traitée ; des moyens d'intégration, au sein de ladite image tridimensionnelle (I3D), d'une pluralité de données représentatives de doses de traitement radiothérapique reçues, en fonction d'un ensemble de données dosimétriques préalablement obtenues (EDD), délivrant une image tridimensionnelle intégrée (I3Di) ; des moyens de seuillage de ladite image tridimensionnelle intégrée en fonction d'un ensemble de seuils, délivrant une image tridimensionnelle seuillée (i3Ds) comprenant au moins un volume anatomique par seuil dudit ensemble de seuil ; des moyens de génération de ladite structure de données représentative de quantités de radiations ionisantes (iSQR) à partir dudit au moins un volume anatomique de ladite image seuillée (i3Ds). 6. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution d'un procédé de création selon la revendication 1, lorsqu'il est exécuté par un processeur.