Brevet FR3122757A1 — publié le 20221111

L’invention concerne un procédé de traitement d’images médicales de tissus humains d’une zone du corps d’un patient et en particulier du sein au moyen d’un dispositif d’imagerie médicale micro-ondes, le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre dans une unité de traitement du dispositif d’imagerie médicale : identification d’au moins une région d’intérêt à partir d’au moins une image initiale micro-ondes d’une zone du corps d’un patient ; traitement de chaque région d’intérêt identifiée sur une image de manière à : déterminer au moins une première caractéristique de forme, de préférence la solidité de chaque région d’intérêt ; déterminer au moins une deuxième et troisième caractéristiques relatives à la texture de chaque région d’intérêt ; les première, deuxième et troisième caractéristiques étant des coordonnées caractérisant chaque région d’intérêt ; localisation dans un espace à au moins trois dimensions dont les dimensions sont respectivement au moins la première, la deuxième et la troisième caractéristique, de chaque région d’intérêt à partir de ses coordonnées, l’espace étant partitionné par une hypersurface de décision en deux sous-espaces continus et disjoints, un sous-espace tel qu’une région d’intérêt y étant localisée est associée à une lésion bénigne, un autre sous-espace tel qu’une région d’intérêt y étant localisée est associée à une lésion maligne. Figure pour l’abrégé : FIGURE 4a Procédé de traitement d’images médicales micro-ondes au moyen de descripteurs de forme 3D et de caractéristiques de texture afin de caractériser des lésions dans des tissus imagés. L’invention concerne le domaine de l’imagerie médicale utilisant les ondes électromagnétiques dans la bande des fréquences micro-ondes et concerne plus particulièrement l’imagerie médicale pour l’analyse de tissus ou d’organes humains perméables aux ondes électromagnétiques. Et l’invention trouve notamment application dans l’imagerie du sein et la détection des pathologies mammaires. ETAT DE LA TECHNIQUE Les techniques d’imagerie micro-ondes permettent d’imager des organes humains perméables aux ondes électromagnétiques et sont des techniques prometteuses dans le domaine de l’imagerie du sein et la détection de pathologies telle que les cancers du sein. L’imagerie micro-ondes met en œuvre des sondes d’émission configurées pour éclairer tout ou partie de l’organe à imager au moyen d’ondes électromagnétiques. Les ondes émises traversent la zone à imager et sont reçues par des sondes de réception. Les sondes peuvent, de manière complémentaire, être configurées pour émettre et recevoir simultanément. Les ondes reçues ont traversé la zone à imager en ayant subi des réflexions sur les obstacles rencontrés, aux endroits des contrastes diélectriques (par exemples une lésion cancéreuse située dans des tissus sains). L’ensemble des coefficients de transmission ainsi mesurés entre les sondes émettrices et les sondes réceptrices permettent de reconstruire une image micro-onde de la zone de l’organe dans laquelle peuvent être visibles des régions d’intérêt pouvant correspondre à des lésions. La qualité du traitement des images reconstruites est primordiale afin de garantir une détection des lésions qui soit la plus fiable possible. L’invention répond au besoin d’amélioration de la qualité du traitement des images micro-ondes. A cet effet, l’invention propose, selon un premier aspect, un procédé de traitement d’images médicales de tissus humains d’une zone du corps d’un patient et en particulier du sein au moyen d’un dispositif d’imagerie médicale micro-ondes, le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre dans une unité de traitement du dispositif d’imagerie médicale : identification d’au moins une région d’intérêt à partir d’au moins une image initiale micro-ondes d’une zone du corps d’un patient ; traitement de chaque région d’intérêt identifiée sur une image de manière à : déterminer au moins une première caractéristique de forme, de préférence la solidité de chaque région d’intérêt ; déterminer au moins une deuxième et troisième caractéristiques relatives à la texture de chaque région d’intérêt ; les première, deuxième et troisième caractéristiques étant des coordonnées caractérisant chaque région d’intérêt ; localisation dans un espace à au moins trois dimensions dont les dimensions sont respectivement au moins la première, la deuxième et la troisième caractéristique, de chaque région d’intérêt à partir de ses coordonnées, l’espace étant partitionné par une hypersurface de décision en deux sous-espaces continus et disjoints, un sous-espace tel qu’une région d’intérêt y étant localisée est associée à une lésion bénigne, un autre sous-espace tel qu’une région d’intérêt y étant localisée est associée à une lésion maligne. L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - le procédé comprend une détermination d’un score de classification pour chaque région d’intérêt, ledit score correspondant à une probabilité de malignité étant la probabilité a posteriori pour la région d’intérêt d’appartenir à la classe des lésions de type malignes ; - une région d’intérêt est associée à une lésion de type bénigne si la probabilité de malignité est inférieure ou égale à 50% et est associée à une lésion de type maligne si la probabilité de malignité est supérieure à 50% ; - la deuxième caractéristique est une mesure de la relation spatiale entre l’intensité des pixels de la région d’intérêt selon des directions spécifiques ; - la troisième caractéristique est une mesure de la relation spatiale entre l’intensité de trois groupes ou plus de pixels voisins de la région d’intérêt ; - une surface de décision est obtenue au moyen d’un classificateur bayésien naïf ou au moyen d’un classificateur d’analyse discriminante quadratique préalablement entrainés sur des régions d’intérêts d’entrainement ; - le procédé comprend une étape de traitement de chaque région d’intérêt de manière à affiner le contour de chaque région d’intérêt ; - le procédé comprend une étape d’obtention d’au moins une image initiale de la zone à imager et une étape de traitement morphologique de chaque image initiale afin d’identifier les régions d’intérêt ; - le procédé comprend une étape de validation des régions d’intérêts identifiées par évaluation de la persistance des régions d’intérêts sur plusieurs images morphologiques. L’invention propose selon un deuxième aspect un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention, lorsque ce procédé est exécuté par au moins un processeur. L’invention propose selon un troisième aspect un dispositif d’imagerie médicale comprenant une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre un procédé selon le premier aspect de l’invention. L’invention permet de séparer dans les images micro-ondes d’une zone de tissus les lésions de type bénignes des lésions de type malignes. Cette séparation est rendue possible par la combinaison de caractéristiques basées sur la forme et sur la texture avec application à l’imagerie micro-onde. L’invention est basée sur un nombre limité de caractéristiques incluant au moins un extracteur de forme (en particulier la solidité) et deux caractéristiques de texture (en particulier, la corrélation et l’agitation (en anglais, busyness)) appliqués à des régions d’intérêt identifiées sur les images micro-ondes. En outre, l’invention tire parti d’un espace de faible dimensionalité : un nombre limité de caractéristiques est extrait, de l’ordre de trois à cinq par exemple, en lien avec le nombre limité de données disponibles, mais aussi afin de mieux appréhender les phénomènes physiques sous-jacents. Compte tenu du faible nombre de caractéristiques, leur choix est crucial et la combinaison des différentes caractéristiques utilisées dans l’invention permet d’améliorer les traitements d’images. PRESENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la illustre schématiquement un système d’imagerie médicale à micro-ondes conforme à un mode de réalisation de l’invention ; - la illustre des étapes d’un procédé de traitement de régions d’intérêts d’images 3D micro-ondes selon l’invention ; - la , la , la , la , la illustrent des images 3D micro-ondes du sein sur lesquelles des régions d’intérêt sont identifiées et servent de données d’entrée au procédé de traitement selon l’invention ; - la , la , la et la illustrent des surfaces de décision représentées dans un espace 3D selon l’invention. Sur l’ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. Dispositif d’imagerie médicale comprenant une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre les étapes suivantes: - identification (E2) d’au moins une région d’intérêt à partir d’au moins une image initiale micro-ondes d’une zone du corps d’un patient - traitement (E4) de chaque région d’intérêt identifiée sur une image de manière à : - déterminer (E41) au moins une première caractéristique de forme, de préférence la solidité de chaque région d’intérêt ; - déterminer (E42, E43) au moins une deuxième et troisième caractéristiques relatives à la texture de chaque région d’intérêt ; les première, deuxième et troisième caractéristiques étant des coordonnées caractérisant chaque région d’intérêt ; - localisation (E5) dans un espace à au moins trois dimensions dont les dimensions sont respectivement au moins la première, la deuxième et la troisième caractéristique, de chaque région d’intérêt à partir de ses coordonnées, l’espace étant partitionné par une hypersurface de décision en deux sous-espaces continus et disjoints, un sous-espace tel qu’une région d’intérêt y étant localisée est associée à une lésion bénigne, un autre sous-espace tel qu’une région d’intérêt y étant localisée est associée à une lésion maligne. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une détermination d’un score de classification pour chaque région d’intérêt, ledit score correspondant à une probabilité de malignité étant la probabilité a posteriori pour la région d’intérêt d’appartenir à la classe des lésions de type malignes. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel une région d’intérêt est associée à une lésion de type bénigne si la probabilité de malignité est inférieure ou égale à 50% et est associée à une lésion de type maligne si la probabilité de malignité est supérieure à 50%. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième caractéristique est une mesure de la relation spatiale entre l’intensité des pixels de la région d’intérêt selon des directions spécifiques. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la troisième caractéristique est une mesure de la relation spatiale entre l’intensité de trois groupes ou plus de pixels voisins de la région d’intérêt. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une surface de décision est obtenue au moyen d’un classificateur bayésien naïf ou au moyen d’un classificateur d’analyse discriminante quadratique préalablement entrainés sur des régions d’intérêts d’entrainement. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de traitement est configurée pour mettre en œuvre une étape de traitement (E3) de chaque région d’intérêt de manière à affiner le contour de chaque région d’intérêt. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de traitement est configurée pour mettre en œuvre une étape d’obtention d’au moins une image initiale de la zone à imager (E1) et une étape de traitement morphologique de chaque image initiale afin d’identifier les régions d’intérêt (E22). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de traitement est configurée pour mettre en œuvre une étape de validation des régions d’intérêts identifiées (E23) par évaluation de la persistance des régions d’intérêts sur plusieurs images morphologiques.