Brevet FR3136152A1 — publié le 20231208

DISPOSITIF POUR L’ASSISTANCE AU GUIDAGE POUR ACQUERIR UNE IMAGE ECHOGRAPHIQUE ET PROCEDE ASSOCIE L’invention concerne un dispositif (1) d’assistance au guidage pour l’acquisition d’images échographiques, configuré pour recevoir en temps réel des images échographiques (11) acquises par une sonde échographique connectée audit dispositif (1). L’invention concerne en outre un procédé associé. Figure pour l’abrégé : Fig.1 DISPOSITIF POUR L’ASSISTANCE AU GUIDAGE POUR ACQUERIR UNE IMAGE ECHOGRAPHIQUE ET PROCEDE ASSOCIE Domaine de l’invention La présente invention concerne un dispositif et un procédé permettant d’assister l’utilisateur dans l’acquisition d’images échographiques. État de la technique L’imagerie échographique, aussi connue sous le terme d’imagerie à ultrason, est une technique d’imagerie médicale utilisant des ondes hautes-fréquences pour visualiser une structure en deux dimensions à l’intérieur du corps d’un sujet vivant. Puisque les images échographiques sont prises en temps réel, ces images échographiques montrent le mouvement des organes internes dans le corps comme les mouvements du cœur lors de ces battements. Pour acquérir de telles images, une sonde échographique est placée directement sur la peau du sujet. Une fine couche de gel peut être appliquée sur la peau pour permettre aux ondes ultrasonores de traverser la peau depuis la sonde jusqu’à l’intérieur du corps du sujet. Les images échographiques sont produites à partir de la mesure de la réflexion des ondes ultrasonores sur les organes du sujet. L’amplitude des ondes réfléchies mesurées, et le temps de vol de cette onde fournissent l’information nécessaire pour reconstruire l’image échographique. Lors d’un examen échographique, l’opérateur doit savoir où placer la sonde et comment l’orienter pour obtenir l’image souhaitée. Généralement, les images souhaitées d’une échographie sont des images permettant de réaliser certaines mesures. Afin d’augmenter la capacité d’examen échographique, il a été pensé à soulager les médecins (généralistes, cardiologues, radiologues, …) ou les professionnels de santé de la prise d’images. Par exemple, les images de vues peuvent être prises par un opérateur qui enregistrera les images puis les transmettra au médecin qui n’aura alors plus qu’à les interpréter. Une telle organisation permet d’augmenter le nombre d’examens échographiques analysables d’un médecin. Cependant, il faut alors être certains que les images échographiques sont de qualité suffisante pour leur interprétation par un médecin. L’opérateur peut avoir des connaissances en échographie, mais lorsqu’il n’effectuera pas lui-même l’analyse des images, il existe un besoin d’un dispositif d’assistance à la prise de telles images échographiques. Cette acquisition peut s’avérer difficile pour un opérateur peu habitué. On connait des méthodes implémentées par logiciel pour guider l’opérateur à la prise d’images échographiques. Ces méthodes comprennent la détection de la position de la sonde via des capteurs de position et des accéléromètres. Le logiciel permet d’afficher à l’écran une flèche directionnelle indiquant à l'utilisateur vers où déplacer sa sonde pour améliorer la qualité de l’image échographique acquise. Un inconvénient de ces méthodes est qu’il reste difficile pour l’opérateur d’évaluer le chemin à réaliser pour obtenir une image échographique satisfaisante. Un autre inconvénient est que l’utilisateur peut difficilement anticiper le chemin et l’enchainement de gestes à réaliser avant d’obtenir une image échographique satisfaisante. Un autre inconvénient est que l’opérateur n’a pas d’idée, lorsqu’une flèche est affichée, si la distance à parcourir est faible ou importante. L’opérateur doit donc chercher à tâtons la bonne position de sonde. Un autre inconvénient est que le regard de l’examinateur reste focalisé sur la flèche et qu’il perd ainsi de vue l’image échographique qu’il est en train d’acquérir. Il existe donc un besoin d’un nouveau dispositif permettant de faciliter l’opérateur dans sa prise de vues échographiques. L’invention vise donc à fournir un dispositif et un procédé associé permettant à des opérateurs d’acquérir plus facilement et plus rapidement des séquences d’images échographiques de qualité suffisante. Selon un aspect, l’invention concerne un dispositif d’assistance au guidage pour l’acquisition d’images échographiques, notamment des images échographiques du cœur, configuré pour recevoir en temps réel des images échographiques (notamment du cœur) acquises par une sonde échographique connectée audit dispositif, et comprenant : un premier calculateur, associé à une première mémoire, pour mettre en œuvre un classifieur configuré pour classifier en temps réel les images échographiques reçues et associer à chaque image une classe pour générer un indicateur de qualité en fonction de ladite classe associée ; un afficheur pour, en temps réel, afficher les images échographiques reçues et pour afficher le dernier indicateur de qualité généré ; un second calculateur, associé à une seconde mémoire, et configuré pour exécuter les étapes suivantes : la détermination d’une position relative de la sonde échographique par rapport à une position cible de sonde prédéfinie, ladite position relative étant déterminée à partir des images échographiques reçues ; et la génération et l’affichage sur l’afficheur en temps réel d’un indicateur de position en fonction de la position relative déterminée. Un avantage est de permettre à l’utilisateur de visualiser l’écart entre la position de sa sonde et une position lui permettant d’acquérir une image échographique souhaitée. De plus un tel indicateur de position, généré en fonction de la position relative, permet à l’utilisateur à la fois d’estimer une distance à parcourir ainsi que la direction à emprunter avec un unique indicateur. L’utilisateur peut ainsi plus vite et plus facilement acquérir l’image échographique souhaitée. Selon un mode de réalisation, la première et la seconde sont une même mémoire. Ainsi, dans la présente demande, on désigne indifféremment une mémoire comme un dispositif physique pour stocker des données ou un espace mémoire disponible d’un dispositif physique. Selon un mode de réalisation, le premier calculateur et/ou le second calculateur est/sont compris localement dans le dispositif de l’invention. Selon un autre mode, le premier calculateur et/ou le second calculateur est/sont compris dans un équipement distant tel qu’un serveur de données. Dans ce dernier cas, le dispositif de l’invention s’entend comme un système comportant plusieurs équipements. Dans un mode de réalisation, le premier et le second calculateurs sont confondus ou implémentés dans le même dispositif de calcul. Dans un mode de réalisation, le classifieur est configuré pour classifier une image parmi une pluralité de classes, représentant chacune une vue particulière de l’organe, et au moins une classe représentant une vue de qualité insuffisante. L’avantage est de permettre de détecter aussi bien une vue particulière que des images qui ne seraient pas utilisables par le médecin pour établir un diagnostic. Dans un mode de réalisation, la au moins une classe représentant une vue de qualité insuffisante comprend au moins une classe d’images échographiques comprenant assez d’informations (par exemple de zones anatomiques visibles) pour permettre la détermination de la position relative de la sonde par rapport à une position cible ou une position de référence. Dans un mode de réalisation, le classifieur est mis en œuvre au moyen d’une fonction apprenante configurée à partir d’un apprentissage automatique supervisé. Dans un mode de réalisation, l’étape de détermination de la position relative de la sonde échographique par rapport à une position cible de la sonde prédéfinie à partir des images échographiques reçues est mise en œuvre au moyen d’une fonction apprenante configurée à partir d’un apprentissage automatisé supervisé. Dans un mode de réalisation, ladite étape de détermination est mise en œuvre au moyen d’un réseau de neurones entrainé par une série d’images échographiques, notamment du cœur, labélisées. L’avantage d’un tel classifieur est qu’il permet une classification fiable des images échographiques à partir d’un entrainement à partir d’images labélisées. Selon un exemple, le réseau de neurones est un réseau neuronal convolutif, dit CNN ou Convet. Selon un mode de réalisation, la configuration du réseau de neurones CNN peut comprendre : Des convolutions ou des couches de réseau de neurones comportant une pluralité de multiplications de matrices comportant des coefficients de pondération obtenus à partir d’un procédé d’apprentissage ; des opérations non-linéaires. Selon un mode de réalisation, la configuration du réseau de neurones CNN comprend en entrée(s) des images acquises ou reçues ou stockées dans une mémoire. Le réseau de neurones CNN peut comprendre dans ses premières couches des convolutions puis des couches de neurones entièrement connectées, dites « fully connected layers » à la fin du modèle. Dans ce dernier cas, ce sont des neurones connectés à tous les neurones de la couche précédente et connectés à tous ceux de la couche suivante. Les couches de convolutions peuvent comprendre un balayage d’une matrice d’entrée produisant une série de calculs matriciels. Les autres couches du réseau de neurones comprennent, elles, généralement des calculs matriciels sur la taille de la matrice d’entrée. Selon un exemple, chaque convolution comprend un produit de matrice entre une matrice d’entrées et une matrice de poids et la prise en compte d’un biais additionnel. L’application d’un traitement par couches successives au sein du réseau de neurones CNN comprend l’application d’une série de multiplications matricielles qui sont suivies d’une fonction non linéaire pour produire une sortie de ladite couche. La succession de ces opérations définit la profondeur du réseau de neurones. Selon un exemple de réalisation, le réseau de neurones est un perceptron multicouche, connu sous l’acronyme MLP et dans la terminologie anglo-saxonne par « multi-layers perceptron ». Selon un exemple, le réseau de neurones peut être un réseau équivalent au MLP. Dans un mode de réalisation, lesdits labels comportent des coordonnées spatiales relatives de position de la sonde par rapport à une position cible et/ou des informations d’orientations relatives de la sonde par rapport à des orientations cibles dans un repère orthonormé. Dans un mode de réalisation, la position cible de sonde prédéfinie est préenregistrée, préférentiellement dans la seconde mémoire. Dans un mode de réalisation, la position cible est associée à une classe d’images prédéfinie. Dans un mode de réalisation, l’indicateur de position affiché comprend un premier élément visuel et un repère cible ; la position dudit premier élément affiché sur l’afficheur par rapport au repère cible étant fonction de la position relative de la sonde déterminée. Dans un mode de réalisation, la position relative déterminée comprend au moins une information d’orientation relative de la sonde par rapport à une orientation cible par rapport à un axe prédéterminé d’un repère orthonormé ; et dans lequel l’orientation dudit premier élément visuel par rapport à l’orientation du repère cible est fonction de ladite information d’orientation relative. Un avantage est de permettre à l’utilisateur de visualiser sur un unique élément visuel l’écart de placement de la sonde et un écart d’orientation de la sonde pour acquérir une image échographique souhaitée. L’utilisateur peut ainsi plus vite et plus facilement acquérir l’image échographique souhaitée. Dans un mode de réalisation, la position relative déterminée atteint une valeur seuil prédéfinie, le premier élément visuel est confondu avec le repère cible. Dans un mode de réalisation, lorsque l’image acquise est classée dans la classe d’image prédéfinie, le premier élément visuel est confondu avec le repère cible. Dans un mode de réalisation, Dans un mode de réalisation, le repère cible est agencé sur l’image échographique affichée en temps réel. Un avantage est de permettre à l’utilisateur de visualiser à la fois l’image échographique acquise et l’indicateur de position au même endroit. Dans un mode de réalisation, le repère cible comprend les contours de l’image échographique affichée ; les dimensions du premier élément visuel étant similaires aux dimensions des contours de l’image échographique affichée. Dans un mode de réalisation, le repère cible comprend l’affichage d’une cible et dans lequel la position premier élément visuel par rapport au centre de la cible est fonction de la positon relative déterminée. Dans un mode de réalisation, l’indicateur de position comprend en outre une vue en 3 dimensions d’un organe ; le repère cible comprenant un premier plan cible traversant ledit organe affiché et le premier élément visuel comprenant un second plan traversant ledit organe affiché. Selon un autre aspect, l’invention concerne un système comprenant un dispositif selon l’invention et une sonde échographique. La sonde échographique est préférentiellement apte à être connectée audit dispositif de manière à transmettre les images échographiques acquises par la sonde au dispositif. Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé d’assistance au guidage pour l’acquisition d’images échographiques, notamment d’images échographiques du cœur. Ledit procédé est mis en œuvre par ordinateur. Ledit procédé comprend les étapes suivantes : la réception et l’affichage en continu d’images échographiques (11) depuis une sonde échographique ; la classification en temps réel des images échographiques reçues, et l’association à chaque image d’une classe ; la génération et l’affichage (300) d’un indicateur de qualité en fonction de ladite classe associée à l’image échographique classifiée ; la détection d’une position relative de la sonde échographique par rapport à une position cible de sonde prédéfinie à partir des images échographiques reçues ; et la génération et l’affichage sur l’afficheur en temps réel d’un indicateur de position en fonction de la position relative déterminée. Selon un autre aspect, l’invention concerne un dispositif comprenant des moyens logiciels et matériels pour exécuter le procédé selon l’invention. Les moyens matériels peuvent comprendre un afficheur, un récepteur, une sonde échographique, un ou plusieurs processeurs ou calculateurs associés à des mémoires, une ou plusieurs mémoires pour stocker les séquences d’images échographiques, et/ou un émetteur. Selon un autre aspect, l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le dispositif selon l’invention à exécuter les étapes du procédé selon l’invention. Selon un aspect, l’invention concerne un support lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon l’invention. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : : une vue schématique de l’image affichée par l’afficheur du dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention. : une vue schématique d’un dispositif selon un mode de réalisation de l’invention. : une vue schématique de l’image affichée par l’afficheur du dispositif selon un second mode de réalisation de l’invention. : une vue schématique de l’image affichée par l’afficheur du dispositif selon un troisième mode de réalisation de l’invention. : un logigramme représentant les différentes étapes d’un procédé selon un mode d’exécution de l’invention. Un dispositif (1) d’assistance au guidage pour l’acquisition d’images échographiques, configuré pour recevoir en temps réel des images échographiques (11) acquises par une sonde échographique (SECH) connectée audit dispositif (1), et comprenant : un premier calculateur, associé à une première mémoire, pour mettre en œuvre un classifieur (CLASS) configuré pour classifier en temps réel les images échographiques reçues (11) et associer à chaque image une classe (14) pour générer un indicateur de qualité (13) en fonction de ladite classe (14) associée ; un afficheur (AFF) pour, en temps réel, afficher les images échographiques reçues (11) et pour afficher le dernier indicateur de qualité (13) généré ; un second calculateur (CALC2), associé à une seconde mémoire, et configuré pour exécuter les étapes suivantes : la détermination d’une position relative de la sonde échographique (SECH) par rapport à une position cible de sonde prédéfinie ; ladite position relative étant déterminée à partir des images échographiques reçues (11) ; et la génération et l’affichage sur l’afficheur en temps réel d’un indicateur de position (12) en fonction de la position relative déterminée. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’indicateur de position (12) affiché comprend un premier élément visuel (31, 41, 51) et un repère cible (32, 42, 52) ; la position dudit premier élément affiché sur l’afficheur par rapport au repère cible étant fonction de la position relative de la sonde déterminée. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel la position relative déterminée comprend au moins une information d’orientation relative de la sonde (SECH) par rapport à une orientation cible par rapport à un axe prédéterminé d’un repère orthonormé ; et dans lequel l’orientation dudit premier élément visuel (31, 41, 51) par rapport à l’orientation du repère cible (32, 42, 52) est fonction de ladite information d’orientation relative. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel, lorsque la position relative déterminée atteint une valeur seuil prédéfinie, le premier élément visuel (31, 41, 51) est confondu avec le repère cible (32, 42, 52). Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel, lorsque l’image acquise est classée dans la classe d’image prédéfinie, le premier élément visuel (31, 41, 51) est confondu avec le repère cible (32, 42, 52). Dispositif selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel le repère cible (32) est agencé sur l’image échographique affichée (11) en temps réel. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le repère cible (32) comprend les contours de l’image échographique affichée (11) ; les dimensions du premier élément visuel (31) étant similaires aux dimensions des contours de l’image échographique affichée. Dispositif selon la revendication l’une des revendications 2 à 5, dans lequel le repère cible (42) comprend l’affichage d’une cible et dans lequel la position premier élément visuel (41) par rapport au centre de la cible est fonction de la position relative déterminée. Dispositif selon la revendication l’une des revendications 2 à 5, dans lequel l’indicateur de position (12) comprend en outre une vue en 3 dimensions d’un organe (53) ; le repère cible comprenant un premier plan cible (52) traversant ledit organe (53) affiché et le premier élément visuel comprenant un second plan (51) traversant ledit organe (53) affiché. Procédé (1000) d’assistance au guidage pour l’acquisition d’images échographiques mise en œuvre par ordinateur comprenant : la réception (100) et l’affichage en continu d’images échographiques (11) depuis une sonde échographique (SEC) ; la classification (200) en temps réel des images échographiques reçues (11), et l’association à chaque image d’une classe ; la génération et l’affichage (300) d’un indicateur de qualité (13) en fonction de ladite classe (14) associée à l’image échographique classifiée ; la détection d’une position relative de la sonde échographique par rapport à une position cible de sonde prédéfinie à partir des images échographiques reçues (11) ; et la génération et l’affichage (500) sur l’afficheur en temps réel d’un indicateur de position (12) en fonction de la position relative déterminée.