Brevet FR3139651A1 — publié le 20240315

SYSTÈME ET PROCÉDÉ DE RECALAGE D’UN MODÈLE 3D VIRTUEL PAR AFFICHAGE EN SEMI-TRANSPARENCE L’invention concerne un procédé de recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible, dit modèle 3D, avec au moins une image dudit organe cible dans une scène obtenue par une caméra (12), comprenant notamment une étape de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à la scène, une étape de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur un dispositif (18) d’affichage, une étape de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante et une étape de calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport à la scène. Figure pour l’abrégé : figure 1 SYSTÈME ET PROCÉDÉ DE RECALAGE D’UN MODÈLE 3D VIRTUEL PAR AFFICHAGE EN SEMI-TRANSPARENCE Domaine technique de l’invention L’invention concerne un système et un procédé de recalage d’un modèle 3D sur une image optique. En particulier, l’invention concerne le recalage d’un modèle 3D virtuel d’un organe obtenu à partir d’une imagerie préopératoire à une image de l’organe obtenue par imagerie optique, notamment par imagerie endoscopique monoculaire ou stéréoscopique. L’invention est notamment utilisable dans un contexte d’imagerie cœlioscopique et robotique. Arrière-plan technologique Le recalage, couramment appelé « registration » ou « alignment » en anglais, est une opération permettant d’obtenir une correspondance de position et d’orientation d’un modèle 3D virtuel d’un objet à une image optique du même objet obtenue par une caméra. En particulier, l’objectif est de déterminer la transformation (changement de repère et déformation) qui doit être opérée pour que le modèle 3D de l’objet et l’image de l’objet ayant des systèmes de coordonnées distincts et des états distincts soient alignés. En pratique, la connaissance de cette transformation issue du recalage permet d’afficher, dans un contexte de réalité augmentée, le modèle 3D virtuel, issu de données précalculées, sur l’image obtenue par la caméra, représentant le monde réel. L’objectif est ensuite d’assurer le suivi ou le repérage de l’objet sur l’image pour y afficher le modèle 3D, après recalage. En particulier, les méthodes de recalage sont mises en œuvre dans le domaine médical et/ou chirurgical pour mettre en correspondance un modèle 3D dit préopératoire car obtenu en amont à partir d’une ou plusieurs techniques d’imagerie médicale (p. ex. radioscopie, ultrasons, IRM, TDM, etc.), avec une image réelle obtenue par une caméra optique, par exemple un endoscope. Les méthodes de recalage sont généralement divisées en deux catégories principales : les méthodes d’initialisation qui visent à fournir un recalage rapide et avec une précision relativement faible de manière à fournir une solution initiale au recalage, et les méthodes de raffinement qui permettent l’amélioration d’un recalage antérieur, le premier recalage étant typiquement obtenu par une méthode d’initialisation. Les méthodes de raffinement permettent également l’adaptation à une modification de la forme ou de la position de l’objet à suivre. Les méthodes d’initialisation présentent comme complexité l’absence d’idée précise sur la transformation à mettre en œuvre puisque c’est cette méthode qui doit fournir les premières transformations de recalage. Les méthodes d’initialisation connues peuvent être classées en deux catégories, les méthodes automatiques et les méthodes manuelles. Les méthodes automatiques utilisent par exemple des descripteurs et des indices visuels ou des correspondances automatiques pour calculer automatiquement le recalage. Ces méthodes ont des résultats variables, et dans un contexte médical et/ou chirurgical doivent être systématiquement validées ou corrigées par un opérateur. Ces méthodes automatiques sont en outre difficiles à mettre en œuvre lorsque le modèle 3D n’a pas de texture et est uniquement une forme car peu d’indices visuels sont disponibles, ce qui est généralement le cas pour le modèle 3D préopératoire. Les méthodes manuelles existantes peuvent être classées en plusieurs sous-catégories : les méthodes nécessitant une manipulation interactive du modèle 3D préopératoire, permettant grâce à l’usage d’une interface utilisateur d’appliquer les transformations au modèle 3D jusqu’à l’alignement avec l’objet apparaissant sur l’image de la caméra ; les méthodes nécessitant la sélection interactive de correspondances de points, courbes ou aires connus sur l’image de l’objet obtenu par la caméra et sur le modèle 3D. Ces méthodes présentent plusieurs inconvénients. Les méthodes nécessitant une manipulation du modèle nécessitent d’agir sur une rotation, position et éventuellement échelle du modèle 3D, ce qui peut être très complexe même pour une personne expérimentée : certains objets présentent plusieurs axes de symétries qui compliquent l’opération, la détermination de la bonne correspondance entre échelle et profondeur peut être complexe, l’objet peut n’être visible que partiellement, etc. Les méthodes à points de correspondance peuvent être difficiles à mettre en œuvre si lesdits points de correspondance sont difficilement identifiables, si les couleurs de l’objet vu sur l’image et le modèle 3D sont différentes, etc. En outre, dans un contexte médical ou chirurgical, ces méthodes nécessitent une intervention de l’opérateur sur un dispositif informatique externe qui peut présenter des problèmes d’hygiène ou de stérilisation. Cette intervention entraîne également une déconcentration de l’opérateur, qui doit reporter son attention du patient vers le dispositif externe. Les inventeurs ont ainsi cherché à fournir une méthode de recalage pour l’initialisation permettant de simplifier l’interaction de l’opérateur et limiter les risques d’erreurs d’initialisation courantes dans les méthodes existantes. La méthode de recalage proposée formerait une nouvelle sous-catégorie de méthodes manuelles. Objectifs de l’invention L’invention vise à fournir un système et un procédé de recalage d’un modèle 3D d’un organe cible sur au moins une image dudit organe obtenue par une caméra. L’invention vise à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un système et un procédé de recalage permettant de simplifier l’initialisation du recalage tout en présentant un résultat robuste. L’invention vise à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un système et un procédé de recalage pouvant être utilisés pour le recalage d’un modèle 3D sur une image obtenue par un endoscope. L’invention vise à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un système et un procédé de recalage ne nécessitant pas d’intervention sur un dispositif informatique externe à l’intervention médicale et/ou chirurgicale. Pour ce faire, l’invention concerne un procédé de recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible, dit modèle 3D, avec au moins une image dudit organe cible dans une scène obtenue par une caméra, comprenant : une étape de réception du modèle 3D de l’organe cible, une étape de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation de référence de la caméra par rapport à la scène, une étape de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédites, une étape d’affichage d’au moins une image courante de la caméra sur un dispositif d’affichage, une étape de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra, une étape de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, une étape de calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence. Un procédé de recalage selon l’invention permet donc de faciliter l’initialisation du recalage en proposant une solution permettant d’afficher en semi-transparence une projection du modèle 3D virtuel par rapport à une position et une orientation prédites et de référence prédéfinies, de sorte à ce que l’utilisateur manipule la caméra jusqu’à ce que la projection du modèle 3D soit alignée avec l’organe ciblé. L’opérateur peut ensuite indiquer que l’alignement est fait par une interaction avec un moyen de validation, par exemple une interface physique de validation ou une interface graphique de validation. Ces actions permettent à l’utilisateur de se concentrer sur la visualisation de l’image affichée et la gestion de la caméra tout en restant focalisé sur le monde réel, le patient, sans devoir manipuler un modèle 3D virtuel sur un système externe. L’interface physique de validation est par exemple un bouton actionné à la main ou une pédale actionnée au pied par l’opérateur. Selon une autre variante de l’invention, le moyen de validation comprend un module de validation automatique permettant de tester automatiquement l’alignement de la projection du modèle 3D avec l’organe ciblé, et permettant de suggérer à un utilisateur que l’alignement est correct et/ou envoyer la commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante. La commande indiquant l’alignement permet le calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence à partir de la position de la caméra pour l’image courante lorsque la commande indiquant l’alignement est reçue. Le couple formé par la position et l’orientation d’un objet ou d’un modèle 3D est couramment appelé la pose de cet objet. Dans les techniques de recalage classique, l'opérateur interagit avec le modèle virtuel pour qu’il corresponde avec le monde réel, alors que dans l’invention, l’opérateur interagit avec le monde réel pour le faire correspondre avec le virtuel. L’opération peut être réalisée sans interaction directe avec un matériel non utilisé en routine médicale et/ou chirurgicale et donc très naturellement par l’opérateur. Le procédé est en outre particulièrement adapté lorsque l’organe cible tel que visible sur l’image courante et le modèle 3D de l’organe cible ont des états distincts, c’est-à-dire qu’ils présentent des formes différentes, en particulier car une déformation s’applique au modèle ou à l’organe cible tel que visible sur l’image courante. Le procédé de recalage fonctionne pour calculer la pose même en présence de déformations contrairement à la plupart des procédés de l’art antérieur. La position et l’orientation prédites sont liées à une connaissance préalable de la scène et de la position et l’orientation de référence de la caméra par rapport à l’organe cible. La position et l’orientation prédites peuvent ainsi être calculées ou précalculées, manuellement ou automatiquement, et restent fixes pendant la suite du procédé de recalage. Par exemple, dans le contexte d’une cœlioscopie, l’endoscope est agencé à une position et une orientation standards relativement identique à chaque cœlioscopie et la position du modèle 3D peut ainsi être ajustée en fonction de cette position et cette orientation standards. Plusieurs couples de position et d’orientation de référence peuvent être précalculées afin de s’adapter à plusieurs configurations possibles. Par exemple, l’endoscope peut être agencé à différents points d’entrée selon le type d’intervention, l’organe cible et l’éventuelle pathologie à traiter. Le repère de référence est par exemple un repère de la caméra, ce qui permet de définir facilement une transformation fixe du modèle 3D pour obtenir la projection du modèle 3D fixe dans l’image courante. D’autres repères peuvent être utilisés si la transformation de ce repère vers le modèle caméra est connue ou calculable. L’image courante peut être une image 2D ou une image stéréoscopique selon les variantes de l’invention. Dans le cadre d’une procédure médicale ou chirurgicale, les étapes de réception du modèle 3D de l’organe cible, de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible et de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D peuvent avantageusement être réalisées de façon « préopératoire », c’est-à-dire en amont de la procédure de capture d’image. Les étapes d’affichage d’au moins une image courante, de superposition d’une projection en semi-transparence du modèle 3D, de réception d’une commande et de calcul de la position et l’orientation de l’organe cible sont avantageusement réalisées en parallèle de la procédure de capture d’image, de façon « peropératoire ». Avantageusement et selon l’invention, le procédé comprend une étape de définition d’un repère canonique du modèle 3D de l’organe, ledit repère canonique étant défini par une origine et trois axes, et en ce que l’étape de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible permet de définir une transformation du modèle 3D de l’organe entre le repère canonique et le repère de référence. Selon cet aspect de l’invention, la transformation du repère canonique au repère de référence permet de définir la position et l’orientation du modèle 3D dans le repère de référence qui sera affiché dans l’image courante en fonction de la position et de l’orientation prédites. Cette étape peut être réalisée en amont, c’est-à-dire en étape préopératoire, avant la capture d’images de l’organe cible par la caméra. Avantageusement et selon l’invention, l’organe cible est un utérus comprenant notamment un fond utérin, une paroi utérine antérieure et un col, et le repère canonique est défini par une origine formant le centre de masse d’une partie distale de l’utérus, un premier axe gauche-droite de l’utérus, un deuxième axe reliant un centre de masse du fond utérin et un centre de masse du col de l’utérus et un troisième axe produit scalaire du premier axe et du deuxième axe. Selon cet aspect de l’invention, le procédé de recalage est particulièrement adapté à au recalage d’un modèle 3D d’un utérus sur une image courante d’un utérus comme organe cible. La forme particulière de l’utérus permet la définition d’un repère canonique adapté à la mise en œuvre du procédé de recalage. Avantageusement et selon l’invention, l’étape de définition du repère canonique comprend : une sous-étape de calcul d’un axe principal de la partie médiale du fond utérin, dit axe de fond utérin, une sous-étape de calcul d’un axe principal de la partie médiale de la paroi utérine antérieure, dit axe de paroi antérieure, une sous-étape de calcul de l’axe gauche-droite de l’utérus par produit vectoriel de l’axe de fond utérin par l’axe de paroi antérieure, une sous-étape de calcul du centre de masse du fond utérin, une sous-étape de calcul du centre de masse du col de l’utérus, une sous-étape de calcul d’un plan définit par le plan dont chaque point est à égale distance du centre de masse du fond utérin et du centre de masse du col de l’utérus, une sous-étape de détermination de deux parties de l’utérus, délimitées par le plan, une partie distale comprenant le fond utérin et la paroi antérieure et une partie proximale reliée au col, une sous-étape de calcul du centre de masse de la partie distale. Selon d’autres variantes de l’invention, l’organe cible peut être un autre organe que l’utérus et le repère canonique est déterminé en fonction de la forme générale de cet organe cible. Par exemple, l’organe cible peut être un foie (dont le modèle 3D virtuel est obtenu généralement par imagerie TDM) ou un rein (dont le modèle 3D virtuel est obtenu généralement par imagerie IRM et/ou TDM), ou bien d’autres organes. Lorsque l’organe cible est un foie ou un rein, le repère canonique peut être définie par un centre de masse formant l’origine et par des axes fixés selon les axes principaux du modèle 3D obtenus par exemple par analyse en composantes principales des sommets du maillage, un premier axe s’étendant selon l’axe principal de plus grande longueur et étant positionné parallèlement au plan image de la caméra, horizontal ou vertical selon l’organe considéré, un deuxième axe s’étendant selon l’axe principal de plus petite longueur et étant orienté vers la caméra et un troisième axe étant produit scalaire du premier axe et du deuxième axe. Avantageusement et selon l’invention, le procédé comprend une étape de pré-calcul de la projection du modèle 3D à partir du modèle 3D et de la position et l’orientation prédites, en amont de l’étape de superposition de ladite projection à au moins une image courante de la caméra Selon cet aspect de l’invention, la projection du modèle 3D permet d’obtenir une image simple en deux dimensions pouvant être facilement combinée avec l’image courante pour créer l’effet de semi-transparence. La projection peut être complète mais peut aussi consister en une silhouette ou un contour entier ou partiel de l’organe cible. Avantageusement et selon l’invention, le procédé comprend une étape de réception d’un modèle 3D généré à partir d’images captées par la caméra, dit modèle 3D peropératoire, et ce qu’il comprend une étape de calcul de translation et de facteur d’échelle entre le modèle 3D de l’organe cible et le modèle 3D peropératoire, comprenant : une sous-étape d’expression du modèle 3D de l’organe cible et du modèle 3D peropératoire dans un repère commun en fonction de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence, une sous-étape de sélection d’un point origine dans le repère commun, une sous-étape de génération d’au moins un rayon partant du point d’origine et s’étendant dans la direction de l’axe optique de la caméra, une sous-étape de calcul de la distance entre l’origine et l’intersection de chaque rayon avec le modèle 3D de l’organe virtuel, une sous-étape de calcul de la distance entre l’origine et l’intersection de chaque rayon avec le modèle 3D peropératoire, une sous-étape de calcul de la translation et du facteur d’échelle à partir de chaque distance entre l’origine et l’intersection d’un rayon avec le modèle 3D de l’organe virtuel et chaque distance entre l’origine et l’intersection dudit rayon avec le modèle 3D peropératoire. Selon cet aspect de l’invention, le calcul de translation et de facteur d’échelle permet de s’assurer du recalage du modèle 3D de l’organe cible, dit modèle 3D préopératoire, avec l’organe cible tel que modélisé dans le modèle de la scène obtenu par la caméra, dit modèle 3D peropératoire. En particulier, ces étapes sont pertinentes si une différence d’échelle existe entre le modèle 3D préopératoire et le modèle 3D peropératoire. En effet, le calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courant permet d’obtenir le recalage du modèle 3D sur ladite image mais ne garantit pas le recalage du modèle 3D préopératoire avec l’organe cible dans le modèle 3D peropératoire du fait de la connaissance partielle de la profondeur et de l’éloignement sur la base d’une seule image. Les étapes du calcul de translation et de facteur d’échelle permettent le recalage complet du modèle 3D préopératoire avec le modèle 3D peropératoire par la mise en correspondance des repères associés à chaque modèle, notamment en permettant d’utiliser un repère métrique pour chaque modèle permettant de connaître les dimensions de chaque objet de chaque modèle 3D. L’utilisation de plusieurs rayons et les distances associées permettent d’accentuer la précision du calcul, par exemple en utilisant la médiane ou la moyenne des distances calculées. Avantageusement et selon l’invention, le procédé comprend l’acquisition de plusieurs images et une étape de sélection parmi les images d’une image de qualité supérieure aux autres images pour le recalage du modèle 3D Selon cet aspect de l’invention, l’acquisition de plusieurs images, par exemple via l’acquisition d’un court extrait vidéo, permet de garantir l’acquisition d’au moins une image de qualité suffisante pouvant être utilisée comme image clé pour la génération du modèle 3D peropératoire, et le suivi du modèle 3D de l’organe cible par rapport à ce modèle 3D peropératoire. L’invention concerne également un système de recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible avec une image dudit organe cible, comprenant : une caméra, configurée pour capter ladite image, un dispositif d’affichage configuré pour afficher ladite image, un moyen de validation, configuré pour fournir une commande indiquant un alignement entre une projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible, une unité de traitement, l’unité de traitement comprenant : un module de réception du modèle 3D de l’organe cible, un module de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation de référence de la caméra par rapport à la scène, un module de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédite, une étape d’affichage d’au moins une image courante de la caméra sur un dispositif d’affichage, un module de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra, un module de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, un module de calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence. Un système de recalage selon l’invention permet l’affichage de la projection du modèle 3D sur au moins une image courante et la réception de la commande indiquant l’alignement de la projection du modèle 3D avec l’organe cible sur l’image courante. L’information relative à l’alignement de la projection du modèle 3D avec l’organe cible sur l’image courante permet le calcul de la position de l’organe cible dans l’image courante et ainsi le recalage du modèle 3D de l’organe cible avec son image dans l’image courante et dans les images futures captées par la caméra. Un module peut par exemple consister en un dispositif informatique tel qu’un ordinateur, d’un ensemble de dispositifs informatiques, d’un composant électronique ou d’un ensemble de composants électroniques, ou par exemple d’un programme informatique, d’un ensemble de programmes informatiques, d’une librairie d’un programme informatique ou d’une fonction d’un programme informatique exécuté par un dispositif informatique tel qu’un ordinateur, un ensemble de dispositifs informatiques, un composant électronique ou un ensemble de composants électroniques. Le moyen de validation peut de préférence être une interface physique de validation avec l’opérateur et peut par exemple comprendre un bouton physique, un levier, une pédale destinée à être actionnée par un pied d’un opérateur, etc. La pédale permet l’interaction par l’opérateur sans utiliser ses mains. Le moyen de validation peut également être une interface graphique de validation. Le moyen de validation peut également être sans contact physique, par exemple avec un capteur permettant de détecter un geste de l’opérateur ou de détecter une commande sonore. Enfin, le moyen de validation peut également être automatique, en particulier peut comprendre un module de validation permettant un traitement automatique des images et une détection automatique de l’alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, de façon à suggérer à l’utilisateur que l’alignement est fait ou à envoyer directement la commande indiquant un tel alignement. Avantageusement, le système de recalage selon l’invention est configuré pour mettre en œuvre le procédé de recalage selon l’invention. Avantageusement et selon l’invention, le procédé de recalage selon l’invention est configuré pour être mis en œuvre par un système de recalage selon l’invention. L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur pour le recalage programme d’ordinateur pour le recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible, dit modèle 3D, avec au moins une image dudit organe cible dans une scène obtenue par une caméra, ledit produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution, lorsque ledit produit programme d’ordinateur est exécuté sur un ordinateur, des étapes suivantes : une étape de réception du modèle 3D de l’organe cible, une étape de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation de référence de la caméra par rapport à la scène, une étape de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédites, une étape d’affichage d’au moins une image courante de la caméra sur un dispositif d’affichage, une étape de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra, une étape de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, une étape de calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence. Avantageusement et selon l’invention, le produit programme d’ordinateur de recalage selon l’invention comprend des instructions de code de programme pour l’exécution, lorsque ledit produit programme d’ordinateur est exécuté sur un ordinateur, des étapes du procédé de recalage selon l’invention. Avantageusement et selon l’invention, le procédé de recalage selon l’invention est configuré pour être mis en œuvre par un produit programme d’ordinateur de recalage selon l’invention. L’invention concerne également un système de recalage, un procédé de recalage, et un produit programme d’ordinateur de recalage caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. Liste des figures D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : est une vue schématique d’un système 10 de recalage selon un mode de réalisation de l’invention, intégré dans un système d’imagerie cœlioscopique, dans une première configuration. est une vue schématique d’un système 10 de recalage selon un mode de réalisation de l’invention, intégré dans un système d’imagerie cœlioscopique, dans une deuxième configuration. est une vue schématique d’un procédé de recalage selon un mode de réalisation de l’invention. est une vue schématique d’un utérus formant un organe cible d’un procédé de recalage selon un mode de réalisation de l’invention. Description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d’illustration et de clarté. En outre, les éléments identiques, similaires ou analogues sont désignés par les mêmes références dans toutes les figures. Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un système 10 de recalage selon un mode de réalisation de l’invention, intégré dans un système d’imagerie cœlioscopique. L’objectif du système d’imagerie est de permettre d’acquérir et diffuser des images prises dans une cavité 50 du corps du patient, ici une cavité de l’abdomen d’un patient (ou cavité 50 abdominale), notamment dans le cadre d’une procédure cœlioscopique, par exemple une chirurgie cœlioscopique. L’opération de chirurgie cœlioscopique peut par exemple être destinée à l’intervention sur un organe 52 cible. Le système d’imagerie cœlioscopique comprend un système 10 de recalage selon un mode de réalisation de l’invention, recevant des images fournies par exemple par une caméra de type endoscope 12 configuré pour acquérir des images de la cavité 50 abdominale du patient. L’endoscope utilisé dans le cadre d’une opération cœlioscopique est couramment appelé cœlioscope ou laparoscope. Le système de recalage comprend plusieurs modules permettant de mettre en œuvre un procédé selon l’invention, réunis ici dans une unité 16 de traitement. L’unité 16 de traitement est par exemple un ordinateur ou une carte électronique comprenant un processeur, par exemple un processeur dédié au traitement d’images du procédé selon l’invention ou bien un processeur généraliste configuré pour, parmi plusieurs fonctions, exécuter notamment des instructions de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention. Les images acquises de l’endoscope 12 sont affichées sur un dispositif d’affichage tel qu’un écran 18 de visualisation du système de recalage destiné à un opérateur. Les images acquises peuvent être augmentées, c’est-à-dire comprendre des informations supplémentaires ajoutés par le système d’imagerie cœlioscopique, qui peuvent provenir système de recalage ou d’autres dispositifs. Pour permettre un suivi précis de ces informations supplémentaires sur l’image affichée, le système 10 de recalage est configuré pour déterminer la position et l’orientation de l’organe 52 cible dans un repère de référence de la scène afin de permettre l’affichage des informations supplémentaires en fonction de la position et l’orientation de l’organe 52 cible. En particulier, un objectif est d’afficher un modèle 3D de l’organe cible sur l’image de l’organe 52 cible, ce qui nécessite le recalage du modèle 3D avec l’image de l’organe 52 cible. Pour ce faire, le système 10 de recalage met en œuvre un procédé de recalage tel que représenté sur la . Le procédé 100 de recalage comprend : une étape 110 de réception du modèle 3D de l’organe cible par l’unité 16 de traitement, par exemple fourni par un dispositif informatique externe et ayant été obtenu par imagerie médicale, en particulier de type imagerie par résonance magnétique (IRM). une étape 112 de prédiction, par l’unité 16 de traitement, d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation prédites de la caméra par rapport à la scène, une étape 114 de simulation, par l’unité 16 de traitement, d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédites. Ces étapes peuvent être réalisée en amont de la procédure médicale et/ou chirurgicale. Le procédé 100 de recalage comprend également les étapes suivantes, de préférence mise en œuvre pendant la procédure médicale et/ou chirurgicale : une étape 116 d’affichage d’au moins une image courante de la caméra 12 sur le dispositif 18 d’affichage, une étape 118 de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection 20 en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif 18 d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra 12. Dans les figures 1 et 2, la projection 20 en semi-transparence est représentée en traits pointillées et est fixe par rapport à l’image. Le procédé 100 de recalage peut comprendre, en amont de l’étape 118 de superposition et de préférence en phase préopératoire, une étape 128 de pré-calcul de la projection du modèle 3D à partir du modèle 3D et de la position et de l’orientation prédites. Cette phase permet de préparer la projection du modèle 3D qui sera affichée sur le dispositif 18 d’affichage. Suite à cette étape 118 de superposition, l’opérateur en charge de la manipulation de la caméra peut tenter d’aligner l’image 22 de l’organe cible sur l’image courante avec la projection 20 en semi-transparence. La représente une première position où la projection 20 en semi-transparence et l’image 22 de l’organe cible ne sont pas alignés et la représente une deuxième position où la projection 20 en semi-transparence et l’image 22 de l’organe cible sont alignés. Lorsque les images sont alignées selon l’opérateur, celui-ci peut actionner un moyen de validation, en particulier une interface 24 physique de validation, par exemple comprenant une pédale actionnée par le pied, afin d’envoyer une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image 22 de l’organe cible sur l’image courante. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le moyen de validation peut également être sans contact physique, par exemple avec un capteur permettant de détecter un geste de l’opérateur ou de détecter une commande sonore. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le moyen de validation peut également être automatique, en particulier peut comprendre un module de validation permettant un traitement automatique des images et une détection automatique de l’alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, de façon à suggérer à l’utilisateur que l’alignement est fait ou à envoyer directement la commande indiquant un tel alignement. Le procédé 100 de recalage comprend ensuite : une étape 120 de réception de la commande indiquant l’alignement entre la projection 20 en semi-transparence du modèle 3D et l’image 22 de l’organe cible sur l’image courante, une étape 122 de calcul de la position et l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence. Le calcul est réalisé à partir de l’image courante lors de la réception de la commande indiquant l’alignement entre la projection 20 et l’image 22 de l’organe cible. Le procédé 100 de recalage comprend également une étape 124 de définition d’un repère canonique du modèle 3D de l’organe, ledit repère canonique étant défini par une origine et trois axes, de préférence effectuée dans la phase préopératoire, et l’étape 112 de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible permet de définir une transformation du modèle 3D de l’organe entre le repère canonique et le repère de référence. Comme visible sur la représentant schématiquement un utérus 200 en coupe transversale a) et longitudinale b), lorsque l’organe cible est un utérus 200 comprenant notamment un fond 210 utérin ou fundus , une paroi 212 utérine antérieure et un col 214, le repère canonique est défini par une origine G U formant le centre de masse d’une partie distale de l’utérus, un premier axe U gauche-droite de l’utérus, un deuxième axe Y reliant un centre G F de masse du fond utérin et un centre G C du col de l’utérus et un troisième axe produit scalaire du premier axe et du deuxième axe. En particulier, l’étape 124 de définition du repère canonique pour un utérus 200 comprend : une sous-étape de calcul d’un axe principal de la partie médiale du fond 210 utérin, dit axe N F de fond utérin, une sous-étape de calcul d’un axe principal de la partie médiale de la paroi 212 utérine antérieure, dit axe N W de paroi antérieure, une sous-étape de calcul de l’axe gauche-droite de l’utérus (non représenté) par produit vectoriel de l’axe N F de fond utérin par l’axe N W de paroi antérieure, une sous-étape de calcul du centre G F de masse du fond utérin, une sous-étape de calcul du centre G C de masse du col de l’utérus, une sous-étape de calcul d’un plan P définit par le plan dont chaque point est à égale distance du centre G F de masse du fond utérin et du centre G C de masse du col de l’utérus, une sous-étape de détermination de deux parties de l’utérus, délimitées par le plan P, une partie 216a distale comprenant le fond utérin et la paroi antérieure et une partie 216b proximale reliée au col, une sous-étape de calcul du centre G U de masse de la partie distale. Suite à ces sous-étapes, l’origine et les axes nécessaires à la définition du repère canonique sont connus. Le procédé 100 de recalage peut également comprendre une étape 126 de réception d’un modèle 3D généré à partir d’images captées par la caméra, dit modèle 3D peropératoire, et une étape de calcul de translation et de facteur d’échelle entre le modèle 3D de l’organe cible et le modèle 3D peropératoire, comprenant : une sous-étape d’expression du modèle 3D de l’organe cible et du modèle 3D peropératoire dans un repère commun en fonction de la position et l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence, une sous-étape de sélection d’un point origine dans le repère commun, une sous-étape de génération d’au moins un rayon partant du point d’origine et s’étendant dans la direction de l’axe optique de la caméra, une sous-étape de calcul de la distance entre l’origine et l’intersection de chaque rayon avec le modèle 3D de l’organe virtuel, une sous-étape de calcul de la distance entre l’origine et l’intersection de chaque rayon avec le modèle 3D peropératoire, une sous-étape de calcul de la translation et du facteur d’échelle à partir de chaque distance entre l’origine et l’intersection d’un rayon avec le modèle 3D de l’organe virtuel et chaque distance entre l’origine et l’intersection dudit rayon avec le modèle 3D peropératoire. L’endoscope 12 peut être configuré pour l’acquisition de plusieurs images et le procédé 100 de recalage peut également comprendre une étape de sélection parmi les images d’une image de qualité supérieure aux autres images pour le recalage du modèle 3D. L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. Le système de recalage peut être intégré dans différents types d’imageries, en particulier d’autres types d’imageries médicales, en particulier lorsqu’une position et une orientation de l’organe cible par rapport à la caméra peuvent être prédites. En outre, l’organe cible peut être différent : dans un contexte cœlioscopique, d’autres organes de l’abdomen pouvant faire l’objet d’opération par cœlioscopie peuvent être des organes cibles, par exemple un foie ou un rein. Procédé de recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible, dit modèle 3D, avec au moins une image dudit organe cible dans une scène obtenue par une caméra, comprenant : une étape (110) de réception du modèle 3D de l’organe cible, une étape (112) de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation de référence de la caméra par rapport à la scène, une étape (114) de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédites, une étape (116) d’affichage d’au moins une image courante de la caméra sur un dispositif d’affichage, une étape (118) de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra, une étape (120) de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, une étape (122) de calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence. Procédé de recalage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (124) de définition d’un repère canonique du modèle 3D de l’organe, ledit repère canonique étant défini par une origine et trois axes, et en ce que l’étape de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible permet de définir une transformation du modèle 3D de l’organe entre le repère canonique et le repère de référence. Procédé de recalage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’organe cible est un utérus (200) comprenant notamment un fond (210) utérin, une paroi (21) utérine antérieure et un col (214), et le repère canonique est défini par une origine formant le centre de masse d’une partie distale de l’utérus, un premier axe gauche-droite de l’utérus, un deuxième axe reliant un centre de masse du fond utérin et un centre de masse du col de l’utérus et un troisième axe produit scalaire du premier axe et du deuxième axe. Procédé de recalage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’étape (124) de définition du repère canonique comprend : une sous-étape de calcul d’un axe principal de la partie médiale du fond (210) utérin, dit axe (N F ) de fond utérin, une sous-étape de calcul d’un axe principal de la partie médiale de la paroi (212) utérine antérieure, dit axe (N W ) de paroi antérieure, une sous-étape de calcul de l’axe gauche-droite de l’utérus par produit vectoriel de l’axe (N F ) de fond utérin par l’axe (N W ) de paroi antérieure, une sous-étape de calcul du centre (G F ) de masse du fond utérin, une sous-étape de calcul du centre (G C ) de masse du col de l’utérus, une sous-étape de calcul d’un plan (P) définit par le plan dont chaque point est à égale distance du centre (G F ) de masse du fond utérin et du centre (G C ) de masse du col de l’utérus, une sous-étape de détermination de deux parties de l’utérus, délimitées par le plan (P), une partie (216a) distale comprenant le fond utérin et la paroi antérieure et une partie (216b) proximale reliée au col, une sous-étape de calcul du centre (G U ) de masse de la partie distale. Procédé de recalage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (128) de pré-calcul de la projection du modèle 3D à partir du modèle 3D et de la position et de l’orientation prédites, en amont de l’étape (118) de superposition de ladite projection à au moins une image courante de la caméra. Procédé de recalage selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (126) de réception d’un modèle 3D de la scène généré à partir d’images captées par la caméra, dit modèle 3D peropératoire, et ce qu’il comprend une étape de calcul de translation et de facteur d’échelle entre le modèle 3D de l’organe cible et le modèle 3D peropératoire, comprenant : une sous-étape d’expression du modèle 3D de l’organe cible et du modèle 3D peropératoire dans un repère commun en fonction de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence, une sous-étape de sélection d’un point origine dans le repère commun, une sous-étape de génération d’au moins un rayon partant du point d’origine et s’étendant dans la direction de l’axe optique de la caméra, une sous-étape de calcul de la distance entre l’origine et l’intersection de chaque rayon avec le modèle 3D de l’organe virtuel, une sous-étape de calcul de la distance entre l’origine et l’intersection de chaque rayon avec le modèle 3D peropératoire, une sous-étape de calcul de la translation et du facteur d’échelle à partir de chaque distance entre l’origine et l’intersection d’un rayon avec le modèle 3D de l’organe virtuel et chaque distance entre l’origine et l’intersection dudit rayon avec le modèle 3D peropératoire. Procédé de recalage selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend l’acquisition de plusieurs images et une étape de sélection parmi les images d’une image de qualité supérieure aux autres images pour le recalage du modèle 3D. Système de recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible avec une image dudit organe cible, comprenant : une caméra (12), configurée pour capter ladite image, un dispositif (18) d’affichage configuré pour afficher ladite image, un moyen (24) de validation, configuré pour fournir une commande indiquant un alignement entre une projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible, une unité (16) de traitement, l’unité (16) de traitement comprenant : un module de réception du modèle 3D de l’organe cible, un module de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation de référence de la caméra par rapport à la scène, un module de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédites, une étape d’affichage d’au moins une image courante de la caméra sur un dispositif d’affichage, un module de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra, un module de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, un module de calcul de la position et l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence. Système de recalage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de validation est une interface (24) physique de validation comprenant une pédale destinée à être actionnée par un pied d’un opérateur. Produit programme d’ordinateur pour le recalage d’un modèle tridimensionnel virtuel d’un organe cible, dit modèle 3D, avec au moins une image dudit organe cible dans une scène obtenue par une caméra, ledit produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution, lorsque ledit produit programme d’ordinateur est exécuté sur un ordinateur, des étapes suivantes : une étape (110) de réception du modèle 3D de l’organe cible, une étape (112) de prédiction d’une position et d’une orientation de l’organe cible par rapport à un repère de référence de la scène dans lequel la position et l’orientation de la caméra sont connus, en fonction d’une position et d’une orientation de référence de la caméra par rapport à la scène, une étape (114) de simulation d’une position et d’une orientation du modèle 3D en fonction de ladite position et de ladite orientation de l’organe cible prédites, une étape (116) d’affichage d’au moins une image courante de la caméra sur un dispositif d’affichage, une étape (118) de superposition à au moins une image courante de la caméra d’une projection en semi-transparence du modèle 3D en fonction de la position et de l’orientation prédites, sur le dispositif d’affichage, ladite projection étant fixe par rapport à la caméra, une étape (120) de réception d’une commande indiquant un alignement entre la projection en semi-transparence du modèle 3D et l’image de l’organe cible sur l’image courante, une étape (122) de calcul de la position et de l’orientation de l’organe cible sur l’image courante par rapport au repère de référence.