Brevet FR3161103A1 — publié le 20251017

Dispositif perfectionné d’imagerie mobile à rayons X Le dispositif mobile (10) comprend une structure mobile (12) portant une source (14) de rayons X, un détecteur (22) de rayons X, et un dispositif (24) de contrôle du dispositif d’imagerie (10). La structure mobile (12) porte un premier système de positionnement, et - le détecteur (22) porte un second système de positionnement. Le dispositif de contrôle (24) comporte des moyens de traitement de données de positionnement fournies par les premier et second systèmes de positionnement. Figure pour l'abrégé : Figure 1 Dispositif perfectionné d’imagerie mobile à rayons X La présente invention concerne un dispositif d’imagerie mobile à rayons X. Un tel dispositif est principalement destiné à réaliser des images issues de techniques basées sur les rayons X, telles que des techniques radiographiques ou de tomosynthèse, sur des patients. Un dispositif d’imagerie mobile se distingue d’un dispositif d’imagerie fixe, en ce qu’il n’est pas installé à demeure dans une salle dédiée, mais qu’il est transportable vers le patient, par exemple dans une chambre d’hôpital ou à domicile. Un dispositif d’imagerie comporte habituellement une source de rayons X, un détecteur sensible aux rayons X destiné à être positionné en arrière d’une zone du patient à radiographier, et une interface de contrôle du système pour un opérateur. La qualité de l’image obtenue dépend de différents paramètres, notamment du bon alignement entre la source de rayons X, le patient et le détecteur. Dans le cas d’un dispositif d’imagerie fixe, cet alignement est aisé à assurer, dans la mesure où le positionnement de la source et du détecteur sont prédéfinis et n’ont pas besoin d’être réglés à chaque utilisation du dispositif. En revanche, dans le cas d’un dispositif d’imagerie mobile, la source et le détecteur sont mis en place à chaque nouvelle utilisation, ce qui rend très difficile la vérification précise de leur positionnement relatif. Or, dans le cadre de l’imagerie à rayons X, il est important d’obtenir une image de qualité afin d’éviter la nécessité de réaliser plusieurs images sur un même patient, afin de limiter l’exposition de ce patient aux rayons X. L’invention a notamment pour but d’optimiser la qualité des images réalisées par le dispositif d’imagerie. A cet effet, l’invention a notamment pour objet un dispositif mobile d’imagerie à rayons X, comprenant : une structure mobile portant une source de rayons X, un détecteur de rayons X, et un dispositif de contrôle du dispositif d’imagerie, caractérisé en ce que : - la structure mobile porte un premier système de positionnement, et - le détecteur porte un second système de positionnement, - le dispositif de contrôle comporte des moyens de traitement de données de positionnement fournies par les premier et second systèmes de positionnement. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif d’imagerie selon l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - Le premier système de positionnement comporte un premier jeu de capteurs de positionnement, et le second système de positionnement comporte un second jeu de capteurs de positionnement. - Le premier système de positionnement comporte une caméra portée par la structure mobile, et le dispositif de contrôle comporte des moyens de traitement d’images capturées par la caméra, et de mesure de la distance entre la source de rayons X et un sujet à imager dont une image est capturée par la caméra. - Le dispositif de contrôle est configuré pour afficher, en réalité augmentée, la position du détecteur sur l’image capturée par la caméra. - Le dispositif de contrôle comporte des moyens de calcul de l’épaisseur du sujet à imager, en fonction du positionnement entre la source et le détecteur, fourni par les systèmes de positionnement, et de la distance entre la source et le sujet, fournie par les moyens de traitement d’images. - Le dispositif de contrôle comporte des moyens de calcul de l’intensité des rayons X émis par la source, en fonction de l’épaisseur du sujet. - Le détecteur porte des grilles latérales anti-diffusantes. - Le dispositif de contrôle est mobile indépendamment de la structure mobile, par exemple relié à la source par des moyens de liaison sans fil. L’invention concerne également un procédé d’imagerie, caractérisé en ce qu’il utilise un dispositif d’imagerie tel que défini précédemment. De préférence, le procédé d’imagerie comporte une étape de détermination de coordonnées tridimentionnelles de bordures du détecteur, au moyen du second système de positionnement, et d’affichage du contour obtenu sur l’image affichée sur le dispositif de contrôle. De préférence, le procédé d’imagerie comporte une étape de calcul de l’épaisseur du sujet à imager, en fonction du positionnement entre la source et le détecteur, fourni par les systèmes de positionnement, et de la distance entre la source et le sujet, fournie par les moyens de traitement d’images. De préférence, le procédé d’imagerie comporte une étape de calcul de l’intensité des rayons X émis par la source, en fonction de l’épaisseur du sujet. L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 est une vue en perspective d’un dispositif d’imagerie mobile selon un exemple de mode de réalisation de l’invention, utilisé sur un patient ; FIG. 2 la FIG. 2 est une vue en perspective d’une structure mobile du dispositif d’imagerie de la FIG. 1 . On a représenté, sur la FIG. 1 , un dispositif 10 d’imagerie mobile selon un exemple de mode de réalisation de l’invention. On rappelle ici qu’un dispositif d’imagerie est considéré comme mobile lorsqu’il peut être déplacé vers un patient, notamment à domicile ou dans une chambre d’hôpital. Un dispositif mobile ne comporte donc aucun élément qui soit fixé à demeure dans une pièce, et ne comporte que des éléments déplaçables par un opérateur. Dans l’exemple décrit, le dispositif d’imagerie 10 est utilisé sur un sujet 11, notamment un patient 11 allongé sur un lit 13. Le lit 13 est par exemple celui d’une chambre d’hôpital, dont des murs 15 sont représentés schématiquement. Le dispositif d’imagerie mobile 10 comporte une structure mobile 12, représentée plus en détail sur la FIG. 2 , portant une source 14 de rayons X. Dans l’exemple décrit, la structure mobile 12 présente une forme générale parallélépipédique, formée par un assemblage de barreaux verticaux reliés entre eux par des barreaux horizontaux. La source 14 de rayons X est de préférence agencée à hauteur des extrémités supérieures des barreaux verticaux. La structure mobile 12 est par exemple portée par un support 16 comprenant un pied vertical 18 portant un bras 20 de préférence horizontal. La structure mobile 12 est alors portée par le bras 20, afin de la suspendre au-dessus du patient 11. Le support 16 comporte de préférence un caisson 21 monté sur roulettes 23, permettant un déplacement aisé du dispositif d’imagerie 10. Le caisson 21 comporte de préférence des aménagements de rangement. Le dispositif d’imagerie mobile 10 comporte par ailleurs un détecteur 22 de rayons X, destiné à être disposé en arrière du patient 11. Plus particulièrement, de manière classique, le patient 11 est placé entre la source 14 de rayons X et le détecteur 22. Dans l’exemple décrit, le détecteur 22 est disposé sur le lit 13, et le patient 11 est allongé sur le détecteur 22, la partie de son corps à imager (dans l’exemple représenté, le thorax) étant au-dessus de ce détecteur 22. Le dispositif d’imagerie mobile 10 comporte également un dispositif 24 de contrôle, pour le contrôle des éléments du dispositif d’imagerie portés par la structure mobile. Le dispositif de contrôle 24 est de préférence mobile indépendamment de la structure mobile 12, afin de pouvoir être utilisé par un praticien 26 en dehors de la chambre. En effet, il est préférable de limiter au maximum l’exposition du praticien 26 aux rayons X, puisque celui-ci est amené à utiliser très régulièrement le dispositif d’imagerie 10. Le dispositif de contrôle 24 doit donc permettre un contrôle à distance du dispositif d’imagerie 10. Avantageusement, les aménagements de rangement du caisson mobile 21 permettent de ranger le dispositif de contrôle 24 lorsqu’il n’est pas utilisé. De préférence, le dispositif de contrôle 24 communique avec les éléments portés par la structure mobile 12 au moyen d’une technologie sans fil, par exemple via Wifi ou tout autre protocole sans fil connu. Le dispositif de contrôle 24 permet notamment l’activation à distance de la source 14 de rayons X. Le dispositif d’imagerie 10 selon l’invention comporte un premier système d’alignement 25, porté par la structure mobile 12, et un second système d’alignement 27, porté par le détecteur 22. Les premier et second systèmes d’alignement coopèrent ensemble pour assurer le bon positionnement de la source 14 de rayons X par rapport au détecteur 22. Comme cela est représenté sur la FIG. 2 , le premier système d’alignement 25 comporte une caméra 28 portée par la structure mobile 12. Par exemple, la camera 28 est une caméra couleur, notamment une caméra RGB. Le dispositif de contrôle 24 permet l’activation de la caméra 28, et permet notamment d’afficher les images capturées par cette caméra 28. A cet effet, le dispositif de contrôle 24 comporte un écran propre à afficher ces images. Préférentiellement, le dispositif de contrôle 24 comporte des moyens de traitement d’image, notamment un logiciel de traitement d’image, configuré pour calculer la distance entre la source 14 de rayons X et le patient 11 (la position entre la source 14 et la caméra 28 étant fixe). Le calcul de cette distance permet notamment de déterminer la quantité et l’intensité de rayons X émise par la source 14 de rayons X. Cette quantité et cette intensité dépendent en effet de cette distance, pour exposer le patient 11 à une quantité et une intensité optimales de rayons X, c’est-à-dire suffisamment pour obtenir une bonne image radiologique, mais guère davantage pour limiter au maximum l’exposition du patient 11 aux rayons X. On notera que l’image capturée par la caméra 28 permet également au praticien 26 de vérifier la bonne position du patient 11 par rapport à la source 14 et au détecteur 22 avant d’activer la source 14 de rayons X. Le premier système d’alignement 25 comporte par ailleurs un premier jeu d’au moins un premier capteur de positionnement 30, portés par la structure mobile 12. Le premier jeu de capteurs 30 étant porté par la structure mobile 12, la position des premiers capteurs 30 par rapport à la source 14 est fixe. Chaque premier capteur 30 est de préférence agencé à hauteur de l’extrémité inférieure de chaque barreau vertical, afin d’être agencé à distance de la source 14 et ainsi limiter les interférences éventuelles. Le second système d’alignement 27 comporte un second jeu d’au moins un second capteur de positionnement 32, portés par le détecteur 22. Le second jeu de capteurs 32 étant porté par le détecteur 22, la position des seconds capteurs 32 par rapport à ce détecteur est fixe. Le dispositif de contrôle 24 comporte des moyens de traitement de données de positionnement fournies par les premier 30 et second 32 jeux de capteurs, et notamment un logiciel prévu à cet effet. Ces moyens de traitement de données de positionnement sont configurés pour donner, en temps réel, le positionnement spatial relatif des premiers capteurs 30 par rapport aux seconds capteurs 32. Ceci permet de disposer la source 14 de rayons X dans une position de fonctionnement souhaitée par rapport au détecteur 22. En particulier, en considérant un repère dans le plan du détecteur 22, les capteurs 30 et 32 permettent d’aligner la source 14 de rayons X dans une position souhaitée dans ce repère. Par ailleurs, en considérant une direction normale au plan du détecteur 22, les capteurs 30 et 32 permettent de déterminer la distance entre la source 14 de rayons X et le détecteur 12. Le dispositif de contrôle 24 comporte avantageusement des moyens de calcul de l’épaisseur du patient 11 au niveau de la partie de corps à radiographier. En effet, en connaissant la distance entre la source 14 et le patient 11 (obtenue par les moyens de traitement d’image de la caméra 28 décrits précédemment), et en connaissant la distance entre la source 14 et le détecteur 22, il est possible d’obtenir l’épaisseur du patient 11 par une simple soustraction, puisque le patient 11 repose sur le détecteur 22. La connaissance de l’épaisseur du patient 11 intervient également dans le calcul de la quantité et l’intensité des rayons X optimale à émettre. En effet, ces quantités et intensités dépendent de la corpulence du patient 11. Il est à noter que ces quantités et intensités dépendent également du protocole d’imagerie choisi, notamment s’il s’agit d’une imagerie du torse, du pelvis, de la main, ou d’une autre partie du corps. Le protocole d’imagerie est par exemple sélectionné depuis le dispositif de contrôle 24. La quantité et l’intensité des rayons X à émettre peut être calculée automatiquement en connaissant la distance entre la source 14 de rayons X et le patient 11 et/ou en connaissant l’épaisseur du patient 11, par exemple au moyen d’une table de conversion prédéfinie stockée dans le dispositif de contrôle 24. Les jeux de capteur 30, 32 permettent également de déterminer la position angulaire de la structure mobile 12, donc de la source 14, par rapport au plan du détecteur 22, autour de trois axes, à savoir les axes du repère précité, et l’axe de la direction normale au plan du détecteur 22. Une bonne position angulaire est nécessaire pour l’obtention d’une bonne image radiologique. Ces positions angulaires sont affichées par le dispositif de contrôle 24. Avantageusement, le dispositif de contrôle 24 est configuré pour afficher, en réalité augmentée, la position du détecteur 22 sur l’image capturée par la caméra 28, en connaissant cette position du détecteur 22 par rapport à la position de la structure mobile 12. Cette réalité augmentée permet d’obtenir un alignement source 14, patient 11 et détecteur 22 optimale à chaque instant. Le dispositif de contrôle 24 est par exemple formé par une tablette tactile ou un ordinateur portable, pourvu de logiciels permettant la mise en œuvre des fonctions du dispositif de contrôle 24 précédemment décrites. Avantageusement, le dispositif d’imagerie 10 comporte des grilles latérales 34 destinées à éviter une diffusion latérale des rayons X, portées par le détecteur 22. Ces grilles 34 sont positionnées au moyen de butées de positionnement. Une calibration à base de mire radio-opaque permet de définir les transformations entre les capteurs 30 de position de la source 14 et la source 14 elle-même, ainsi que celle entre les capteurs 32 de position du détecteur 22 et la zone photosensible du détecteur 22. Avec cette double connaissance, il est possible de connaitre avec précision la position de la source 14 vis à vis de la zone sensible du détecteur 22 et de la grille anti-diffusé focalisé 34. Cette information obtenue en temps réels permet d’aider l’opérateur à obtenir un alignement fin permettant une qualité image optimale. Conformément à une variante de réalisation, le premier jeu de capteurs 30 comporte des capteurs magnétiques, placés sur la source 14, sur la caméra 28 et sur la structure 12. Cette variante présente plusieurs avantages. En particulier, un placement de la caméra 28 avec son capteur le plus proche de l’axe du faisceau de rayons X et ayant un champ visuel et un angle d’incidence direct sur le patient pour garantir une mesure de distance directe ainsi qu’une vision en temps réel la plus optimale. Dispositif mobile (10) d’imagerie à rayons X, comprenant : une structure mobile (12) portant une source (14) de rayons X, un détecteur (22) de rayons X, et un dispositif (24) de contrôle du dispositif d’imagerie (10), caractérisé en ce que : - la structure mobile (12) porte un premier système de positionnement (25), et - le détecteur (22) porte un second système de positionnement (27), - le dispositif de contrôle (24) comporte des moyens de traitement de données de positionnement fournies par les premier et second systèmes de positionnement. Dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 1, dans lequel le premier système de positionnement (25) comporte un premier jeu de capteurs (30) de positionnement, et le second système de positionnement (27) comporte un second jeu de capteurs (32) de positionnement. Dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier système de positionnement (25) comporte une caméra (28) portée par la structure mobile (12), et le dispositif de contrôle (24) comporte des moyens de traitement d’images capturées par la caméra (28), et de mesure de la distance entre la source (14) de rayons X et un sujet (11) à imager dont une image est capturée par la caméra (28). Dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de contrôle (24) est configuré pour afficher, en réalité augmentée, la position du détecteur (22) sur l’image capturée par la caméra (28). Dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le dispositif de contrôle (24) comporte des moyens de calcul de l’épaisseur du sujet (11) à imager, en fonction du positionnement entre la source (14) et le détecteur (22), fourni par les systèmes de positionnement (25 ; 27), et de la distance entre la source (14) et le sujet (11), fournie par les moyens de traitement d’images. Dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de contrôle (24) comporte des moyens de calcul de l’intensité des rayons X émis par la source (14), en fonction de l’épaisseur du sujet (11). Dispositif d’imagerie (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le détecteur (22) porte des grilles latérales (34) anti-diffusantes. Dispositif d’imagerie (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de contrôle (24) est mobile indépendamment de la structure mobile (12), par exemple relié à la source (14) par des moyens de liaison sans fil. Procédé d’imagerie, caractérisé en ce qu’il utilise un dispositif d’imagerie (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé d’imagerie selon la revendication 9, utilisant le dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 4, et comportant une étape de détermination de coordonnées tridimentionnelles de bordures du détecteur (22), au moyen du second système de positionnement (27), et d’affichage du contour obtenu sur l’image affichée sur le dispositif de contrôle (24). Procédé d’imagerie selon la revendication 9 ou 10, utilisant le dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 5, comportant une étape de calcul de l’épaisseur du sujet (11) à imager, en fonction du positionnement entre la source (14) et le détecteur (22), fourni par les systèmes de positionnement (25 ; 27), et de la distance entre la source (14) et le sujet (11), fournie par les moyens de traitement d’images. Procédé d’imagerie selon la revendication 11, utilisant le dispositif d’imagerie (10) selon la revendication 6, comportant une étape de calcul de l’intensité des rayons X émis par la source (14), en fonction de l’épaisseur du sujet (11).