INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
l'incertitude d'Heisenberg, en effet, la probabilité de trouver l'électron là où est le nuage de densité volumique est certes plus forte mais pas nécessairement précise. Toutefois, plus étendu sera ce nuage volumique plus précise sera l'équation employée. En matière de volume cible, moins épais sera ce nuage plus conformationnelle sera la stratégie d'irradiation, mais la probabilité de passer à côté de la lésion ou d'une grande partie de cette lésion augmente d'autant et paradoxalement la précision balistique s'éloigne encore un peu plus. Sachant que ce type d'incertitude appliquée au Volume cible, du fait du mauvais ciblage, et au facteur d'hétérogénéité de la dose tout comme de l'inexactitude géométrique dans le positionnement réitéré du patient peut varier, au cours de la radiothérapie externe, dans une proportion aujourd'hui, tant qu'il n'y aura pas un invariant référentiel à ladite transformation non-quantifiable.
2.4.1.2. Fusion des données CT-RMN et DDR en vue d'une Radio thérapie différée L'usage, dans le processus de planification du traitement, d'information MRI est encore onéreux et consomme énormément du temps. Des appareils électro-optiques ou des logiciels de post-traitement ont été spécialement conçus par W. Wagner et coll. (2000) contre le risque de distorsion de l'image. C'est ainsi que ces auteurs auraient réalisé, entre juin 1998 et juin 1999, la planification de traitement CT et IRM avec un positionnement du patient jugé identique chez 48 patients atteints des tumeurs cérébrales et chez 11 patients atteints de carcinome de la prostate, en utilisant les mêmes appareils qu'au cours de la simulation. La transposition d'organe et les volumes de la tumeur entre l'IRM et le cliché de simulation a été mis en place, en les superposant ensemble sur la brillance de l'écran au moyen d'une grille.
L'IRM et les films de simulation ont été produit, en utilisant un facteur d'agrandissement identique. Pour les neuf patients atteints de tumeurs du cerveau et deux patients atteints de carcinome de la prostate de l'étude de Wagner, la transposition de l'information d'IRM sur les clichés de simulation montrait la nécessité d'une modification de la protection ou des portes d'entrée du traitement.
La méthode simple de transposition directe des structures d'IRM dans les clichés de simulation résulte, selon ces auteurs, du processus lui-même de planification du traitement. Une protection individualisée peut d'ailleurs également être directement réalisée.
Dans le but de démontrer l'utilité clinique des radiographies digitalement reconstruites (DRRs) basées sur l'imagerie de résonance magnétique (RMN) dans la
mise en place et dans la vérification des patients ayant des lésions intracrâniennes, Ramsey et coll. (1999) ont étudié, en vue de planification du traitement et (en vue) de simulation virtuelle, les images RMN de 16 patients ayant diverses lésions intracrâniennes ont été obtenues. Des coupes transversales contiguës post-contrastes le cinq millimètres d'épaisseur pondérées en Tl ont été obtenues, en utilisant une antenne standard tête dans un scanner RMN General Electric Signa 1,5 T. Les RMN-DRRs ont été générées sur une console d'ordinateur de planification de traitement existant en utilisant, sans aucune modification spéciale, la technique de pseudo-densité . Les clichés de vérification en vues antérieure et latérale ont été pris par Ramsey et coll. (2000) pour chaque patient, en vue de la comparaison visuelle avec les DRRs basées sur l' IRM. Ils se sont assurés, grâce aux repères osseux comprenant les orbites, les sinus frontaux, les sinus sphénoïdaux, le meatus auditif, l'os nasal, l'os vomer, les apophyses mastoïdes, et le crâne, de l'alignement visuel utilisé par les médecins, les physiciens, et les thérapeutes, pour vérifier le positionnement du patient. Ils ont aussi identifié visuellement et corrigé celle des mauvais alignements de 3 à 10 mm, en utilisant, au cours de la simulation, la technique des DRRs basées sur l' IRM, développée et mise en #uvre cliniquement ainsi que la méthode pour l'utiliser visuellement. La qualité des RMN-DRRs générés en utilisant cette technique est tel que les médecins, les physiciens, et les thérapeutes peuvent facilement et en routine les comparer côte à côte avec les clichés des RMN-DRRs en simulation différée. Mais, il reste qu'il faut encore vérifier en cours de traitement, sans garantie de l'excellence scientifique, l'exactitude de toutes ces prévisions et la précision de leur application clinique.
2. 4.2. Vérification en cours de traitement de l'exactitude des prévisions Elle s'effectue en se basant sur l'imagerie portique électronique (EPID). L'étude U.
Mock et coll. (1999) a par exemple estimé l'exactitude de la mise en place, en vue de la détermination des marges de sécurité (planning target volume, PTV), durant l'irradiation pelvienne pour des malignités gynécologiques. 25 patients subissant une irradiation pelvienne par 4 champs pour des malignités gynécologiques ont été analysés, eu égard à l'exactitude d'installation tout au long de l'étalement du traitement. Des images EPID régulièrement réalisées ont ainsi été utilisées, en vue d'évaluer systématiquement la composante systématique et celle des déplacements au hasard de la mise en place. L'harmonisation anatomique des images de vérification à celles de la simulation a été suivie de la mesure des distances correspondantes entre l'axe central et les caractéristiques anatomiques. L'analyse
faisceau de section transversale circulaire est mesurée par rapport à une sphère en acier fixée à la table de positionnement du patient et qui doit coïncider exactement avec l'isocentre. Puisque les mesures peuvent être faites à tous les angles du statif (si cela est disponible) ainsi qu'à toutes les orientations possibles de la table du patient, ce système est jugé particulièrement adapté pour des mesures rapides et exactes de l'isocentricité du statif et/ou du support patient. Comme il est mesuré directement au positionneur de l'offset du faisceau, le système procure une vérification implicite du système total de traitement. Ce système a d'abord été développé pour un usage avec les faisceaux de proton, mais il peut être également utilisé de façon équivalente pour les vérifications de l'alignement d'un faisceau des rayons X d'un accélérateur linéaire ou d'une autre source. L'instrument de mesure est constitué d'un écran scintillant visionné par une caméra CCD, monté sur le statif en aval de la sphère. La sphère en acier n'est pas assez grande pour stopper les protons de toutes les énergies d'intérêt ; cependant, elle modifie toujours l'énergie et la direction des protons qui l'intéressent, en créant une région d'intensité plus faible (une ombre ) dans le point lumineux créé par le faisceau des protons frappant l'écran. La position est une mesure par rapport au point lumineux de l'ombre de l'alignement du système. Un algorithme d'analyse d'images a été développé pour une détermination automatique de la position, eu égard au point lumineux, de l'ombre. Les spécifications et l'analyse théorique du système ont été dérivés des simulations de Monte-Carlo, qui sont validées par les mesures. Barkhof et coll. (1999) ont ainsi démontré que le dispositif détecte les désalignements du faisceau avec une exactitude (1 s. d.), en accord avec la performance attendue de 0,05 mm. Cette exactitude est jugée plus que suffisante pour détecter le désalignement maximum de 0,5 mm autorisé.
2. 4.3. - Vérification de l'alignement d'un faisceau d'irradiation thérapeutique.
La présente invention est plus particulièrement destinée aux motorisations quatre-temps dont les performances doivent être améliorées : voitures haut-degamme, sportives et de compétition, moteurs hors-bord, motos, etc... Elle est une alternative aux actuels compresseurs et turbo-compresseurs grâce à sa simplicité et à son rendement élevé.
PROCEDE DE GENERATION D'UN MODELE DE PERFORMANCE A PARTIR D'UN MODELE FONCTIONNEL DESCRIPTION Domaine technicrue L'invention se situe dans le domaine de l'étude des performances par simulation d'un système, tel que par exemple un système de télécommunication comportant une pluralité de composants matériels et logiciels répartis et qui coopèrent pour fournir un service à un ou plusieurs utilisateurs.
L'invention concerne plus spécifiquement un procédé de génération d'un modèle de performance à partir d'un modèle fonctionnel d'un tel système.
Etat de la technique antérieure Lors de la réalisation puis du déploiement d'un système, il faut s'assurer qu'il possède les capacités fonctionnelles attendues, mais aussi qu'il tiendra la charge dans les conditions d'exploitation. Si les performances chutent, il peut même arriver que le système ne remplisse plus les services prévus. Une étude de performance a pour premier objectif de prévoir les phénomènes d'écroulement du système afin d'éviter tout dysfonctionnement.
L'étude de performance permet de connaître d'une façon précise la répartition des ressources du système et d'identifier ainsi les éventuels goulots d'étranglement. Un second objectif est d'ordre économique. Il s'agit de déterminer les configurations optimales des ressources, afin de maximiser leur
efficacité et ainsi d'éviter l'achat d'équipements supplémentaires. Le dimensionnement des ressources consiste à déterminer les paramètres quantitatifs nécessaires pour la qualité de service désirée tels que par exemple la taille des tampons, le nombre de serveurs, la répartition des entités de traitement sur les différentes machines, etc.
Une étude de performance s'effectue soit sur un modèle, soit sur le système réel par des mesures.
Lorsque c'est sur un modèle, on peut généralement observer deux types de comportement du système étudié, le comportement transitoire et le comportement stationnaire. Le premier porte sur des périodes courtes et le second sur des périodes longues. Les approches les plus sollicitées sont notamment les techniques mathématiques, la simulation discrète, et l'analyse basée sur des graphes.
Les notations pour exprimer les modèles sont souvent des types suivants : - systèmes à files d'attente, - réseaux de Petri temporisés, - automates temporisés, - modèles hiérarchiques ou descriptions textuelles dans des langages spécialisés.
L'évaluation des performances dépend de la technique utilisée qui doit être choisie en tenant compte des caractéristiques de l'application considérée. Les techniques de résolution sont classées en trois catégories principales : - la méthode analytique, - les tests réels, et
- la simulation.
La méthode analytique fait appel le plus souvent à la théorie des systèmes à files d'attente, ou aux réseaux de Petri stochastiques.
Les systèmes à files d'attente restent l'un des plus puissants formalismes mathématiques permettant d'analyser quantitativement une très grande variété de systèmes. Par exemple, un système informatique peut être considéré, de manière très abstraite, comme un ensemble de ressources matérielles et logicielles (serveurs) utilisées par des tâches ou des programmes (clients). Les ressources étant en nombre limité, les programmes vont entrer en concurrence pour l'accès à ces ressources, et l'on résout cette concurrence par des files d'attente.
Le formalisme des réseaux de Petri repose sur une représentation graphique qui permet de bien comprendre le comportement du système. Ce formalisme convient notamment aux systèmes dont le comportement est fortement caractérisé par les aspects de concurrence, de synchronisation, de communication et de coopération. Le système peut être analysé qualitativement (absence d'inter-blocage, sûreté de fonctionnement, etc.).
Un handicap majeur du réseau de Petri réside dans l'explosion du nombre d'états à examiner lorsque la complexité du système augmente.
L'approche analytique, enfin, consiste généralement à exprimer le comportement du système sous forme d'un modèle mathématique exact aboutissant à des formules closes. Le comportement du système est alors
ladose de tomographie assistée par ordinateur de 0,204 Gy/As et de 0,069 Gy/As ont été observées avec des mesures de la dose au centre d'un fantôme de 16 cm et de 32 cm respectivement de diamètre du grand FOV. Les valeurs du CTDI des champs de petit FOV de 0,925 Gy/As et de 0,358 Gy/As qui est, dans des conditions similaires d'acquisition, d'un facteur dix fois plus élevé que les résultats obtenus à partir d'un DCT. Ces études sur fantôme ont montré un accord excellent entre les distributions générées avec le Sim-CT et les UH du DCT. Les déviations entre les réglages calculés des unités du moniteur et la dose maximum dans les trois dimensions étaient pour les plans de traitement basés sur ces deux UH inférieures à 1 %, que ce soit pour les simulations pelviennes ou thoraciques. Les études sur le patient ont, par après, confirmé ces résultats.
Si le CT-option peut être considéré d'une part comme une valeur ajoutée au processus de simulation et les images acquises sur le système Sim-CT jugées adéquates pour le calcul avec correction des hétérogénéités des tissus de la dose, la bonne qualité d'image est compromise, cependant, par les valeurs élevées de la dose au patient. D'autre part, la charge considérable du tube à rayons X conventionnel limite fréquemment le Sim-CT à uniquement sept acquisitions d'images par patient et le système est par conséquent limité dans sa capacité d'effectuer la reconstruction tridimensionnelle voulue en entier. Ce qui n'est pas le cas des radioscanners 4-D intervenant dans la présente invention.
D'autres équipes ont fait appel au CT portique, dans lequel les faisceaux de traitement aux radiations contiennent l'information valable pour la vérification de l'ajustage du patient. Ces faisceaux peuvent être utilisés pour la reconstruction CT portique. Cependant, l'utilisation directe pour la reconstruction des données du fais- ceau peut produire des images CT inadéquates, simplement parce que ces faisceaux couvrent seulement une partie du corps du patient obligeant de ce fait à recourir à des artifices de synthèse des données manquantes. C'est pourquoi H. Guan et coll. ont utilisé, pour reconstruire une image CT portique localement rehaussée, lesdits faisceaux de traitement en plus d'une série des faisceaux de projection CT régulière.
Ils ont désigné cette approche par la reconstruction CT portique adaptative . La reconstruction de l'image a ainsi été réalisée par la technique d'un schéma à des niveaux multiples de reconstruction algébrique. Les résultats indiquaient, selon H.
Guan et coll. (2000) que la qualité de reconstruction d'image portique adaptative peut être valable non seulement pour la vérification de la radiothérapie tridimensionnelle, mais applicable aussi à l'imagerie CT diagnostique.
[I est un fait que lorsque la Radiothérapie (RT) est utilisée pour traiter des patients Ltteints de cancer, son index thérapeutique peut être significativement accru si le volume de la dose est taillé sur mesure pour égaler le volume cible tout en épargnant e tissu normal adjacent. C'est pourquoi la Radiothérapie conformationnelle moderle cherche à atteindre cet objectif en utilisant les faisceaux des rayons X à intensité nodulée, pour délivrer des doses de radiation élevées à la cible tout en protégeant le issu normal. Cependant, cette méthode fait appel à des spécifications rigoureuses, comprenant la stabilité par rapport aux faisceaux de traitement, du volume cible.
Contrôler un traitement conformationnel avec une combinaison de tomographie de mégavoltage assistée par ordinateur à l'imagerie portique a certes augmenté en fréquence (S. Webb, 1997) mais pas nécessairement en efficacité. Dans les années récentes, en effet, nombre des études de faisabilité pour utiliser la reconstruction CT le mégavoltage ont été rapportées (A. Brahme et al, 1987 ; D. G. Lewis et al, 1992 ; H. Guan and Y. Zhu, 1998 ; Mosleh-Shirazi et al, 1998 ; Hesse et al, 1998 ; S. Midgley et al, 1998 ; K. J. Kuchala et al, 1999). Ces études ont par exemple utilisé des faisceaux coniques (M.A. Mosleh-Shirazi et al, 1998 ; S. Midgley et al, 1998) ou simplement des faisceaux en éventail (A. Brahme et al, 1987 ; D. G. Lewis et al, 1992 ; H. Guan and Y. Zhu, 1998 ; B. M. Hesse et al, 1998 ; S. Midgley et al, [998) ainsi que l'acquisition continue des données (K. J. Kuchala et al, 1999) ou encore une approche séquentielle, step-and-shoot (A. Brahme et al, 1987 ; D. G. Lewis ;t al, 1992 ; H. Guan and Y. Zhu, 1998 ; M. A. Mosleh-Shirazi et al, 1998 ; B.M.
1:esse et al, 1998 ; S. Midgley et al, 1998). Elles ont aussi utilisé des détecteurs comprenant un scintillateur GO (A. Brahme et al, 1987 ; D. G. Lewis et al, 1992) une barrette des cristaux de CsI(TI), une chambre à xénon (K. J. Kuchala et al, 1999), et des images portiques (H. Guan and Y. Zhu, 1998 ; B. M. Hesse et al, 1998 ; S. vlidgley et al, 1998). Le dosage impliqué dans ces études restreignait cependant leur extension à l'application clinique. L'utilisation directe des faisceaux de traitement aux radiations à la reconstruction CT portique serait désirable, puisque ces faisceaux ne peuvent pas donner en pratique de dose additionnelle au patient. Cette nouvelle approche n'est toutefois pas sans être problématique, puisque les faisceaux de :raitement ne couvrent seulement qu'une partie de la section transverse du patient.
Non seulement les données tronquées ne peuvent pas donner une cartographie exacte lu coefficient d'atténuation, mais encore la région locale reconstruite n'a pas autour telle de structures environnantes essentielles. Une telle reconstruction peut avoir un usage limité dans la vérification de l'installation du patient et ses images sont loin
d'avoir une qualité diagnostique. Quand bien même cette projection ne serait pas tronquée, le nombre des faisceaux peut en effet être trop petit (usuellement moins de 10) pour fournir par itération des images CT de qualité utile, à moins que l'arc ou la cyclothérapie ne soient utilisées. Pour s'attaquer à ce problème, Huaiqun Guan et coll. proposent d'acquérir, avant la radiothérapie, un petit nombre des projections entières (couvrant par exemple le contour cutané du patient) avec une faible dose de radiation pour servir à la synthèse des données d'image manquantes. Les projections acquises, à partir des faisceaux de traitement, pourraient alors être ajoutées aux projections complètes pour rehausser localement et de façon adaptative la qualité de l'image autour et à l'intérieur de la tumeur. Cette technique CT portique adaptative est une composition d'image qui peut aussi, semble-t-il, être appliquée au CT diagnostique (tomographie locale ou tomographie de la région d'intérêt), en vue de la réduction de la dose. Cependant, cette étude est focalisée sur la vérification de la radiothérapie à partir de cette image de composition. Des études antérieures de tomographie locale (K. Ogawa et al, 1984 ; P.V. Sankar et al, 1982 ; R.M. Lewitt, 1979 ; J.C. Gore and S. Leeman, 1980 ; A. I. Katsevitch, 1966 ; W.J.T. Spyra et al, 1982) indiquaient que les données de la projection tronquée faussaient l'exactitude quantitative de la reconstruction d'image (J.C. Gore and S. Leeman, 1980). Une approche générale pour améliorer l'exactitude de l'image de synthèse était d'extrapoler les projections tronquées en utilisant soit une continuité lisse des données soit une certaine information antérieure en rapport avec la forme de l'objet (K. Ogawa et al, 1984 ; R.M. Lewitt, 1979). Toutefois, les discontinuités des dérivées des projections peuvent encore produire des artefacts caractéristiques. C'est pourquoi ces auteurs jugent qu'ils ne pouvaient pas appliquer cette approche aux situations cliniques, mais qu'ils pouvaient prendre, toutefois, en plus des projections tronquées un nombre limité de projections complètes pour améliorer la reconstruction de l'anatomie du patient. C'est cette technique de reconstruction qu'ils ont appelé la technique CT portique adaptative pour la radiothérapie.
Sinon en CT, la technique de reconstruction algébrique (ART = Algebraic reconstruction technique) semble fournir aujourd'hui, selon la littérature (R. Gordon, 1974 ; G. T. Herman, 1980) une meilleure reconstruction soit à partir de très peu de projections soit à partir des projections incomplètes que la méthode de convolution conventionnelle des rétroprojections (CBP, Convolution backprojec-tion). Le désavantage de l'ART est son faible vitesse de calcul (qui affecte également l'exactitude de la convergence), causée par la forte corrélation entre des projections consécutives
a corrélation peut être minimisée lorsque deux projections orthogonales sont ajustées consécutivement. Dans ce but, un nouveau schéma technique de reconstruction algébrique (MLS-ART) à niveau multiple fut développé afin i'améliorer substantiellement l'efficacité de calcul ainsi que l'exactitude de la reconstruction de l'algorithme de ART (H. Guan and R. Gordon, 1994). Lorsque le VILS est utilisé, l'orthogonalité maximum des projections peut être, au cours de la reconstruction, maintenue pour l'ART. L'agencement du MLS, bien qu'il travaille mieux lorsque le nombre est une puissance de deux (alors que le MLS est l'ordre exact pour la transformée unidirectionnelle rapide de Fourier), s'applique à n'importe quel nombre de projections. Récemment, l'algorithme MLS-ART pouvait bien se faire de façon équivalente pour le CT portique adaptative avec un nombre limité de projections complètes plus les projections tronquées, puisqu'il a par exemple un avantage additionnel, la flexibilité. Une simple mise à jour de ces pixels tout au long des trajets des rayons, qui sont disponibles à partir des projections tronquées et qui laissent en dehors d'autres pixels d'image. Celle-ci n'est pas une tâche triviale pour la technique CBP conventionnelle. Dans cette étude préliminaire rapportée ici, l'idée je la reconstruction CT adaptative a été testée en utilisant la simulation par ordinateur dans les cas bi-dimensionnels. Comme la Radiothérapie conformationnelle utilise, en tant que composant du rétro-ajustage intégral ou optimal de l'accélé- rateur linéaire, le collimateur multi-lames (MLC) actuellement disponible dans le commerce, permettant de se protéger automatiquement des champs irréguliers par des mouvements assistés par ordinateur des lames multiples de tungstène (R. Corvo et al.).
2.4.1.1. Utilisation différée des données CT-scanner en Radiothérapie En ce domaine, le développement et la performance d'un système d'imageur de tomographie calculée (CT) à faisceau conique (CBCT = Cone Beam Comptuted Tomography), utilisant un panel plat à détection indirecte (FPI =flat-panel imager), a été récemment présenté par D.A. Jaffray et J. H. Siewerdsen (D.A. Jaffray and J.H.
Siewerdsen : Cone-beam computed tomography with a flat-panel imager :Initial performance characterization. American Association of physicists in Médiane 2000 ; S0094-2405 (00) 01306-7. In Revue bibliographique du/. Radiol 81 ; 2000 : 1774. ).
Le scanner multi-barrettes, Multi-detector row computed tomography (MDCT), avec le rendu volumique tri-dimensionnel (3D) offre une perspective unique sur l'anatomie et la pathologie. Le rendu volumique permet maintenant le temps réel, la modification interactive de l'atténuation relative du pixel, dans un nombre infini des
plans et des projections. Développé encore à l'état de prototype pour une investigation préliminaire du système à projection conique, CBCT, dont on sait par ailleurs que ce type précis d'images est, du fait de la collimation du faisceau, multiparamétrique, et en vue de la localisation, basé sur le FPI des os et des tissus mous, en Radiothérapie. C'est à partir des projections acquises, au cours d'une rotation unique, que le système procure des données d'images volumétriques tridimensionnelles. Ce système emploie une matrice active de 512 x 512 de films de transistors d'a-Si : H minces et des photodiodes, en combinaison avec le phosphore luminescent.