FR2863086A1 - Procede de production d'une sequence d'images volumiques d'une zone d'un organe d'un etre vivant. - Google Patents

Abstract

Pour allonger la durée d'un examen par scanner, on réalise celui ci en deux phases. Une première phase (101) dynamique durant laquelle le patient retient sa respiration et le scanner explore une zone Zdyn, et une deuxième phase (102) retardée durant laquelle le patient respire librement et le scanner explore la zone Zdel. Cette dernière comporte la zone Zdyn. Les images acquises au cours de la phase retardée sont recalées (103-107, 109-113) par rapport à au moins une image de la phase dynamique. Ce recalage permet d'obtenir une séquence d'images couvrant une longue période de temps de la zone Zdyn. Ce recalage permet de s'affranchir des effets des cycles respiratoire et cardiaque.

Description

Procédé de production d'une séquence d'images volumiques d'une zone d'un

organe d'un être vivant.

L'invention concerne un procédé de production d'une séquence d'images volumiques d'une zone d'un organe d'un être vivant. Le domaine de l'invention est celui de l'imagerie médicale et des appareils permettant d'obtenir des séquences d'images d'un organe situé à l'intérieur d'un être vivant, l'être vivant étant de préférence un être humain. En particulier le domaine de l'invention est aussi bien la tomodensitométrie, ou imagerie traditionnelle, que l'imagerie par résonance magnétique.

Un but de l'invention est de produire des séquences d'images comportant un grand nombre d'images.

Un autre but de l'invention est de produire des séquences d'images couvrant une durée supérieure à la capacité maximale d'apnée du sujet objet 15 de l'examen.

Un autre but de l'invention est de produire des séquences d'images couvrant à la fois la phase artérielle et la phase veineuse des flux sanguins dans un organe.

Un autre but de l'invention est de permettre la visualisation de 20 phénomène d'extravasation dans les organes.

Un autre but de l'invention est de faciliter le diagnostique de maladies du type cancer.

Un autre but de l'invention est de permettre un examen non invasif d'un organe.

Dans l'état de la technique les examens d'organes sont réalisés avec une technologie quelconque, tomodensitométrie ou par résonance magnétique, et alors que le patient retient sa respiration. Cela permet d'obtenir en moyenne une séquence d'images s'étalant sur une trentaine de secondes au maximum. Dans l'état de la technique, il est bien sur possible de poursuivre l'examen alors que la patient a recommencé à respirer mais cela ne présente qu'un faible intérêt, voir aucun intérêt. En effet la plupart des organes sont soumis à l'influence des cycles respiratoire et cardiaque. Cela est d'autant plus vrai, pour l'influence du cycle respiratoire, qu'un organe est proche du diaphragme. Ainsi, dans l'état de la technique les images obtenues pendant que le patient respire normalement sont inexploitables. En effet, le but de l'examen et d'obtenir une séquence d'images d'une zone précise d'un organe. L'impact de la respiration est tel qu'il contribue au déplacement de l'organe, ce qui a pour conséquence directe que l'image acquise ne correspond alors plus à la zone que l'on souhaite observer, ou que l'image acquise correspond à la zone mais que l'organe est déformé, ou que l'image est floue. Dans tous les cas la séquence d'images est inexploitable car illisible ou non pertinente en termes de localisation. Cela en est à un point tel que l'acquisition d'image pendant la respiration du patient n'est pas pratiquée.

Dans l'état de la technique on cherche à étudier l'organe et le comportement du flux sanguin dans l'organe. Cela est visualisé par l'injection d'un produit de contraste dans le sang. Cependant la durée de l'examen, correspondant à la période de temps pendant laquelle le patient est capable de retenir sa respiration, n'est pas suffisante pour mettre en évidence l'ensemble des phénomènes se produisant au cours d'un cycle sanguin. En particulier, dans l'état de la technique on est capable d'étudier la phase artérielle, mais pas la phase veineuse du cycle sanguin. En d'autres termes dans l'état de la technique on n'est pas capable d'imager le cycle d'élimination du produit de contraste par un organe.

Dans l'invention on résout ces problèmes en produisant une séquence d'images s'étendant sur une longue période et en effectuant un traitement sur les images acquises pendant que le patient respire. Dans ce texte, sauf indications contraires, par image on entend une image en volume. L'acquisition d'images se déroule donc en deux phases successives, une phase dynamique durant laquelle le patient retient sa respiration et une phase retardée durant laquelle le patient respire librement. Durant la phase dynamique l'appareil de mesure produit des images d'une zone Z d'un organe. Chaque image comporte un certain nombre N de coupes fixé, ce nombre est fixé par construction du capteur. Une coupe est assimilable à une image plane, la juxtaposition d'images planes permet de constituer une image volumique. Pendant la phase dynamique, le patient est immobile. Durant la phase retardée l'appareil de mesure produit des images d'une zone incluant la zone Z. Une image retardée comporte alors N + 2P coupes. Ces N + 2P coupes sont spatialement centrées sur les N coupes acquises pendant la phase dynamique. Cela est réalisé en déplaçant le patient par rapport au capteur. Le patient est donc allongé sur une table mobile. Le déplacement de la table est symétrique par rapport à la position du capteur. On parle d'image dynamique pour désigner une image acquise lors de la phase dynamique, et d'image retardée pour désigner une image acquise lors de la phase retardée. Pour la phase retardée les mêmes images sont obtenues en déplaçant le capteur par rapport au patient.

Une fois l'acquisition terminée, on utilise des informations issues d'une image dynamique pour extraire d'une image retardée des informations permettant de reconstituer N coupes. En d'autres termes, on extrait de N+ 2P coupes d'une image retardée, les N coupes ressemblant le plus aux N coupes d'une image dynamique, ces N coupes extraites permettant de reconstituer une image comparable à une image dynamique. Cette opération de reconstitution est répétée pour chaque image retardée acquise lors de la phase d'acquisition retardée. On obtient ainsi une séquence d'images comportant des images dynamiques et des images reconstituées.

Il existe de nombreux modes d'extraction d'information. Un autre exemple est d'utiliser un recalage entre une image dynamique et une image retardée. En d'autres termes, on détermine la translation et la rotation à appliquer à une image dynamique pour qu'elle s'intègre au mieux dans une image retardée. Cela permet de déterminer quelles informations extraire de l'image retardée pour compléter une séquence d'images dynamiques.

L'invention a donc pour objet de fournir un procédé de production d'une séquence de S images volumiques d'une zone Zdyn d'un organe d'un être vivant, chaque image volumique comportant N coupes, le procédé comportant une étape d'acquisition dynamique de Sdyn images volumiques, cette étape s'étendant sur un intervalle de temps Tdyn au cours duquel l'être vivant retient sa respiration, le procédé étant caractérisé en ce que: - lors de la phase d'acquisition dynamique, l'être vivant est immobile sur une surface elle aussi immobile par rapport à un axe de rotation d'un capteur, le procédé comporte les étapes suivantes: - acquisition retardée de Sdel images volumiques d'une zone Zdel de l'organe de l'être vivant, chaque image volumique comportant M coupes, l'acquisition retardée s'étendant sur un intervalle de temps Tdel adjacent à l'intervalle Tdyn, la zone Zdel comportant la zone Zdyn - extraction pour chaque image volumique de M coupes acquises au cours de l'acquisition retardée d'éléments d'information permettant de reconstituer N coupes, ces N coupes reconstituées correspondant à un critère de maximum de ressemblance avec N coupes d'une images volumique de la phase d'acquisition dynamique, ces N coupes reconstituées formant une image volumique de la zone Zdyn, production de la séquence de S images volumiques, ou S vaut Sdyn + Sdel, en juxtaposant dans l'ordre de leur acquisition les Sdyn images volumiques acquises et les Sdel images volumiques reconstituées.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention M est supérieur à N et la zone explorée par les M coupes est symétrique par rapport à la zone explorée par les N coupes.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, lors de l'étape d'acquisition retardée, l'être vivant est immobile sur une surface mobile en translation selon une direction parallèle a l'axe de rotation du capteur.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention l'être vivant retient sa respiration pendant l'étape d'acquisition dynamique, et respire librement pendant l'étape d'acquisition retardée.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention l'extraction 20 d'information des images volumiques acquises durant l'intervalle de temps Tdel est réalisée par un opérateur.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention l'extraction d'information des images volumiques acquises durant l'intervalle de temps Tdel est réalisée automatiquement.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, pour effectuer une reconstitution d'un image volumique on met en oeuvre les étapes suivante pour au moins une image acquise pendant la période Tdel: - élection d'une image volumique de référence parmi les Sdyn images de l'étape d'acquisition dynamique, - définition pour chaque coupe de l'image élue d'une courbe de référence, - comparaison de chaque coupe de l'image élue aux M coupes de l'image volumique acquise pendant la période Tdel de manière à déterminer pour ces M coupes une valeur de similarité par rapport aux coupes de l'image élu, la comparaison portant sur les points de coordonnées correspondant à la courbe de référence, - sélection, pour chaque coupe de l'image élu de la coupe de l'image volumique acquise pendant la période Tdel maximisant la valeur de similarité, le résultat de la sélection étant une images volumique de N coupes.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, on répète au moins les étapes de comparaison et de sélection pour chaque image volumique acquise lors de l'intervalle de temps Tdel.

Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, pour au moins 10 une image acquise pendant le phase retardée, on met en oeuvre les étapes suivantes: - élection d'une image de référence parmi les Tdyn images de l'étape d'acquisition dynamique, - détermination d'une surface de référence dans l'image de référence, 15 - calcul d'une valeur similarité entre l'image de référence et l'image acquise pendant la phase retardée, évaluation d'un seuil de fin de traitement de l'image acquise pendant la phase retardée, - détermination d'une rotation I translation maximisant une fonction de 20 similarité entre une image acquise pendante la période Tdel et l'image de référence transformée par la rotation translation.

- extraction de l'image volumique acquise pendant la période Tdel des informations correspondant au volume de l'image de référence auquel on a appliqué la rotation l translation sélectionnée.

Avantageusement, dans le procédé selon l'inveniton, on répète au moins les étapes de calcul, d'évaluation, et de détermination pour chaque image volumique acquise lors de l'intervalle de temps Tdel.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - figure 1: une illustration d'étapes du procédé selon l'invention.

- figure 2a et 2b: des représentations schématiques d'un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

- figure 3: une illustration des zones d'exploration des différentes 35 phases d'acquisition.

- figure 4a et 4b: illustrations des principes d'un recalage rigide.

La figure 1 montre une étape 101 d'acquisition dynamique d'images volumiques d'un organe d'un être vivant. Dans la pratique, et pour la description, l'être vivant est un être humain. Cependant l'invention reste valable avec d'autres êtres vivants, en fait avec tous les êtres vivant supérieurs. Il suffit alors d'adapter les paramètres d'acquisition de l'appareil effectuant l'acquisition d'image.

La figure 2a illustre schématiquement un appareil d'acquisition d'images volumiques. Dans la description on considère qu'il s'agit d'un scanner traditionnel, mais dans la pratique cet appareil peut être remplacé par un appareil à résonance magnétique. La figure 2a montre un châssis 201 sur lequel est fixé un bras 202. Le châssis 201 et le bras 202 permettent de supporter un dispositif 203 d'acquisition et une table 204 horizontale d'examen. Le dispositif 203 d'acquisition est principalement circulaire, et la table 204 d'examen est positionnée de manière à ce qu'un patient placé sur la table d'examen soit situé au centre du dispositif 203. Le dispositif 203 comporte un émetteur 205 et un capteur 206, le capteur 206 mesurant le rayonnement émis par l'émetteur après que ledit rayonnement ait traversé le corps du patient et l'organe que l'on souhaite imager. La table 204 comporte un plateau 207 mobile par rapport au châssis 201, et au dispositif 203. On note ici qu'il ne s'agit que d'un exemple d'appareil d'acquisition d'image. Dans la pratique il est possible que ce soit le capteur qui est mobile par rapport à la table, et que la table soit verticale ou inclinée.

La figure 2b illustre le fait que l'émetteur 205 et le capteur 206 sont diamétralement opposés. Sur les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour des éléments identiques. Lors d'un examen l'émetteur 205 et le capteur 206 ont un mouvement circulaire autour du plateau 207, et donc autour d'un patient 208 qui est allongé sur ce plateau. Au cours d'une acquisition d'image le patient 208 est immobile sur le plateau 207, et le plateau 207 est positionné en fonction de la zone du patient que l'on souhaite imager au cours de l'acquisition d'image.

La figure 2b montre aussi que le dispositif 203 est connecté à un dispositif 209 de traitement. Ce dispositif 209 de traitement met en oeuvre les étapes de l'invention autre que l'acquisition des images. Le dispositif 209 de traitement est soit connectable à l'appareil d'acquisition d'images, soit intégré à cet appareil. Le dispositif de traitement comporte donc au moins un microprocesseur, des moyens de connexion au dispositif 203, des mémoires de programme et de travail, et une interface homme machine. Lorsqu'une action est automatique, cela signifie qu'elle est réalisée par le dispositif de traitement sans qu'une intervention humaine soit requise. L'interface homme machine permet de visualiser les résultats du traitement selon l'invention. Lorsque l'on prête une action à un dispositif, cette action est effectuée par un microprocesseur du dispositif sous le contrôle de codes instruction enregistrés dans une mémoire de programme du dispositif.

Dans l'étape 101 le patient 208 est donc invité par un opérateur à prendre place sur le plateau 207. L'opérateur positionne alors le plateau en fonction de l'organe qui doit être imager. Cet organe est quelconque, à titre d'exemple on site le foie, les reins, le pancréas... Le plateau est donc positionné de manière à ce qu'une zone Zdyn, du patient, que l'on souhaite imager soit située entre l'émetteur 205 et le capteur 206. Une fois ce positionnement effectué, il est demandé au patient de retenir sa respiration et la phase dynamique proprement dite commence. La durée Tdyn de cette phase dynamique est soit prédéterminée, soit associée à la capacité d'apnée du patient. La durée de la phase dynamique est donc soit prédéterminée arbitrairement, soit prédéterminée en effectuant un test d'apnée sur le patient, soit déterminée par une détection par l'appareil d'acquisition de la reprise du cycle respiratoire chez le patient.

Dans la phase dynamique l'appareil d'acquisition d'image est paramètré pour acquérir des images à une certaine fréquence. La structure des images, en particulier le nombre de coupes composant une image, ainsi que l'épaisseur de ces coupes est lié à la structure du capteur. La figure 1 illustre que le résultat de la phase dynamique est une série de Sdyn images, chaque image comportant N coupes. Sur la figure 1 N vaut quatre, dans la pratique N vaut 16, mais l'invention reste applicable quelque soit le nombre de coupes d'une image acquise. Typiquement la zone Zdyn a une largeur de 2 cm. Cette largeur évolue avec le type de capteur utilisé. La phase dynamique dure Tdyn. Dans la pratique Tdyn vaut une trentaine de secondes et excède rarement 45 secondes. Au cours de Tdyn l'appareil acquiert une image à la fréquence d'une image par seconde, par exemple. Si le matériel le permet, une fréquence plus importante peut être utilisée. Si l'examen ne requiert pas une telle précision, une fréquence plus lente peut être utilisée. Les fréquences d'acquisition rapide, de l'ordre de la seconde ou moins, sont utilisables dans la phase dynamique car il n'y a pas de déplacement du patient le long de l'axe de rotation du capteur.

Nous considérons pour la suite de la description que Tdyn vaut 30 secondes, et que la fréquence d'acquisition des images est d'une image par seconde. A la fin de l'étape 101, le dispositif 203 a donc acquis Sdyn = 30 images dynamiques. Celles-ci sont enregistrées sur le dispositif 209 de traitement.

De l'étape 101 on passe à une étape 102 d'acquisition retardée d'images. Dans cette phase retardée le plateau 207 effectue un mouvement de translation le long de l'axe de rotation du dispositif 203. Cette direction de translation est aussi orthogonale à la direction de prise de vue du dispositif 203. Cette translation est cyclique et telle qu'une zone Zdel incluant la zone Zdyn soit imagée au cours d'un cycle. La figure 3 illustre une zone Zdyn 301 incluse dans une zone Zdel 302. Dans la pratique la zone Zdel est centrée sur la zone Zdyn. La zone Zdel comporte M coupes avec M supérieur à N, et M = N + 2.P. Dans ce cas la zone Zdel correspond, spatialement, à la zone Zdyn à laquelle on a ajouté de part et d'autre P coupes. Par exemple P vaut N l 2. Par exemple la zone Zdel s'étend sur 4cm. Cela implique un P valant 8 dans l'hypothèse ou N vaut 16. Cette extension est variable entre autre en fonction de la position de l'organe imagé par rapport au diaphragme. La symétrie de la zone Zdel par rapport à la zone Zdyn n'est pas une nécessité, mais il faut que la zone Zdyn soit incluse dans la zone Zdel.

Dans la mesure ou il y a un déplacement du patient par rapport au capteur, il n'est pas possible d'assurer une fréquence d'acquisition d'images aussi élevée que pendant la phase dynamique. Pour la phase retardée, la fréquence d'acquisition d'image est environ de 1 image toutes les 5 secondes. La phase retardée dure Tdel. Tdel peut être aussi long, ou court, qu'on le souhaite. Dans la pratique Tdel vaut environ 2 minutes et 30 secondes. Pendant la phase retardée, le dispositif 203 acquiert donc Sdel = 30 images, chacune de ces images comportant M coupes A la fin de l'étape 102, le dispositif 209 de traitement a donc enregistré S = Sdel + Sdyn images. Dans l'exemple de la description, S vaut 60 et correspond à un examen de Tdel + Tdyn = 3 minutes. La période Tdel est donc adjacente à la période Tdyn. Cela signifie que la période Tdel suit immédiatement la période Tdyn. On répète que rien ne limite la durée de la phase retardée, et donc que le temps ne limite pas le nombre d'images que l'on peut acquérir au cours de cette phase.

De l'étape 102 on passe à une étape 103 de sélection d'une image de référence, ou image élue. C'est à partir de cette image de référence que le dispositif 209 effectue une recherche d'informations pertinentes dans les images retardées. Une caractéristique des images dynamique est qu'elles sont toutes calées. C'est à dire, si on considère un voxel d'une image dynamique, tous les voxels de même coordonnées dans les images dynamiques correspondent à la même zone de l'organe imagé. Ainsi toutes les images dynamiques sont équivalentes du point de vue d'une référence à sélectionner. Dans la pratique on utilise la première image dynamique acquise, mais il possible d'effectuer le traitement avec n'importe quelle image dynamique acquise.

De l'étape 103 on passe à une étape 104 de définition d'une courbe de référence. Cette étape est réalisée pour chaque coupe de l'image de référence. Une courbe de référence est, par exemple, une courbe décrivant les contours de l'organe imagé dans une coupe. Une courbe de référence peut aussi être une courbe quelconque dans une coupe. De préférence les points de la courbe de référence sont dans, ou sont proches, de l'organe imagé. Cette courbe de référence est, soit dessinée par un opérateur utilisant l'interface homme machine du dispositif 209, soit déterminée automatiquement par le dispositif 209 mettant en oeuvre un algorithme de reconnaissance de forme. La courbe de référence peut être identique d'une coupe à l'autre.

De l'étape 104 on passe à une étape 105 de détermination de fonctions de similarité. Préalablement à cette étape le dispositif 209 a sélectionné une image retardée qui devient l'image retardée en cours de traitement. Dans l'étape 104 le dispositif 209 sélectionne une coupe de l'image de référence et calcul une valeur de similarité de cette coupe avec chacune des coupes de l'image retardée en cours de traitement. Une valeur de similarité mesure la ressemblance entre deux coupes. Le résultat de ce calcul peut être représenté par une courbe ayant en ordonnée la valeur de la similarité, et en abscisse un indice de coupe de l'image retardée en cours de traitement. Ces courbes sont calculées pour chaque coupe de l'image de référence. On obtient donc N courbes de similarité.

On passe alors à une étape 106 de détermination des coupes de l'image retardée en cours de traitement maximisant la similarité avec les coupes de l'image de référence. A partir des courbes de similarité, on sélectionne, pour chaque coupe de l'image de référence, la coupe de l'image retardée en cours de traitement qui maximise la courbe similarité associée à la coupe de l'image de référence. On obtient ainsi à la fin du processus de sélection N coupes de l'image retardée permettant de reconstruire une image de N coupes appelée image reconstruite. La reconstruction est réalisée en juxtaposant les coupes sélectionnées dans l'ordre des coupes de l'image de référence auxquelles elles correspondent.

Dans la pratique on ne calcule pas forcément les courbes de similarité, on se contente de déterminer, pour chaque coupe de l'image de référence, quelle coupe de l'image retardée à la plus grande similarité, c'est à dire quelle coupe ressemble le plus à une coupe de l'image de référence. L'introduction des courbes de similarité est une variante permettant de bien visualiser le processus de sélection.

Une valeur de similarité entre deux coupes est obtenue, par exemple, en calculant l'information mutuelle existant entre les points la région d'intérêt (ROI) délimitée par la courbe de référence dans une première coupe, et la ROI analogue dans une deuxième coupe. Un autre moyen d'obtenir une valeur de similarité entre deux coupes est de calculer une moyenne de l'écart entre la valeur des voxels de la ROI délimitée par la courbe de référence dans une première coupe, et la valeur des voxels de la ROI analogue dans une deuxième coupe. Dans ce dernier cas la similarité est d'autant plus grande que la valeur calculée est petite. Ces valeurs peuvent être calculées pour la courbe de référence, ou pour des points arbitraires, ou pour tous les points des coupes.

Dans une variante il est possible de déplacer les coupes de l'image retardée, par rapport aux coupes de l'image de référence, pour améliorer la valeur de similarité avec les coupes de l'image de référence. Ce déplacement est alors effectué dans le plan des coupes. Ce déplacement permet de prendre en compte un déplacement de l'organe selon une direction non colinéaire à la direction de déplacement du plateau 207 au cours de la phase retardée. Il s'agit alors d'un recalage. Dans cette variante on considère plusieurs positions relatives des coupes de l'image de référence par rapport aux coupes de l'image retardée en cours de traitement et on retient la position donnant la meilleur valeur de similarité.

De l'étape 106 on passe à une étape 107 de détermination du nombre d'images retardées restant à traiter. Dans l'étape 107 le dispositif 209 détermine si toutes les images acquises pendant la phase retardée ont bien été traitées. Si ce n'est pas le cas on traite l'image suivante parmi celles qui n'ont pas encore été traitées. C'est à dire on change l'image retardée en cours de traitement et on passe de l'étape 107 à l'étape 105. Il s'agit en fait d'un traitement itératif classique des images retardées de manière à obtenir une image reconstituée pour chaque image retardée acquise. Les images retardées sont traitées, par exemple, dans l'ordre de leur acquisition. Dans ce cas le traitement des premières images retardées acquises peut commencer avant la fin de la phase d'acquisition retardée.

Si toutes les images retardées ont été traitées, on passe à une étape 108 de production d'une séquence de Sdyn + Sdel images de la zone Zdyn de l'organe imagé. Cette séquence est produite en juxtaposant dans l'ordre d'acquisition les images dynamiques, puis les images reconstruites dans l'ordre d'acquisition des images retardées auxquelles elles correspondent. Une fois la séquence produite elle peut être visualisée, traitée, interprétée, via l'interface homme machine du dispositif 209, et / ou un algorithme de traitement.

Les étapes 103 à 107 sont mises en oeuvre par le dispositif 209.

Dans une variante de l'invention les opérations des étapes 103 à 107 sont réalisées par un opérateur. C'est cet opérateur qui réalise le calcul de similarité par son appréciation visuelle de la ressemblance entre les coupes Dans une autre variante de l'invention on passe de l'étape 103 à une étape 109 de définition d'une surface de référence. Cette surface de référence est définie dans le volume de l'image de référence, éventuellement dans plusieurs coupes de cette image. Cette surface est décrite par des points, chaque point ayant des coordonnées. Cette surface est de préférence incluse dans l'organe objet de l'examen.

De l'étape 109 on passe à une étape 110 de calcul de similarité. 35 Préalablement à l'étape 109 le dispositif 209 a sélectionné une image retardée qui est alors considérée comme l'image retardée en cours de traitement. Dans cette étape préalable le dispositif 209 a aussi positionné l'image de référence à une position de départ dans l'image retardée en cours de traitement. On sait en effet que la zone Zdyn est incluse dans la zone Zdel. Il est donc possible de positionner une image dynamique dans une image retardée. De préférence, dans l'étape préalable, on positionne l'image de référence au centre de l'image en cours de traitement.

Dans l'étape 110 le dispositif 109 calcul une valeur de similarité entre l'image de référence telle que positionnée dans l'image en cours de traitement, et l'image en cours de traitement. Ce calcul est effectué pour les points décrivant la surface de référence. Pour chaque point de la surface de référence le dispositif 209 détermine aussi dans quelle direction il faudrait déplacer le point pour améliorer la valeur de similarité. Cette direction est déterminée en prenant en compte le voisinage de chaque point définissant la surface de référence. Un tel point est un point de définition.

Ainsi pour chaque point de définition on calcul une valeur de similarité avec tous les points voisins dans l'image en cours de traitement. Le point voisin permettant d'obtenir la meilleure valeur de similarité définit alors la direction dans laquelle le point de définition doit être déplacé pour améliorer la valeur de similarité calculée de l'image de référence positionnée dans l'image en cours de traitement.

A la fin du calcul de similarité de l'étape 110 le dispositif 209 est enconnaissance d'une valeur de similarité pour l'image de référence positionnée dans l'image en cours de traitement. Le dispositif 209 est aussi en connaissance, pour chaque point de définition, d'une direction dans laquelle il faut déplacer ce point pour améliorer la valeur de similarité précitée.

Le calcul de similarité se fait par un calcul d'information mutuelle, une moyenne d'écart entre les valeurs des points, ou toutes autres méthodes permettant d'évaluer la ressemblance entre deux images. Une direction est, par exemple, un vecteur normé. L'origine du vecteur est le point de définition, et il s'étend dans la direction du point voisin du point de définition permettant la meilleur amélioration de la valeur de similarité. Dans une variante, la direction a une norme non unitaire, cette norme étant alors proportionnelle à l'amélioration apportée par ledit point voisin.

De l'étape 110 on passe à une étape 111 d'évaluation du seuil. II y a au moins deux critères possibles d'évaluation du seuil. Un premier critère est une valeur prédéterminée de similarité. Dès que cette valeur est atteinte on considère que l'on a déterminé la position de l'image de référence maximisant la ressemblance avec l'image en cours de traitement. Un deuxième critère de seuil est un nombre d'itération maximal pour le traitement d'une image retardée. Une itération correspond à un déplacement selon une étape 112. Si ce seuil d'itération est atteint on considère que l'on ne pourra plus améliorer la ressemble entre l'image de référence et l'image en cours de traitement. Ces deux critères de seuil peuvent être combinés ou employé individuellement.

Si le seuil est atteint, on passe de l'étape 111 à une étape 113 d'extraction d'information et de détermination de la prochaine image retardée à traiter.

Si le seuil n'est pas atteint on passe de l'étape 111 à une étape 112 de détermination d'une transformation, c'est à dire d'une translation et d'une rotation.

Dans l'étape 112 le dispositif 209 utilise les directions calculées à l'étape 110 pour déterminer quelle transformation géométrique résultante appliquer à l'image de référence dans sa position actuelle pour améliorer la valeur de similarité. Une fois déterminée, la transformation géométrique résultante est appliquée à l'image de référence qui arrive alors à une nouvelle position dans l'image en cours de traitement.

Cette transformation géométrique résultante est la résultante de toutes les directions associées aux points de définition. On obtient ainsi une translation et une rotation à appliquer à l'image de référence pour la déplacer dans l'image en cours de traitement. Ce déplacement a pour effet d'améliorer la valeur de similarité entre l'image en cours de traitement et l'image de référence ainsi déplacée. Cela est illustré par la figure 4b qui montre l'image de référence comportant une surface de référence définie par des points de définition. A chaque point de définition est associé une direction matérialisée par un vecteur. Chaque vecteur ayant une direction relativement à son point de définition de rattachement, et chaque vecteur ayant une norme. De l'étape 112 on repasse à l'étape 110.

On constate donc que l'on répète les étapes 110 à 112 jusqu'à ce qu'un seuil soit atteint. Cela revient à déplacer petit à petit l'image de référence dans l'image à traiter, jusqu'à trouver la position de l'image de référence qui maximise la valeur de similarité, c'est à dire la ressemblance, entre l'image en cours de traitement et l'image de référence ainsi positionnée.

On constate aussi que le fait de déterminer une transformation géométrique résultante revient à déterminer un déplacement. Ce déplacement peut aussi servir de critère de fin d'itération. Quand ce déplacement devient inférieur à une valeur prédéterminée, alors on interrompt l'itération.

Dans l'étape 113, le dispositif 209 connaît la position de l'image de référence. Le dispositif 209 connaît aussi la transformation géométrique globale qui a placé l'image de référence dans cette position. Cette transformation géométrique globale est la conjugaison de toutes les transformations géométriques résultantes déterminées à l'étape 112 pour l'image en cours de traitement. Le dispositif 209 extrait alors de l'image en cours de traitement les points correspondant à la position de l'image de référence lorsque le seuil a été atteint. On obtient ainsi une image extraite à laquelle le dispositif 209 applique l'inverse de la rotation de la transformation géométrique globale pour obtenir une image reconstruite. Une telle image reconstruite est comparable à une image de référence car elle a les mêmes dimensions, en nombre de coupes, et correspond à la même zone de l'organe imagé. Cela est illustré par la figure 4a qui montre la position d'une image 401 de référence dans une image 402 retardée. Cette position est oblique. A partir de cette position, en appliquant la rotation inverse de la transformation géométrique globale, on obtient une image 403 reconstruite à partir d'information de l'image retardée 402 et comportant le même nombre de coupes que l'image 401 de référence.

Dans l'étape 113 le dispositif 209 détermine s'il reste au moins une image retardée non traitée. Si non, on passe de l'étape 113 à l'étape 108. Si oui le dispositif 209 prend l'image retardée suivante, dans l'ordre d'acquisition, de l'image en cours de traitement. Cette image devient la nouvelle image en cours de traitement, et on passe à l'étape 110.

La variante des étapes 109 à 113 met en oeuvre un recalage rigide, c'est à dire que la surface de référence n'est pas déformée. Dans la pratique, il est possible d'utiliser un recalage non rigide permettant de déformer la surface de référence. Cela est utilisé pour les organes subissant des déformations en plus des déplacements.

Les étapes 109 à 113 sont mises en oeuvre par le dispositif 209. Dans une variante, une position maximisant la ressemblance entre une image de référence et une image en cours de traitement peut être appréciée par un opérateur.

Le principe du recalage rigide qui vient d'être décrit peut aussi être appliqué à la variante des étapes 105 à 107. Dans ce cas au lieu de considérer un volume (image) on considère une image (coupe). Cela constitue alors une autre variante.

Dans la variante utilisant un recalage rigide, la courbe de référence peut être identique pour toute les images retardées traitées, ou peut être redéfinie pour chaque image retardée.

L'invention permet d'effectuer des examens ayant pour but de produite une séquence d'images, ces examens étant de longues durées. Par long on entend plus d'une trentaine de seconde, ou une durée supérieure à la capacité d'apnée normale d'un être humain.

Le fait que l'examen porte sur une longue durée permet de mieux visualiser des phénomènes d'extravasation, d'établir des cartes de perfusion plus pertinentes, et plus généralement cela permet une meilleur visualisation de tous les phénomène ayant un cycle physiologique long.

Toutes les étapes 101 à 113 du procédé peuvent être réalisées automatiquement par le dispositif 209, c'est à dire sans intervention d'un 25 opérateur.

Claims (1)

16 REVENDICATIONS

1 - Procédé de production d'une séquence de S images volumiques d'une zone Zdyn (301) d'un organe d'un être vivant, chaque image volumique comportant N coupes, le procédé comportant une étape d'acquisition (101) dynamique de Sdyn images volumiques, cette étape s'étendant sur un intervalle de temps Tdyn au cours duquel l'être vivant retient sa respiration, le procédé étant caractérisé en ce que: - lors de la phase d'acquisition dynamique, l'être vivant est immobile 10 sur une surface (207) elle aussi immobile par rapport à un axe de rotation d'un capteur (206), le procédé comporte les étapes suivantes: - acquisition (102) retardée de Sdel images volumiques d'une zone (302) Zdel de l'organe de l'être vivant, chaque image volumique comportant M coupes, l'acquisition retardée s'étendant sur un intervalle de temps Tdel adjacent à l'intervalle Tdyn, la zone Zdel comportant la zone Zdyn - extraction (103-107, 103-113) pour chaque image volumique de M coupes acquises au cours de l'acquisition retardée d'éléments d'information permettant de reconstituer N coupes, ces N coupes reconstituées correspondant à un critère de maximum de ressemblance avec N coupes d'une images volumique de la phase d'acquisition dynamique, ces N coupes reconstituées formant une image volumique de la zone Zdyn, production (108) de la séquence de S images volumiques, ou S vaut Sdyn + Sdel, en juxtaposant dans l'ordre de leur acquisition les Sdyn images volumiques acquises et les Sdel images volumiques reconstituées.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que M est supérieur à N et la zone explorée par les M coupes est symétrique par rapport à la zone explorée par les N coupes 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que lors de l'étape d'acquisition retardée, l'être vivant est immobile sur une surface mobile en translation selon une direction parallèle a l'axe de rotation du capteur.

4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'être vivant retient sa respiration pendant l'étape d'acquisition dynamique, et 35 respire librement pendant l'étape d'acquisition retardée.

- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extraction d'information des images volumiques acquises durant l'intervalle de temps Tdel est réalisée par un opérateur.

6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce 5 que l'extraction d'information des images volumiques acquises durant l'intervalle de temps Tdel est réalisée automatiquement.

7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour effectuer une reconstitution d'un image volumique on met en oeuvre les étapes suivante pour au moins une image acquise pendant la période Tdel: - élection (103) d'une image volumique de référence parmi les Sdyn images de l'étape d'acquisition dynamique, - définition (104) pour chaque coupe de l'image élue d'une courbe de référence, - comparaison (105) de chaque coupe de l'image élue aux M coupes de l'image volumique acquise pendant la période Tdel de manière à déterminer pour ces M coupes une valeur de similarité par rapport aux coupes de l'image élu, la comparaison portant sur les points de coordonnées correspondant à la courbe de référence, - sélection (106), pour chaque coupe de l'image élu de la coupe de l'image volumique acquise pendant la période Tdel maximisant la valeur de similarité, le résultat de la sélection étant une images volumique de N coupes 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que on répète (107) au moins les étapes de comparaison et de sélection pour chaque image volumique acquise lors de l'intervalle de temps Tdel.

9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour au moins une image acquise pendant le phase retardée on met en oeuvre les étapes suivantes: - élection (103) d'une image de référence parmi les Tdyn images de 30 l'étape d'acquisition dynamique, - détermination (109) d'une surface de référence dans l'image de référence, - calcul (110) d'une valeur similarité entre l'image de référence et l'image acquise pendant la phase retardée, - évaluation (111) d'un seuil de fin de traitement de l'image acquise pendant la phase retardée, - détermination (112) d'une rotation I translation maximisant une fonction de similarité entre une image acquise pendante la période Tdel et l'image de référence transformée par la rotation translation.

- extraction (113) de l'image volumique acquise pendant la période Tdel des informations correspondant au volume de l'image de référence auquel on a appliqué la rotation l translation sélectionnée.

- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que on répète au moins les étapes de calcul, d'évaluation, et de détermination pour chaque image volumique acquise lors de l'intervalle de temps Tdel.