EP4595005A1 - Procédé de détermination de la position d'un élément cible sur une image d'intérêt d'une zone corporelle - Google Patents

Procédé de détermination de la position d'un élément cible sur une image d'intérêt d'une zone corporelle

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Publication number
EP4595005A1
EP4595005A1 EP23777277.7A EP23777277A EP4595005A1 EP 4595005 A1 EP4595005 A1 EP 4595005A1 EP 23777277 A EP23777277 A EP 23777277A EP 4595005 A1 EP4595005 A1 EP 4595005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
imaging device
interest
local
images
Prior art date
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Pending
Application number
EP23777277.7A
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German (de)
English (en)
Inventor
Laurent GOFFIN
Lise LECOINTRE
Benoit Gallix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fondation De Cooperation Scientifique
Universite de Strasbourg
Hopitaux Universitaires de Strasbourg HUS
Original Assignee
Fondation De Cooperation Scientifique
Universite de Strasbourg
Hopitaux Universitaires de Strasbourg HUS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fondation De Cooperation Scientifique, Universite de Strasbourg, Hopitaux Universitaires de Strasbourg HUS filed Critical Fondation De Cooperation Scientifique
Publication of EP4595005A1 publication Critical patent/EP4595005A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10088—Magnetic resonance imaging [MRI]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image
    • G—PHYSICS
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10132—Ultrasound image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30101—Blood vessel; Artery; Vein; Vascular

Definitions

  • TITLE Method for determining the position of a target element on an image of interest of a body area
  • the present invention relates to a method for determining the position of at least one target element on at least one image of interest of a body area.
  • the present invention also relates to an associated determination system.
  • lymphadenectomy resection of the lymph node chain
  • the concept of the sentinel lymph node was developed to make it possible to isolate the first lymph node(s) draining a solid tumor.
  • Detection of the sentinel lymph node is currently based on a combined technique combining an injection of radioisotope before the intervention and either an injection of blue dye just after anesthetic induction, or colorimetric detection alone with indocyanine green. intraoperatively.
  • laparoscopy also called laparoscopy
  • laparoscopy it is difficult to locate the sentinel lymph node on laparoscopic images.
  • the present description relates to a method for determining the position of at least one target element on at least one image of interest of a body zone, the body zone comprising at least one intermediate element imaged on the 'image of interest, the image of interest having been acquired by an imaging device, each image acquired by the imaging device having its own marker, called image marker, in which the elements of the image are identified , the position of the imaging device at each image acquisition being located in a fixed reference, called tracking reference, the body area being immobile in the tracking reference during the implementation of the method, the method being implemented computer work and including: has. a preparatory phase comprising the following steps: i.
  • obtaining a geometric representation, called local geometric representation, of the intermediate element the local geometric representation being located in a fixed geometric reference, called local reference, the target element having a relative position with respect to the element intermediate which is known in the local reference, it.
  • obtaining preparatory images of the body area the preparatory images having been acquired by the imaging device for different positions of the imaging device, each position of the imaging device corresponding to a different angle of view of the area bodily, ill.
  • an exploitation phase comprising the following steps: i.
  • the method comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in all technically possible combinations:
  • the steps of the exploitation phase are repeated over time for images of interest corresponding to different positions of the imaging device;
  • the exploitation phase includes a step of displaying the image of interest on a screen with superimposed a representation of the target element at the position determined on the image of interest;
  • the local geometric representation is obtained as functions of cross-sectional images of the body area comprising the intermediate element and the target element, the cross-sectional images having been acquired by a medical imaging device;
  • the step of determining the local transformation includes: a. the determination, for each preparatory image, of a geometric representation, called annotated representation, of the intermediate element, the annotated representations being identified in the tracking marker as a function of the position of the imaging device during the acquisition of said images, b. placing the local geometric representation at an initial position in the tracking frame, c. determining, in the tracking reference, based on the annotated representations, a representation, called a preparatory geometric representation, and d. determining the local transformation by registration of the local geometric representation and the preparatory geometric representation in the tracking frame (R s );
  • the intermediate element has an invariant form in projective geometry
  • the intermediate element is an arterial network, such as the iliac arterial network
  • the target element is a lymph node, preferably a sentinel lymph node.
  • the present invention also relates to a system for determining the position of at least one target element on at least one image of interest of a body zone, the body zone comprising an intermediate element imaged on the image of interest , the image of interest having been acquired by an imaging device, each image acquired by the imaging device having its own marker, called image marker, in which the elements of the image are identified, the position of the device imaging at each image acquisition being located in a fixed reference, called tracking reference, the system comprising a calculator configured to implement the steps of a method according to the invention; And
  • the system also includes: a. the imaging device for acquiring preparatory images and images of interest, b. a support on which the imaging device is mounted, and c. a tracking device connected to the support for moving the imaging device and tracking the movements of the imaging device.
  • the present description also relates to a computer program product on which a computer program comprising program instructions is stored, the computer program being loaded onto a data processing unit and causing the implementation of a method as described above when the computer program is implemented on the data processing unit.
  • the present description also relates to a readable information medium on which a computer program product is stored comprising instructions for program, the computer program being loaded on a data processing unit and causing the implementation of a method as described above when the computer program is implemented on the data processing unit.
  • the present description also relates to a surgical method comprising: placing an imaging device in the body of the (anesthetized) patient, acquiring, by the imaging device, preparatory images of a body area, the body zone comprising an intermediate element (visible on the images) and a target element (visible or not on the images), the implementation of the preparatory phase of the determination method as described previously according to the preparatory images acquired, the acquisition, by the imaging device, of an image of interest of the body zone, and implementation of the operating phase of the determination method as described previously for the acquired image of interest.
  • FIG 1 Figure 1
  • Figure 2 Figure 2
  • Figure 2 a flowchart of an example of implementation of a method for determining the position of a target element on images of interest of a body area
  • FIG 3 Figure 3 a schematic view illustrating an example of obtaining a local geometric representation based on cross-sectional images (coming from a medical imaging device),
  • FIG 4 Figure 4 a schematic representation of an example of an annotated representation of an intermediate element, the annotated representation having been obtained from a preparatory image, and
  • FIG 5 Figure 5 a schematic representation of an example of registration of a local geometric representation and a preparatory geometric representation in the tracking frame.
  • FIG. 1 An example of a system 10 for determining the position of a target element Ec on images of interest of a body area Z is illustrated in Figure 1.
  • the target element Ec is illustrated in Figure 3.
  • the system 10 includes an imaging device 12, a support 14, a tracking device 16, and a calculator 18.
  • the system 10 only includes the computer 18.
  • the imaging device 12 is capable of acquiring images of a body zone Z.
  • the imaging device 12 is, for example, a camera.
  • the images acquired are two-dimensional (2D) images.
  • the images acquired are three-dimensional (3D) images, for example obtained directly from a 3D video stream or resulting from two 2D video streams combined to obtain 3D images.
  • the support 14 supports the imaging device 12.
  • the support 14 is able to be moved, thus allowing the movement of the imaging device 12.
  • the support 14 is, for example, a tube into which the imaging device 12 is inserted.
  • the tracking device 16 is connected to the support 14.
  • the tracking device 16 is able to move the imaging device 12 and to follow the movements of the support 14, and therefore of the imaging device 12.
  • the tracking device 16 is an instrumented arm.
  • the calculator 18 is, for example, connected by wire or wireless (Wifi, Bluetooth), on the one hand, to the imaging device 12 so as to receive the images acquired by the imaging device 12, and on the other hand, to the tracking device 16 to obtain the position of the imaging device 12.
  • the calculator 18 is, for example, a computer interacting with a computer program product.
  • the calculator 18 typically comprises a processor comprising a data processing unit, memories and an information support reader.
  • the computer 18 also conventionally includes a man-machine interface (keyboard), a screen (touch or not) and a mouse.
  • the computer program product includes an information carrier.
  • the information medium is a medium readable by the computer 18, usually by the data processing unit.
  • the readable information medium is a medium suitable for storing electronic instructions and capable of being coupled to a bus of a computer system.
  • the information carrier is a USB key, a floppy disk or floppy disk, an optical disk, a CD-ROM, a magneto-optical disk, a ROM memory , a RAM memory, an EPROM memory, an EEPROM memory, a magnetic card, an optical card or even a punched card.
  • the computer program comprising program instructions is stored on the information carrier.
  • the computer program can be loaded onto the data processing unit of the calculator 18 and is adapted to cause the implementation of a method for determining the position of a target element Ec on images of interest of a body zone Z.
  • Figure 2 illustrates a flowchart of a method for determining the position of a target element Ec on images of interest of a body area Z and Figures 1 and 3 to 5, which illustrate examples of implementation of steps of the method.
  • the determination method described in the following aims to determine the position of a target element Ec on images of interest of a body zone Z.
  • the body zone Z comprises at least one intermediate element Ei and at least one target element Ec.
  • the intermediate element Ei is visible on the images of interest, the target element Ec is generally not visible on the images of interest (hidden by organs or tissues of body area Z). It is understood that the intermediate element Ei and the target element Ec are nearby.
  • the intermediate element Ei has an invariant shape in projective geometry, that is to say that the shape of the intermediate element does not vary when the element is projected (in a plane for example).
  • the intermediate element Ei has, for example, a tubular shape.
  • the intermediate element Ei is an arterial network, such as the iliac arterial network
  • the target element Ec is a lymph node, preferably a sentinel lymph node.
  • Figure 1 generally illustrates the geometric benchmarks and transformations considered during the implementation of this method.
  • an image marker Ri (variable) specific to each image acquired by the imaging device 12 and in which the elements of the image are identified.
  • the images considered in the remainder of the description are the preparatory images IM P and the images of interest IMi.
  • the tracking mark Rs is for example a mark relating to the tracking device ( base of the articulated arm for example).
  • a local reference frame RL fixed in which a local geometric representation GL of the intermediate element Ei is located (obtained from cross-sectional images also identified in the local reference frame).
  • Figure 1 also illustrates the transformations allowing you to move from one benchmark to another, namely:
  • the local transformation L T S is a constant transformation whatever the position of the imaging device 12.
  • the preparatory transformation s Ti' is a variable transformation depending on the position of the imaging device 12 during acquisition of the image considered (the index "i" indicates that the transformation is variable, i being incremented during time).
  • the image transformation L Ti' is a variable transformation depending on the position of the imaging device 12 during acquisition of the image considered (the index "i" indicates that the transformation is variable, i being incremented during time).
  • the aim of the present method is to determine the image transformation L Ti' making it possible to realign position information (position of the target element) identified in the image reference Ri of the image considered towards the local reference RL. For this, it is necessary to know the preparatory transformation s Ti' for the image considered and the local transformation L T S. The preparatory transformation s Ti' is capable of being obtained via the monitoring device 16. Thus, it remains to determine the local transformation L Ts.
  • the determination method comprises a preparatory phase 100 and an operating phase 200.
  • the preparatory phase 100 aims to determine the local transformation L T S making it possible to move from the tracking reference R s to the local reference RL.
  • the determined local transformation L T S is used to determine the image transformation L Ti' making it possible to determine the position of the target element on the image of interest IMi considered.
  • the determination method is implemented for a body zone Z immobile in the tracking reference R s .
  • the determination method is implemented by the calculator 18 of the determination device 10, that is to say it is implemented by computer.
  • the phases and steps described for the determination method relate to image processing on previously acquired images of a body area Z.
  • the present method does not relate to the acquisition of images, these images being only obtained, in the sense of loading data, by the computer 18.
  • the steps of the process are therefore entirely implemented outside the human body, without contact with the human body. None of these steps is therefore surgical or therapeutic in nature.
  • the determination method therefore concerns a non-surgical method of determining the position of a target element Ec on images of interest of a body area Z.
  • the preparatory phase 100 will now be described in more detail.
  • the preparatory phase 100 aims to identify the local transformation L T S (constant) making it possible to move from the tracking reference R s to the local reference RL.
  • the preparatory phase 100 includes a step 110 of obtaining a geometric representation, called local geometric representation GL, of the intermediate element Ei.
  • obtaining is meant loading of the images by the computer 18, these images having for example been previously stored in a memory of the computer 18, or coming from a digital data stream to which is connected the calculator 18.
  • the local geometric representation GL is a three-dimensional representation.
  • the local geometric representation GL is located in the local coordinate system RL.
  • the target element Ec has a relative position with respect to the intermediate element Ei which is known in the local reference frame RL (for example obtained via the sectional images identified in the local reference frame RL and having made it possible to obtain the local geometric representation GL).
  • the local geometric representation GL is obtained as functions of cross-sectional images of the body zone Z comprising the intermediate element Ei and the target element Ec.
  • the cross-sectional images were obtained by a medical imaging device.
  • the medical imaging device is, for example, an MRI device, a CBCT device, an optical imaging device, a scanner, or even an ultrasound ultrasound device.
  • the cross-sectional images are for example IM S scanner images.
  • a scanner image is a slice image of a body area Z obtained by positron emission tomography coupled (SPECT) with computed tomography (CT) thus making it possible to image both the intermediate element Ei and the element target Ec.
  • 2D IM S scanner images are used to reconstruct a 3D representation of the intermediate element Ei (iliac arterial network).
  • the image processing software used (3D slicer® for example, see for example the following article: Fedorov A, Beichel R, Kalpathy-Cramer J, Finet J, Fillion-Robin JC, Pujol S, et al. 3D Slicer as an image computing platform for the Quantitative Imaging Network. Magn Reson Imaging. Nov 2012;30(9):1323-41) makes it possible to generate a skeletonization of the arterial network. This skeleton forms the local geometric representation GL.
  • this skeleton is, for example, formed of 2D curves immersed in 3D (represented by points or mathematical functions (splines, Bézier curves, etc.)) .
  • the skeleton materializes the points of the intermediate element Ei respecting a property of projective invariance (axis of revolution of the tubes for example).
  • the preparatory phase 100 comprises a step 120 of obtaining preparatory images IM P of the body zone Z.
  • the preparatory images IM P were acquired by the imaging device 12 for different positions of the imaging device 12. Each position of the imaging device 12 corresponds to a different viewing angle of the body zone Z.
  • the preparatory images IM P each have a known position in the tracking frame R s .
  • This known position was for example obtained as a function of the position of the imaging device 12 obtained via the tracking device 16, to which the preparatory transformation s Ti' is applied making it possible to move from the image reference frame Ri to the tracking reference point R s .
  • the preparatory transformation s Ti' is considered known when the position of the imaging device 12 is known.
  • the preparatory transformation s Ti' as a function of the position of the imaging device 12 is obtained upstream, for example from supplier data or via prior calibration.
  • the preparatory transformation s Ti' is composed of two elements.
  • This second transformation is obtained via the tracking device 16.
  • the preparatory phase 100 includes a step 130 of determining the local transformation L T S making it possible to move from the tracking reference R s to the local reference RL.
  • There local transformation L T S is determined as a function of the local geometric representation GL, the preparatory images IMP, and the positions of the imaging device 12 during the acquisition of the preparatory images IM P.
  • the determination step 130 comprises a sub-step 130A according to which, for each preparatory image IM P , a geometric representation of the intermediate element Ei, called annotated representation GA, is determined. In this example, at least three preparatory images IM P are considered.
  • each representation annotated GA is a two-dimensional representation.
  • the annotated representations GA are identified in the tracking marker Rs as a function of the position of the imaging device 12 during the acquisition of said images.
  • the annotated representation GA of each preparatory image IM P is obtained by the action of an operator annotating / highlighting / pointing out a portion of the intermediate element Ei on the image (for example via a touch screen).
  • the annotated representation GA of each preparatory image IM P is obtained semi-automatically, that is to say by an annotation carried out by the computer followed by validation/rectification by an operator.
  • the annotation carried out by the computer is for example carried out by a detection algorithm.
  • Figure 4 illustrates an example of a preparatory image IM P on which part of the intermediate element Ei has been identified by annotation, highlighting or pointing (automatically, manually or semi-automatically), the annotations / highlighting / pointing thus forming the annotated representation GA.
  • the determination step 130 includes a sub-step 130B of placing the local geometric representation GL at a starting position in the tracking frame R s .
  • the initial position is known (but can be chosen in any way).
  • the determination step 130 comprises a sub-step 130C of determination, in the tracking reference R s , as a function of the annotated representations GA, of a representation, called the preparatory geometric representation G P .
  • the preparatory geometric representation G P is obtained by projection of the annotated representations GA and cross-checking of said projections. Indeed, the intersection of the projective surfaces corresponds to the annotated/highlighted/pointed invariant portion of the intermediate element Ei (typically the center C of the artery).
  • the preparatory geometric representation G P is then a “skeleton” of the network at the intersection of the projected surfaces as illustrated in Figure 5.
  • the determination step 130 comprises a sub-step 130D of determining the local transformation L T S as a function of the local geometric representation GL and the preparatory geometric representation Gp.
  • the local transformation L T S is obtained by realigning (preferably by superimposing) the local geometric representation GL and the preparatory geometric representation Gp in the tracking frame R s (and knowing the initial position of the local geometric representation GL in the tracking mark R s ).
  • the local transformation L T s is, for example, obtained by minimizing the distances between the local geometric representation GL and the preparatory geometric representation Gp.
  • minimization consists of minimizing the root mean square (RMS) of the distances between the curves forming the local geometric representation GL and the preparatory geometric representation Gp.
  • the minimization is carried out by a method called gradient descent or by any other corresponding method of minimizing distances.
  • Figure 5 illustrates an example of iterations to minimize the distances between the local geometric representation GL and the preparatory geometric representation Gp.
  • the degree of similarity is lower than a predetermined threshold (threshold set by default in the software but adaptable by the operator)
  • a predetermined threshold threshold set by default in the software but adaptable by the operator
  • conditions have been set so that the algorithm stops the calculation iterations.
  • These conditions include at least one of the following conditions:
  • the operating phase 200 comprises a step 210 of obtaining an image of interest IMi of the body zone Z.
  • the image of interest IMi was acquired by the imaging device 12 for a position of the device d imagery 12 known via the tracking device 16.
  • the operating phase 200 comprises a step 220 of determining an image transformation L Ti' for the image of interest IMi as a function of the local transformation L Ts determined previously and the position of the imaging device 12 during the acquisition of the image of interest IMi.
  • the position of the imaging device 12 makes it possible to obtain the preparatory transformation s Ti' for the image of interest IMi considered (for example in the same way as in the examples described previously for the preparatory phase).
  • the operating phase 200 comprises a step 230 of determining the position Pi of the target element Ec on the image of interest IMi as a function of the determined image transformation L Ti' and the known relative position of the element target Ec relative to the intermediate element Ei.
  • the exploitation phase 200 comprises a step 240 of displaying the image of interest IMi on a screen (of the calculator 18) with superposition (i.e. augmented reality) a representation of the target element Ec at the position Pi determined on the image of interest IMi.
  • superposition i.e. augmented reality
  • the steps of the operating phase 200 are repeated over time for images of interest I Mi corresponding to different positions of the imaging device 12.
  • the repetition is preferably carried out in real time and continuously , that is to say as the images of interest IMi are received by the computer 18.
  • the present method and the present system 10 make it possible to determine the position of a target element Ec on images of a body area Z acquired from different points of view.
  • an intermediate element Ei is used to register a representation of the target element Ec on the image of interest I Mi considered.
  • One of the advantages of the present method is that once the local transformation L Ts has been obtained, and provided that the body zone Z remains immobile, the registration can be carried out on images of interest IMi of the body zone Z acquired whatever the position of the imaging device 12. In other words, the imaging device 12 can be freely moved to acquire different images of interest I Mi of the body zone Z without having to re-perform a preparatory calibration phase.
  • the method can therefore be used to locate sentinel lymph nodes (ie target element E c ) invisible by the imaging device 12 (eg endoscopic camera, laparoscope).
  • the imaging device 12 eg endoscopic camera, laparoscope.
  • the intermediate element Ei iliac arterial network
  • the imaging device 12 eg endoscopic camera, laparoscope
  • the intermediate element Ei iliac arterial network
  • preoperative CT computed tomography

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de détermination de la position d'un élément cible sur une image d'intérêt (IMI) d'une zone corporelle, la zone corporelle comprenant un élément intermédiaire imagé sur l'image d'intérêt (IMI), l'image d'intérêt (IMI) ayant été acquise par un dispositif d'imagerie (12), chaque image acquise par le dispositif d'imagerie (12) ayant un repère propre, dit repère image (RI), dans lequel sont repérés les éléments de l'image, la position du dispositif d'imagerie (12) à chaque acquisition d'images étant repérée dans un repère fixe, dit repère de suivi (RS), la zone corporelle étant immobile dans le repère de suivi (RS) lors de la mise en œuvre du procédé.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de détermination de la position d’un élément cible sur une image d’intérêt d’une zone corporelle
La présente invention concerne un procédé de détermination de la position d’au moins un élément cible sur au moins une image d’intérêt d’une zone corporelle. La présente invention concerne aussi un système de détermination associé.
La prise en charge thérapeutique du cancer de l’endomètre dépend de l’estimation du risque théorique de récidive et de métastase ganglionnaire. En pratique, la lymphadénectomie, résection de la chaine ganglionnaire lymphatique, n’est pratiquée que sur des patients à risque réel de récidive. Afin de diminuer sa morbidité, le concept du ganglion sentinelle a été développé pour permettre d’isoler le ou les premiers ganglions drainant une tumeur solide.
La détection du ganglion sentinelle repose aujourd’hui sur une technique combinée associant une injection de radio-isotope avant l'intervention et, soit une injection de colorant bleu juste après l'induction anesthésique, soit une détection colorimétrique seule avec le vert d’indocyanine en peropératoire.
Néanmoins, le taux d'échec de la détection, notamment bilatérale, du ganglion sentinelle est d'environ 25 %. De plus, les procédures actuelles présentent plusieurs limites, notamment la fiabilité, la précision et les complications potentielles liées à la procédure.
Ainsi, lors d’une cœlioscopie (aussi appelée laparoscopie), il est difficile de localiser le ganglion sentinelle sur les images coelioscopiques.
Il existe donc un besoin pour un procédé et un système permettant de faciliter la détection d’au moins un élément cible, tel que le ganglion sentinelle, sur une image d’une zone corporelle.
A cet effet, la présente description a pour objet un procédé de détermination de la position d’au moins un élément cible sur au moins une image d’intérêt d’une zone corporelle, la zone corporelle comprenant au moins un élément intermédiaire imagé sur l’image d’intérêt, l’image d’intérêt ayant été acquise par un dispositif d’imagerie, chaque image acquise par le dispositif d’imagerie ayant un repère propre, dit repère image, dans lequel sont repérés les éléments de l’image, la position du dispositif d’imagerie à chaque acquisition d’images étant repérée dans un repère fixe, dit repère de suivi, la zone corporelle étant immobile dans le repère de suivi lors de la mise en œuvre du procédé, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : a. une phase préparatoire comprenant les étapes suivantes : i. l’obtention d’une représentation géométrique, dite représentation géométrique locale, de l’élément intermédiaire, la représentation géométrique locale étant repérée dans un repère géométrique fixe, dit repère local, l’élément cible ayant une position relative par rapport à l’élément intermédiaire qui est connue dans le repère local, il. l’obtention d’images préparatoires de la zone corporelle, les images préparatoires ayant été acquises par le dispositif d’imagerie pour différentes positions du dispositif d’imagerie, chaque position du dispositif d’imagerie correspondant à un angle de vue différent de la zone corporelle, ill. la détermination d’une transformation, dite transformation locale, entre le repère de suivi et le repère local en fonction de la représentation géométrique locale, des images préparatoires, et des positions du dispositif d’imagerie lors de l’acquisition des images préparatoires, b. une phase d’exploitation comprenant les étapes suivantes : i. l’obtention d’une image d’intérêt de la zone corporelle, il. la détermination d’une transformation, dite transformation image, entre le repère local et le repère image de l’image d’intérêt, la transformation image étant déterminée en fonction de la transformation locale déterminée et de la position du dispositif d’imagerie lors de l’acquisition de l’image d’intérêt, et ill. la détermination de la position de l’élément cible sur l’image d’intérêt en fonction de la transformation image déterminée et de la position relative connue de l’élément cible par rapport à l’élément intermédiaire.
Suivant des modes de réalisation particuliers, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- les étapes de la phase d’exploitation sont répétées au cours du temps pour des images d’intérêt correspondant à des positions différentes du dispositif d’imagerie ;
- la phase d’exploitation comprend une étape d’affichage de l’image d’intérêt sur un écran avec en superposition une représentation de l’élément cible à la position déterminée sur l’image d’intérêt ;
- la représentation géométrique locale est obtenue en fonctions d’images en coupe de la zone corporelle comprenant l’élément intermédiaire et l’élément cible, les images en coupe ayant été acquises par un dispositif d’imagerie médicale ;
- l’étape de détermination de la transformation locale comprend : a. la détermination, pour chaque image préparatoire, d’une représentation géométrique, dite représentation annotée, de l’élément intermédiaire, les représentations annotées étant repérées dans le repère de suivi en fonction de la position du dispositif d’imagerie lors de l’acquisition desdites images, b. le placement de la représentation géométrique locale à une position initiale dans le repère de suivi, c. la détermination, dans le repère de suivi, en fonction des représentations annotées, d’une représentation, dite représentation géométrique préparatoire, et d. la détermination de la transformation locale par recalage de la représentation géométrique locale et de la représentation géométrique préparatoire dans le repère de suivi (Rs) ;
- la représentation géométrique préparatoire est obtenue par projection des représentations annotées et recoupement desdites projections ;
- l’élément intermédiaire présente une forme invariante en géométrie projective ; et
- l’élément intermédiaire est un réseau artériel, tel que le réseau artériel illiaque, et l’élément cible est un ganglion lymphatique, de préférence un ganglion lymphatique sentinelle.
La présente invention a aussi pour objet un système de détermination de la position d’au moins un élément cible sur au moins une image d’intérêt d’une zone corporelle, la zone corporelle comprenant un élément intermédiaire imagé sur l’image d’intérêt, l’image d’intérêt ayant été acquise par un dispositif d’imagerie, chaque image acquise par le dispositif d’imagerie ayant un repère propre, dit repère image, dans lequel sont repérés les éléments de l’image, la position du dispositif d’imagerie à chaque acquisition d’images étant repérée dans un repère fixe, dit repère de suivi, le système comprenant un calculateur configuré pour mettre en œuvre les étapes d’un procédé selon l’invention ; et
- le système comprend aussi : a. le dispositif d’imagerie pour l’acquisition des images préparatoires et des images d’intérêt, b. un support sur lequel est monté le dispositif d’imagerie, et c. un dispositif de suivi raccordé au support pour déplacer le dispositif d’imagerie et suivre les déplacements du dispositif d’imagerie.
La présente description se rapporte également à un produit programme d’ordinateur sur lequel est mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme, le programme d’ordinateur étant chargé sur une unité de traitement de données et entraînant la mise en œuvre d’un procédé tel que décrit précédemment lorsque le programme d’ordinateur est mis en œuvre sur l’unité de traitement des données.
La présente description concerne aussi un support lisible d’informations sur lequel est mémorisé un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme, le programme d’ordinateur étant chargé sur une unité de traitement de données et entraînant la mise en œuvre d’un procédé tel que décrit précédemment lorsque le programme d’ordinateur est mis en œuvre sur l’unité de traitement des données.
La présente description porte aussi sur un procédé chirurgical comprenant : le placement d’un dispositif d’imagerie dans le corps du patient (anesthésié), l’acquisition, par le dispositif d’imagerie, d’images préparatoires d’une zone corporelle, la zone corporelle comprenant un élément intermédiaire (visible sur les images) et un élément cible (visible ou non sur les images), la mise en œuvre de la phase préparatoire du procédé de détermination tel que décrit précédemment en fonction des images préparatoires acquises, l’acquisition, par le dispositif d’imagerie, d’une image d’intérêt de la zone corporelle, et la mise en œuvre de la phase d’exploitation du procédé de détermination tel que décrit précédemment pour l’image d’intérêt acquise.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont :
[Fig 1], Figure 1 , une vue schématique d’un exemple d’un système de détermination de la position d’un élément cible sur des images d’intérêt d’une zone corporelle, [Fig 2], Figure 2, un organigramme d’un exemple de mise en œuvre d’un procédé de détermination de la position d’un élément cible sur des images d’intérêt d’une zone corporelle,
[Fig 3], Figure 3, une vue schématique illustrant un exemple d’obtention d’une représentation géométrique locale en fonction d’images en coupe (en provenance d’un dispositif d’imagerie médicale),
[Fig 4], Figure 4, une représentation schématique d’un exemple d’une représentation annotée d’un élément intermédiaire, la représentation annotée ayant été obtenue à partir d’une image préparatoire, et
[Fig 5], Figure 5, une représentation schématique d’un exemple de recalage d’une représentation géométrique locale et d’une représentation géométrique préparatoire dans le repère de suivi.
Un exemple d’un système 10 de détermination de la position d’un élément cible Ec sur des images d’intérêt d’une zone corporelle Z est illustré par la figure 1. L’élément cible Ec est illustré en figure 3.
Dans cet exemple, le système 10 comprend un dispositif d’imagerie 12, un support 14, un dispositif de suivi 16, et un calculateur 18. Dans une variante, le système 10 comprend seulement le calculateur 18.
Le dispositif d’imagerie 12 est propre à acquérir des images d’une zone corporelle Z. Le dispositif d’imagerie 12 est, par exemple, une caméra.
Dans un mode de réalisation principal, les images acquises sont des images bidimensionnelles (2D).
En variante, les images acquises sont des images tridimensionnelles (3D), par exemple obtenues directement d’un flux vidéo 3D ou résultant de deux flux vidéos 2D combinés pour obtenir les images 3D.
Le support 14 supporte le dispositif d’imagerie 12. Le support 14 est propre à être déplacé, permettant ainsi le déplacement du dispositif d’imagerie 12.
Le support 14 est, par exemple, un tube dans lequel est inséré le dispositif d’imagerie 12.
Le dispositif de suivi 16 est raccordé au support 14. Le dispositif de suivi 16 est propre à déplacer le dispositif d’imagerie 12 et à suivre les déplacements du support 14, et donc du dispositif d’imagerie 12.
Dans un exemple, le dispositif de suivi 16 est un bras instrumenté.
Le calculateur 18 est, par exemple, connecté par voie filaire ou sans fil (Wifi, Bluetooth), d’une part, au dispositif d’imagerie 12 de sorte à recevoir les images acquises par le dispositif d’imagerie 12, et d’autre part, au dispositif de suivi 16 pour obtenir la position du dispositif d’imagerie 12.
Le calculateur 18 est, par exemple, un ordinateur en interaction avec un produit programme d’ordinateur.
Le calculateur 18 comporte typiquement un processeur comprenant une unité de traitement de données, des mémoires et un lecteur de support d’informations. Le calculateur 18 comprend aussi classiquement une interface homme-machine (clavier), un écran (tactile ou non) et une souris.
Le produit programme d’ordinateur comporte un support d’informations.
Le support d’informations est un support lisible par le calculateur 18, usuellement par l’unité de traitement de données. Le support lisible d’informations est un médium adapté à mémoriser des instructions électroniques et capable d’être couplé à un bus d’un système informatique.
A titre d’exemple, le support d’informations est une clé USB, une disquette ou disque souple (de la dénomination anglaise « Floppy disc »), un disque optique, un CD-ROM, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, une mémoire EPROM, une mémoire EEPROM, une carte magnétique, une carte optique ou encore une carte perforée. Sur le support d’informations est mémorisé le programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme.
Le programme d’ordinateur est chargeable sur l’unité de traitement de données du calculateur 18 et est adapté pour entraîner la mise en œuvre d’un procédé de détermination de la position d’un élément cible Ec sur des images d’intérêt d’une zone corporelle Z.
Le fonctionnement du dispositif 10 va maintenant être décrit en référence à l’exemple de la figure 2, qui illustre un organigramme d’un procédé de détermination de la position d’un élément cible Ec sur des images d’intérêt d’une zone corporelle Z et des figures 1 et 3 à 5, qui illustrent des exemples de mise en œuvre d’étapes du procédé.
Le procédé de détermination décrit dans ce qui suit vise à déterminer la position d’un élément cible Ec sur des images d’intérêt d’une zone corporelle Z. La zone corporelle Z comprend au moins un élément intermédiaire Ei et au moins un élément cible Ec. L’élément intermédiaire Ei est visible sur les images d’intérêt, l’élément cible Ec est quant à lui généralement non visible sur les images d’intérêt (caché par des organes ou des tissus de la zone corporelle Z). Il est entendu que l’élément intermédiaire Ei et l’élément cible Ec sont à proximité.
De préférence, l’élément intermédiaire Ei présente une forme invariante en géométrie projective, c’est-à-dire que la forme de l’élément intermédiaire ne varie pas lorsque l’élément est projeté (dans un plan par exemple). L’élément intermédiaire Ei a par exemple une forme tubulaire.
De préférence, l’élément intermédiaire Ei est un réseau artériel, tel que le réseau artériel illiaque, et l’élément cible Ec est un ganglion lymphatique, de préférence un ganglion lymphatique sentinelle.
La figure 1 illustre de manière générale, les repères géométriques et transformations considérés lors de la mise en œuvre du présent procédé.
En particulier, trois repères géométriques distincts sont considérés, à savoir :
- un repère image Ri (variable) propre à chaque image acquise par le dispositif d’imagerie 12 et dans lequel sont repérés les éléments de l’image. Les images considérées dans la suite de la description sont les images préparatoires IMP et les images d’intérêt IMi.
- un repère de suivi Rs (fixe) dans lequel sont repérées les positions du dispositif d’imagerie 12 lors de l’acquisition des différentes images. Ainsi, les positions, dans le repère de suivi Rs, des images acquises par le dispositif d’imagerie 12 sont fonction de la position du dispositif d’imagerie 12. Le repère de suivi Rs est par exemple un repère relatif au dispositif de suivi (base du bras articulé par exemple). - un repère local RL (fixe) dans lequel est repérée une représentation géométrique locale GL de l’élément intermédiaire Ei (obtenue à partir d’images en coupe repérées elles-aussi dans le repère local).
La figure 1 illustre également les transformations permettant de passer d’un repère à un autre, à savoir :
- la transformation locale LTS permettant de passer du repère de suivi Rs au repère local RL. La transformation locale LTS est une transformation constante quelle que soit la position du dispositif d’imagerie 12.
- la transformation préparatoire sTi' permettant de passer du repère image Ri au repère de suivi Rs. La transformation préparatoire sTi' est une transformation variable en fonction de la position du dispositif d’imagerie 12 lors de l’acquisition de l’image considérée (l’indice « i » indique que la transformation est variable, i étant incrémenté au cours du temps).
- la transformation image LTi' permettant de passer du repère image Ri au repère local RL. La transformation image LTi' est une transformation variable en fonction de la position du dispositif d’imagerie 12 lors de l’acquisition de l’image considérée (l’indice « i » indique que la transformation est variable, i étant incrémenté au cours du temps).
Ces transformations sont reliées entre elles par la formule suivante :
LT = LTS. sTi'
Le but du présent procédé est de déterminer la transformation image LTi' permettant de recaler des informations de positions (position de l’élément cible) repérées dans le repère image Ri de l’image considérée vers le repère local RL. Pour cela, il convient de connaître la transformation préparatoire sTi' pour l’image considérée et la transformation locale LTS. La transformation préparatoire sTi' est propre à être obtenue via le dispositif de suivi 16. Ainsi, il reste à déterminer la transformation locale LTs.
Le procédé de détermination comprend une phase préparatoire 100 et une phase d’exploitation 200.
La phase préparatoire 100 vise à déterminer la transformation locale LTS permettant de passer du repère de suivi Rs au repère local RL. Lors de la phase d’exploitation 200, la transformation locale LTS déterminée est utilisée pour déterminer la transformation image LTi' permettant de déterminer la position de l’élément cible sur l’image d’intérêt IMi considérée.
Le procédé de détermination est mis en œuvre pour une zone corporelle Z immobile dans le repère de suivi Rs. Ainsi, si la zone corporelle Z se déplace ou est en mouvement, les différentes phases du procédé doivent être réitérées. Le procédé de détermination est mis en œuvre par le calculateur 18 du dispositif de détermination 10, c’est-à-dire est mis en œuvre par ordinateur. En particulier, il est souligné que les phases et étapes décrites pour le procédé de détermination concernent un traitement d’image sur des images préalablement acquises d’une zone corporelle Z. En particulier, il est souligné que le présent procédé ne porte pas sur l’acquisition des images, ces images étant seulement obtenues, au sens d’un chargement de données, par le calculateur 18.
Les étapes du procédé sont donc entièrement mises en œuvre en dehors du corps humain, sans contact avec le corps humain. Aucune de ces étapes n’est donc de nature chirurgicale, ni thérapeutique. Le procédé de détermination concerne donc bien une méthode non-chirurgicale de détermination de la position d’un élément cible Ec sur des images d’intérêt d’une zone corporelle Z.
La phase préparatoire 100 va maintenant être décrite plus en détails. En particulier, comme indiqué précédemment, la phase préparatoire 100 vise à identifier la transformation locale LTS (constante) permettant de passer du repère de suivi Rs au repère local RL.
La phase préparatoire 100 comprend une étape 110 d’obtention d’une représentation géométrique, dite représentation géométrique locale GL, de l’élément intermédiaire Ei. Comme indiqué précédemment, par le terme « obtention », il est entendu chargement des images par le calculateur 18, ces images ayant été par exemple préalablement mémorisées dans une mémoire du calculateur 18, ou en provenance d’un flux de données numériques auquel est connecté le calculateur 18.
La représentation géométrique locale GL est une représentation tridimensionnelle. La représentation géométrique locale GL est repérée dans le repère local RL. L’élément cible Ec a une position relative par rapport à l’élément intermédiaire Ei qui est connue dans le repère local RL (par exemple obtenue via les images en coupe repérées dans le repère local RL et ayant permis d’obtenir la représentation géométrique locale GL).
Dans un exemple de mode de réalisation, la représentation géométrique locale GL est obtenue en fonctions d’images en coupe de la zone corporelle Z comprenant l’élément intermédiaire Ei et l’élément cible Ec. Les images en coupe ont été obtenues par un dispositif d’imagerie médicale. Le dispositif d’imagerie médicale est, par exemple, un dispositif IRM, un dispositif CBCT, un dispositif d’imagerie optique, un scanner, ou encore un dispositif d’échographie à ultrasons.
Les images en coupe sont par exemple des images scanner IMS. Une image scanner est une image en tranche d’une zone corporelle Z obtenue par tomographie par émission de positons couplée (TEMP) à une tomodensitométrie (TDM) permettant, ainsi, d’imager à la fois l’élément intermédiaire Ei et l’élément cible Ec. En particulier, comme illustré par la figure 3, des images scanner IMS 2D sont utilisées pour reconstruire une représentation 3D de l’élément intermédiaire Ei (réseau artériel iliaque). Le logiciel de traitement des images utilisé (3D slicer® par exemple, voir par exemple l’article suivant : Fedorov A, Beichel R, Kalpathy-Cramer J, Finet J, Fillion- Robin J-C, Pujol S, et al. 3D Slicer as an image computing platform for the Quantitative Imaging Network. Magn Reson Imaging. Nov 2012 ;30(9) :1323-41 ) permet de générer une squelettisation du réseau artériel. Ce squelette forme la représentation géométrique locale GL.
Dans le cas où l’élément intermédiaire Ei est le réseau artériel iliaque, ce squelette est, par exemple, formé de courbes 2D plongées dans la 3D (représentées par des points ou des fonctions mathématiques (splines, courbes de Bézier, etc.)). En particulier, le squelette matérialise les points de l’élément intermédiaire Ei respectant une propriété d’invariance projective (axe de révolution des tubes par exemple).
La phase préparatoire 100 comprend une étape 120 d’obtention d’images préparatoires IMP de la zone corporelle Z. Les images préparatoires IMP ont été acquises par le dispositif d’imagerie 12 pour différentes positions du dispositif d’imagerie 12. Chaque position du dispositif d’imagerie 12 correspond à un angle de vue différent de la zone corporelle Z.
Les images préparatoires IMP ont chacune une position connue dans le repère de suivi Rs. Cette position connue a par exemple été obtenue en fonction de la position du dispositif d’imagerie 12 obtenue via le dispositif de suivi 16, à laquelle il est appliqué la transformation préparatoire sTi' permettant de passer du repère image Ri au repère de suivi Rs. La transformation préparatoire sTi' est considérée connue lorsque la position du dispositif d’imagerie 12 est connue. Par exemple, la transformation préparatoire sTi' en fonction de la position du dispositif d’imagerie 12 est obtenue en amont, par exemple à partir de données fournisseurs ou via une calibration préalable.
Dans un exemple, la transformation préparatoire sTi' est composée de deux éléments. Une première transformation entre le dispositif d’imagerie 12 et le support 14 (à l'extrémité du dispositif de suivi 16, par exemple un bras instrumenté). Cette transformation est fixe et est obtenue par une calibration (par exemple avec une mire). Puis, il y a une seconde transformation entre le support 14 (à l'extrémité du dispositif de suivi 16, par exemple un bras instrumenté) et la base du dispositif de suivi 16 (en l’occurrence, la base du bras instrumenté) qui elle est variable de par les mouvements du bras. Cette seconde transformation est obtenue via le dispositif de suivi 16.
La phase préparatoire 100 comprend une étape 130 de détermination de la transformation locale LTS permettant de passer du repère de suivi Rs au repère local RL. La transformation locale LTS est déterminée en fonction de la représentation géométrique locale GL, des images préparatoires IMP, et des positions du dispositif d’imagerie 12 lors de l’acquisition des images préparatoires IMP.
Dans ce qui suit, il est décrit un exemple particulier de détermination de la transformation locale LTs. Néanmoins, l’invention s’applique à tout autre mode de réalisation permettant de déterminer la transformation locale LTS.
Dans cet exemple, l’étape 130 de détermination comprend une sous-étape 130A selon laquelle, pour chaque image préparatoire IMP, il est déterminé une représentation géométrique de l’élément intermédiaire Ei, dite représentation annotée GA. Dans cet exemple, au moins trois images préparatoires IMP sont considérées.
Dans cet exemple, chaque représentation annotée GA est une représentation bidimensionnelle. Les représentations annotées GA sont repérées dans le repère de suivi Rs en fonction de la position du dispositif d’imagerie 12 lors de l’acquisition desdites images.
Dans cet exemple, la représentation annotée GAde chaque image préparatoire IMP est obtenue par l’action d’un opérateur venant annoter / surligner / pointer une portion de l’élément intermédiaire Ei sur l’image (par exemple via un écran tactile).
En variante, la représentation annotée GA de chaque image préparatoire IMP est obtenue semi-automatiquement, c’est-à-dire par une annotation réalisée par l’ordinateur suivie d’une validation/rectification d’un opérateur. L’annotation réalisée par l’ordinateur est par exemple effectuée par un algorithme de détection.
La figure 4 illustre un exemple d’une image préparatoire IMP sur laquelle une partie de l’élément intermédiaire Ei a été repérée par annotation, surlignage ou pointage (automatiquement, manuellement ou semi-automatiquement), les annotations / surlignages / pointages formant ainsi la représentation annotée GA.
L’étape 130 de détermination comprend une sous-étape 130B de placement de la représentation géométrique locale GL à une position de départ dans le repère de suivi Rs. La position initiale est connue (mais peut être choisie de manière quelconque).
L’étape 130 de détermination comprend une sous-étape 130C de détermination, dans le repère de suivi Rs, en fonction des représentations annotées GA, d’une représentation, dite représentation géométrique préparatoire GP.
En particulier, dans l’exemple illustré par la figure 5, la représentation géométrique préparatoire GP est obtenue par projection des représentations annotées GA et recoupement desdites projections. En effet, le croisement des surfaces projectives correspond à la portion invariante annotée / surlignée / pointée de l’élément intermédiaire Ei (typiquement le centre C de l’artère). La représentation géométrique préparatoire GP est alors un « squelette » du réseau à l’intersection des surfaces projetées comme illustré sur la figure 5.
L’étape 130 de détermination comprend une sous-étape 130D de détermination de la transformation locale LTS en fonction de la représentation géométrique locale GL et de la représentation géométrique préparatoire Gp.
En particulier, la transformation locale LTS est obtenue en recalant (de préférence en superposant) la représentation géométrique locale GL et la représentation géométrique préparatoire Gp dans le repère de suivi Rs (et connaissant la position initiale de la représentation géométrique locale GL dans le repère de suivi Rs).
La transformation locale LTs est, par exemple, obtenue en minimisant les distances entre la représentation géométrique locale GL et la représentation géométrique préparatoire Gp. Par exemple, la minimisation consiste à minimiser la moyenne quadratique (RMS) des distances entre les courbes formant la représentation géométrique locale GL et la représentation géométrique préparatoire Gp. Dans un autre exemple, la minimisation est réalisée par une méthode dite de descente de gradient ou par tout autre méthode correspondante de minimisation de distances.
En particulier, la figure 5 illustre un exemple d’itérations pour minimiser les distances entre la représentation géométrique locale GL et la représentation géométrique préparatoire Gp.
De préférence, si le degré de similarité est inférieur à un seuil prédéterminé (seuil fixé par défaut dans le logiciel mais adaptable par l’opérateur), de nouvelles représentations annotées GA sont requises et les étapes précédentes sont répétées avec ces nouvelles représentations annotées GA.
De préférence, des conditions ont été fixées pour que l’algorithme stoppe les itérations de calcul. Ces conditions comprennent au moins l’une des conditions suivantes :
- l’erreur est suffisamment petite (inférieure à un seuil prédéterminé),
- le nombre d’itérations maximum est atteint, ou
- l’erreur ne varie plus.
La phase 200 d’exploitation comprend une étape 210 d’obtention d’une image d’intérêt IMi de la zone corporelle Z. L’image d’intérêt IMi a été acquise par le dispositif d’imagerie 12 pour une position du dispositif d’imagerie 12 connue via le dispositif de suivi 16.
Comme indiqué précédemment, par le terme « obtention », il est entendu chargement des images par le calculateur 18, ces images ayant été par exemple préalablement mémorisées dans une mémoire du calculateur 18, ou en provenance d’un flux de données numériques auquel est connecté l’ordinateur 18. La phase d’exploitation 200 comprend une étape 220 de détermination d’une transformation image LTi' pour l’image d’intérêt IMi en fonction de la transformation locale LTs déterminée précédemment et de la position du dispositif d’imagerie 12 lors de l’acquisition de l’image d’intérêt IMi.
En particulier, la position du dispositif d’imagerie 12 permet d’obtenir la transformation préparatoire sTi' pour l’image d’intérêt IMi considérée (par exemple de la même manière que dans les exemples décrits précédemment pour la phase préparatoire). La transformation image LTi' pour l’image d’intérêt IMi est ensuite obtenue avec la formule suivante : LTi' = LTs. sTi'.
La phase d’exploitation 200 comprend une étape 230 de détermination de la position Pi de l’élément cible Ec sur l’image d’intérêt IMi en fonction de la transformation image LTi' déterminée et de la position relative connue de l’élément cible Ec par rapport à l’élément intermédiaire Ei.
De préférence, la phase d’exploitation 200 comprend une étape 240 d’affichage de l’image d’intérêt IMi sur un écran (du calculateur 18) avec en superposition (i.e. réalité augmentée) une représentation de l’élément cible Ec à la position Pi déterminée sur l’image d’intérêt IMi.
De préférence, les étapes de la phase d’exploitation 200 sont répétées au cours du temps pour des images d’intérêt I Mi correspondant à des positions différentes du dispositif d’imagerie 12. La répétition est de préférence effectuée en temps réel et en continu, c’est- à-dire au fur et à mesure de la réception des images d’intérêt IMi par le calculateur 18.
Ainsi, le présent procédé et le présent système 10 permettent de déterminer la position d’un élément cible Ec sur des images d’une zone corporelle Z acquises sous différents points de vue. Pour cela, un élément intermédiaire Ei est utilisé pour recaler une représentation de l’élément cible Ec sur l’image d’intérêt I Mi considérée.
Un des avantages du présent procédé est qu’une fois la transformation locale LTs obtenue, et à condition que la zone corporelle Z reste immobile, le recalage peut être effectué sur des images d’intérêt IMi de la zone corporelle Z acquises quelle que soit la position du dispositif d’imagerie 12. En d’autres termes, le dispositif d’imagerie 12 peut être librement déplacé pour acquérir différentes images d’intérêt I Mi de la zone corporelle Z sans avoir à réeffectuer une phase préparatoire de calibrage.
Le procédé est donc utilisable pour localiser des ganglions sentinelles (i.e. élément cible Ec) invisibles par le dispositif d’imagerie 12 (e.g. caméra endoscopique, laparoscope). En effet, l’élément intermédiaire Ei (réseau artériel iliaque) permet de recaler des informations obtenues préalablement (de préférence en provenance d’images de TEMP couplée à une TDM préopératoire (tomodensitométrie) sur lesquelles les ganglions auront préalablement été identifiés) sur les images acquises par le dispositif d’imagerie 12. Il est ainsi possible de générer une superposition visible en réalité augmentée.
L’homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes précédemment décrits peuvent être combinés pour former de nouveaux modes de réalisation pourvu qu’ils soient compatibles techniquement.
Par exemple, bien que la présente description ait donné un exemple avec un seul élément intermédiaire et un seul élément cible, l’homme du métier comprendra que l’invention s’applique aussi au cas où plusieurs éléments intermédiaires et/ou plusieurs éléments cibles sont considérés.
En complément, il est à noter que dans les exemples de la présente description, les transformations entre les différents repères ont été décrites dans le sens des flèches de la figure 1 . Néanmoins, l’homme du métier comprendra que la présente description s’applique également dans le cas où :
- la transformation locale considérée permet de passer du repère local RL au repère de suivi Rs (transformation ST ), et
- la transformation préparatoire considérée permet de passer du repère de suivi Rs au repère image Ri (transformation 'Ts'), et
- la transformation image considérée permet de passer du repère local RL au repère image Ri (transformation ’TJ).
Ces transformations sont dans ce cas reliées entre elles par la formule suivante : ‘TL1 = S^TL

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de détermination de la position (Pi) d’au moins un élément cible (Ec) sur au moins une image d’intérêt (IMi) d’une zone corporelle (Z), la zone corporelle (Z) comprenant au moins un élément intermédiaire (Ei) imagé sur l’image d’intérêt ( IMi), l’image d’intérêt (I Mi) ayant été acquise par un dispositif d’imagerie (12), chaque image acquise par le dispositif d’imagerie (12) ayant un repère propre, dit repère image (Ri), dans lequel sont repérés les éléments de l’image, la position du dispositif d’imagerie (12) à chaque acquisition d’images étant repérée dans un repère fixe, dit repère de suivi (Rs), la zone corporelle (Z) étant immobile dans le repère de suivi (Rs) lors de la mise en œuvre du procédé, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : a. une phase préparatoire comprenant les étapes suivantes : i. l’obtention d’une représentation géométrique, dite représentation géométrique locale (GL), de l’élément intermédiaire (Ei), la représentation géométrique locale (GL) étant repérée dans un repère géométrique fixe, dit repère local (RL), l’élément cible (Ec) ayant une position relative par rapport à l’élément intermédiaire (Ei) qui est connue dans le repère local (RL), il. l’obtention d’images préparatoires (IMP) de la zone corporelle (Z), les images préparatoires (IMP) ayant été acquises par le dispositif d’imagerie (12) pour différentes positions du dispositif d’imagerie (12), chaque position du dispositif d’imagerie (12) correspondant à un angle de vue différent de la zone corporelle (Z), ill. la détermination d’une transformation, dite transformation locale (LTs), entre le repère de suivi (Rs) et le repère local (RL) en fonction de la représentation géométrique locale (GL), des images préparatoires (IMP), et des positions du dispositif d’imagerie (12) lors de l’acquisition des images préparatoires (IMP), b. une phase d’exploitation comprenant les étapes suivantes : i. l’obtention d’une image d’intérêt (IMi) de la zone corporelle (Z), il. la détermination d’une transformation, dite transformation image (LTi'), entre le repère local (RL) et le repère image (Ri) de l’image d’intérêt (IMi), la transformation image (LTi') étant déterminée en fonction de la transformation locale (LTS) déterminée et de la position du dispositif d’imagerie (12) lors de l’acquisition de l’image d’intérêt (IMi), et ill. la détermination de la position (Pi) de l’élément cible (Ec) sur l’image d’intérêt ( I Mi) en fonction de la transformation image (LTi') déterminée et de la position relative connue de l’élément cible (Ec) par rapport à l’élément intermédiaire (Ei).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel les étapes de la phase d’exploitation sont répétées au cours du temps pour des images d’intérêt (IMi) correspondant à des positions différentes du dispositif d’imagerie (12).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la phase d’exploitation comprend une étape d’affichage de l’image d’intérêt (IMi) sur un écran avec en superposition une représentation de l’élément cible (Ec) à la position (Pi) déterminée sur l’image d’intérêt (IMi).
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la représentation géométrique locale (GL) est obtenue en fonctions d’images en coupe (IMs) de la zone corporelle (Z) comprenant l’élément intermédiaire (Ei) et l’élément cible (Ec), les images en coupe (IMs) ayant été acquises par un dispositif d’imagerie médicale.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape de détermination de la transformation locale (LTS) comprend : a. la détermination, pour chaque image préparatoire (IMP), d’une représentation géométrique, dite représentation annotée (GA), de l’élément intermédiaire (Ei), les représentations annotées (GA) étant repérées dans le repère de suivi (Rs) en fonction de la position du dispositif d’imagerie (12) lors de l’acquisition desdites images, b. le placement de la représentation géométrique locale (GL) à une position initiale dans le repère de suivi (Rs), c. la détermination, dans le repère de suivi (Rs), en fonction des représentations annotées (GA), d’une représentation, dite représentation géométrique préparatoire (Gp), et d. la détermination de la transformation locale (LTS) par recalage de la représentation géométrique locale (GL) et de la représentation géométrique préparatoire (Gp) dans le repère de suivi (Rs).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la représentation géométrique préparatoire (Gp) est obtenue par projection des représentations annotées (GA) et recoupement desdites projections.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’élément intermédiaire (Ei) présente une forme invariante en géométrie projective.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’élément intermédiaire (Ei) est un réseau artériel, tel que le réseau artériel illiaque, et l’élément cible (Ec) est un ganglion lymphatique, de préférence un ganglion lymphatique sentinelle.
9. Système (10) de détermination de la position (Pi) d’au moins un élément cible (Ec) sur au moins une image d’intérêt (IMi) d’une zone corporelle (Z), la zone corporelle (Z) comprenant un élément intermédiaire (Ei) imagé sur l’image d’intérêt (I Mi) , l’image d’intérêt (IMi) ayant été acquise par un dispositif d’imagerie (12), chaque image acquise par le dispositif d’imagerie (12) ayant un repère propre, dit repère image (Ri), dans lequel sont repérés les éléments de l’image, la position du dispositif d’imagerie (12) à chaque acquisition d’images étant repérée dans un repère fixe, dit repère de suivi (Rs), le système comprenant un calculateur (18) configuré pour mettre en œuvre les étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
10. Système (10) selon la revendication 9, dans lequel le système (10) comprend aussi : a. le dispositif d’imagerie (12) pour l’acquisition des images préparatoires (IMP) et des images d’intérêt (IMi), b. un support (14) sur lequel est monté le dispositif d’imagerie (12), et c. un dispositif de suivi (16) raccordé au support (14) pour déplacer le dispositif d’imagerie (12) et suivre les déplacements du dispositif d’imagerie (12).
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