FR2786388A1 - Procede de detection d'un tissu de nature determinee en radiologie numerique et son utilisation pour le reglage des parametres d'exposition - Google Patents

Procede de detection d'un tissu de nature determinee en radiologie numerique et son utilisation pour le reglage des parametres d'exposition Download PDF

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Abstract

Le procédé consiste à soumettre l'organe à une préexposition avec une faible dose de rayons, à créer dans le champ de l'image de préexposition une image multicellulaires dont chaque cellule représente le niveau de signal moyen d'un nombre prédéterminé de pixels du détecteur, à choisir dans les colonnes la cellule de niveau de signal minimum la plus éloignée d'un repère, établir autour de cette cellule une bande parallèle au repère et choisir dans la bande la cellule ayant le niveau de signal minimal absolu. On peut alors régler les paramètres d'exposition à partir de ce niveau de signal minimal absolu. Application à la mammographie.

Description

PROCÉDÉ DE DÉTECTION D'UN TISSU DE NATURE
DÉTERMINÉE EN RADIOLOGIE NUMÉRIQUE ET SON
UTILISATION POUR LE REGLAGE DES PARAMÈTRES
D'EXPOSITION
La présente invention concerne le domaine de l'imagerie radiologique qui permet de visualiser un organe ou une partie
d'organe, en général du corps humain.
En radiologie numérique, l'image numérique obtenue dépend entre autre de la dose de rayons X et de la nature du tissu de l'organe examiné. L'organe examiné peut être constitué de tissus de natures différentes et la zone d'intérêt de l'organe examiné, constituée d'un tissu de nature donnée. C'est le cas en particulier des seins qui sont
constitués de tissus adipeux et de tissus glandulaires.
Sur les appareils actuels en mammographie, on positionne la cellule AEC derrière ce qu'on suppose être le tissu glandulaire. Ce
positionnement se fait en aveugle.
Il serait donc souhaitable de pouvoir détecter automatiquement un tissu de nature déterminée, tel que le tissu glandulaire du sein, des autres tissus de l'organe examiné afin de régler les paramètres d'exposition en fonction de la nature du tissu à examiner. La présente invention a donc pour objet un procédé de détection automatique d'un tissu de nature prédéterminée d'une partie d'organe examinée par radiographie numérique aux rayons X et l'utilisation de cette détection pour établir les paramètres d'exposition
de la partie d'organe.
Selon l'invention, le procédé comprend a) l'établissement de paramètres de préexposition à partir d'une table d'optimisation automatique des paramètres, une composition théorique donnée et une épaisseur radiologique estimée de la partie d'organe examinée et pour une dose de rayons X de préexposition faible mais suffisante pour obtenir une image de préexposition de qualité suffisante pour la différenciation des tissus de la partie d'organe examinée; b) l'établissement d'un niveau de dose minimale et d'un niveau de dose maximal à partir d'une épaisseur mécanique prédéterminée de la partie d'organe examinée et la conversion de ces niveaux de dose en un niveau de seuil minimal et un niveau de seuil maximal de signal, lisibles par un détecteur; c) la préexposition de la partie d'organe examinée pour obtenir une image de préexposition; d) la création dans une zone d'intérêt du champ de l'image de préexposition d'une image multi-cellulaires comportant des colonnes dont chaque cellule indexée par rapport à un repère représente la moyenne logarithmique des niveaux de signaux compris entre le niveau de seuil minimal et le niveau de seuil maximal d'un nombre prédéterminé de pixels du détecteur; e) la détermination dans chaque colonne de la position par rapport au repère de la cellule ayant le niveau de signal minimum pour obtenir un ensemble de cellules retenues; f) le choix dans l'ensemble de cellules retenues de celle dont la position est la plus éloignée du repère; g) la détermination d'une bande parallèle au repère incluant la cellule retenue et dont la largeur est proportionnelle à l'éloignement de la cellule choisie par rapport au repère et la recherche dans cette bande de la cellule ayant le niveau de signal minimum absolu; et h) l'utilisation de ce niveau de signal minimum absolu pour établir les paramètres d'exposition de la partie d'organe examinée aux rayons X. La partie d'organe examinée est comprimée au moyen d'un dispositif de compression, telle qu'une pelote de compression dans le cas d'un sein, et il est préférable de pouvoir s'assurer que ce dispositif ne se trouve pas dans le champ de l'image, ou s'il s'y trouve, modifier
le mode de détection de la zone d'intérêt.
Pour ce faire, après l'étape (d), on procède aux étapes suivantes: (1) l'élimination de toutes les cellules ne comportant pas suffisamment de pixels de valeur comprise entre le niveau de seuil minimal et le niveau de seuil maximal; (2) l'établissement d'une position minimale et d'une position maximale en profondeur déterminées à partir du repère, d'un dispositif de compression de la partie d'organe examinée éventuellement present; (3) l'établissement d'une valeur de seuil (4) l'établissement d'une ligne située entre les positions minimale et maximale en profondeur de l'éventuel dispositif de compression et parallèle au repère; (5) la comparaison à la valeur de seuil de la variation du niveau de signal entre deux cellules consécutives le long de la ligne, et pour toutes les cellules sur la ligne; (6) l'enregistrement, si elles existent, des deux positions le long de la ligne pour lesquelles les variations de niveau de signal sont passées d'une valeur supérieure à la valeur de seuil à une valeur inférieure à l'inverse de la valeur de seuil; (7) la vérification que la distance entre les deux positions enregistrées, lorsqu'elles existent, est supérieure à une valeur prédéterminée, la satisfaction des conditions des étapes (6) et (7) déterminant la présence du dispositif de compression; et (8) la mise en oeuvre des étapes (e) à (h) dans une zone délimitée par les deux positions enregistrées à l'étape (6) et les
positions minimale et maximale en profondeur établie à l'étape (2).
La suite de la description se réfère aux figures annexées qui
représentent respectivement: Figure 1, une représentation schématique d'une image multicellulaires selon le procédé de l'invention Figure 2, une représentation schématique de la zone de tissu de nature prédéterminée telle qu'établie par le procédé selon l'invention; et Figure 3, une représentation schématique montrant l'effet de l'utilisation d'un dispositif de compression de la partie d'organe examinée relativement à l'acquisition de l'image d'une partie d'organe examinée.
Bien que la description suivante sera faite relativement à
l'examen d'un sein, le procédé décrit peut s'appliquer à tout autre organe constitué de tissus de natures différentes ayant des coefficients
d'atténuation des rayons X différents.
Dans l'application du procédé de l'invention à la mammograhie, le sein sous examen, comme cela est bien connu, est constitué de tissus adipeux et de tissus glandulaires (glande mammère). Lors d'un examen radiographique, la région du sein à examiner est celle constituée par les tissus glandulaires et il est donc particulièrement intéressant de pouvoir établir les paramètres d'exposition aux rayons X du sein les plus adaptés à la région d'intérêt
c'est-à-dire les tissus glandulaires.
Après avoir établi les paramètres de préexposition à partir d'une table d'optimisation automatique des paramètres, une composition théorique donnée du sein et une épaisseur radiologique estimée du sein et pour que la dose de rayons X soit faible mais suffisante pour obtenir une image de préexposition de qualité suffisante pour la différenciation du tissu glandulaire du tissu du sein, on établit dans un dispositif d'imagerie numérique par rayons X un niveau de dose minimal et un niveau de dose maximal d'irradiation aux rayons X du sein à partir d'une épaisseur mécanique prédéterminée du sein que l'on convertit en niveau de seuil minimal et niveau de seuil maximal de signal, lisibles par un détecteur du dispositif, Comme cela est connu, les paramètres du faisceau comprennent, entre autres, la tension appliquée au tube de rayons X (kV), le produit du courant anodique multiplié par la durée d'exposition (mAs), la piste focale utilisée, le filtre et le
positionnement du faisceau.
La composition théorique donnée du sein est une composition a priori pour le sein, par exemple 50 % de tissus fibreux et 50 % de
tissus glandulaires.
Ayant choisi une composition théorique donnée du sein, on peut déterminer une épaisseur radiologique estimée du sein correspondant à l'épaisseur mécanique du sein multipliée par le coefficient d'atténuation des rayons X pour la composition théorique du sein, par exemple avec le choix ci-dessus, l'épaisseur radiologique
estimée serait de 0,93 x épaisseur mécanique.
Pour maintenir une dose d'exposition faible, le mA.s est
choisi faible, par exemple à une valeur de 1 à 4.
Après préexposition du sein, comme le montre la figure 1, on crée dans une zone d'intérêt du champ de préexposition une image multicellulaires 1 comportant des colonnes j dont chaque cellule est
indexée par rapport à un repère 2 que constitue la paroi du thorax.
Chaque cellule représente la moyenne logarithmique des niveaux de signaux compris entre le niveau de seuil minimal et le niveau de seuil maximal de signal établis précédemment d'un nombre prédéterminé de pixels du détecteur. (Ainsi, pour une image multicellulaire rectangulaire de dimensions 16 cm x 15 cm, on peut choisir des
cellules de 1 cm x 1 cm).
On détermine alors pour chaque colonne, la position par rapport au repère 2 de la cellule dans chaque colonne qui présente le niveau de signal minimal pour ainsi définir un ensemble de cellules retenues. On choisit alors dans l'ensemble des cellules retenues, la cellule la plus éloignée du repère 2. (Ceci évite une confusion avec le
muscle pectoral qui est proche de la paroi du thorax).
Comme le montre la figure 2, on détermine alors de part et d'autre de la cellule retenue, une bande parallèle au repère et dont la largeur est proportionnelle à l'éloignement par rapport au repère 2 et on recherche dans cette bande la cellule ayant le niveau de signal
minimum absolu.
On utilise ce niveau de signal minimum absolu pour établir
les paramètres d'exposition pour l'examen du sein.
Dans le cas d'un examen radiologique du sein, comme le montre la figure 3, le sein est comprimé au moyen d'une pelote de compression 2, qui comme cela est connu, a la forme générale d'un cadre rectangulaire, formant ainsi une zone comprimée 3 du sein, constituant la zone d'intérêt à examiner et des zones non comprimées 4 et 5. Dans le procédé de détection automatique du tissu glandulaire du sein selon l'invention donné à titre d'exemple, il faut alors détecter la présence de la pelote, en éliminer les effets ainsi que
ceux dus aux zones non comprimées du sein.
Les bords de la pelote de compression atténue le niveau de signal dans une mesure très supérieure aux tissus du sein, que ceux-ci
soient comprimés ou non.
Pour supprimer cet effet, après la détermination dans chaque colonne de la position de la cellule de niveau de signal minimum, on procède à une étape d'élimination de toutes les cellules ayant un niveau de signal inférieur au niveau de seuil minimal de signal établi
initialement.
D'autre part, les zones du sein non comprimées 4, 5 sont plus épaisses que la zone du sein comprimée 3, et ces zones non comprimées 4, 5 atténuent plus fortement le faisceau de rayons X et par conséquent, les niveaux de signaux sont plus faibles dans ces
zones non comprimées 4, 5.
Plus précisément, en se référant à la figure 3, le niveau de signal croît dans les zones 4 et 5 non comprimées jusqu'aux bords de la pelote de compression o ce niveau chute brutalement pour
remonter, également brutalement, dans la zone comprimée 3.
On utilise l'effet décrit ci-dessus pour détecter la présence de la pelote de compression 2 et pour limiter le champ de l'image à la
zone comprimée 3 du sein.
Pour cela, après avoir éliminé toutes les cellules ne comportant pas un nombre suffisant de pixels de valeur comprise entre le niveau de seuil minimal et le niveau de seuil maximal, on établit les positions en profondeur minimale (Pmin) et maximal (Pmax) de la pelote par rapport au repère (ces positions étant généralement Pmin = 3 cm et Pmax = 4 cm), on établit une valeur de seuil, par exemple correspondant à un facteur de seuil multiplié par la valeur moyenne minimale de signal la plus faible déterminée pour les cellules (le
facteur de seuil étant généralement 3).
On établit alors une ligne située entre les positions Pmin et Pmax, et on compare à la valeur de seuil, les variations de niveau de signal entre deux cellules consécutives le long de la ligne (dérivée de la courbe de niveau de signal de la figure 3), et pour toutes les cellules
le long de la ligne.
On enregistre les deux positions pour lesquelles la variation du niveau de signal passe d'une valeur supérieure au seuil à une valeur inférieure à l'inverse du seuil (- valeur du seuil). (Ces deux positions correspondent éventuellement aux positions en largeur L1 et L2 de la
pelote de compression).
On vérifie alors que la distance entre les deux positions L1 et L2 enregistrées est supérieure à une valeur prédéterminée (généralement 4 cm) et si la condition est satisfaite, cela signifie
qu'une pelote de compression est présente.
On procède alors comme décrit précédemment, mais pour les cellules comprises entre les positions enregistrées L1, L2, Pmin et Pmax au choix de la cellule de niveau de signal minimum ayant la position la plus éloignée du repère (paroi du thorax), à la détermination d'une bande parallèle au repère incluant la cellule retenue et de largeur proportionnelle à l'éloignement de celle-ci par rapport au repère et à la recherche dans cette bande de la cellule ayant le niveau de signal minimum absolu. On utilise alors ce niveau de signal pour établir les paramètres d'exposition aux rayons X. La largeur de la bande dépend de préférence de la position de la cellule retenue par rapport au repère. En effet, une cellule retenue située à proximité du repère est l'indication d'un sein de faible volume et par suite la bande déterminée sera étroite (pour éviter d'y inclure une partie du muscle pectoral). Au contraire, si la cellule retenue est située loin du repère, le sein est de plus grand volume et la bande peut
être plus large sans risque d'y inclure du muscle pectoral.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection automatique d'un tissu de nature prédéterminée dans une partie d'organe examinée par radiographie numérique aux rayons X caractérisé en ce qu'il comprend: a) l'établissement de paramètres de préexposition à partir d'une table d'optimisation automatique des paramètres, une composition théorique donnée et une épaisseur radiologique estimée de' la partie d'organe examinée et pour une dose faible de rayons X mais suffisante pour obtenir une image de préexposition de qualité appropriée pour la différenciation des tissus de la partie d'organe examinée b) l'établissement d'un niveau de dose minimale et d'un niveau de dose maximal à partir d'une épaisseur mécanique prédéterminée de la partie d'organe examinée et la conversion de ces niveaux de dose en niveau de seuil minimal et niveau de seuil maximal de signal, lisibles par un détecteur; c) la préexposition de la partie d'organe examinée pour obtenue une image de préexposition; d) la création dans une zone d'intérêt du champ de l'image de préexposition d'une image multi-cellulaires de colonnes dont chaque cellule indexée par rapport à un repère représente la moyenne des niveaux de signaux compris entre les niveaux de seuil minimal et maximal d'un nombre prédéterminé de pixels du détecteur; d) la détermination dans chaque colonne de la position par rapport au repère de la cellule ayant le niveau de signal minimum pour obtenir un ensemble de cellules retenues; f) le choix dans l'ensemble de cellules retenues de celle dont la position est la plus éloignée du repère; g) la détermination d'une bande parallèle au repère incluant la cellule retenue et dont la largeur est proportionnelle à l'éloignement de la cellule choisie par rapport au repère et la recherche dans cette bande de la cellule ayant le niveau de signal minimum absolu; et h) l'utilisation de ce niveau de signal minimum absolu pour établir les paramètres d'exposition de la partie d'organe examinée aux rayons X.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après l'étape (d) et avant les étapes (e) à (h), le procédé comprend en outre: (1) l'élimination de toutes les cellules ayant un niveau de signal inférieur au niveau de seuil minimal de signal établi à l'étape (a); (2) l'établissement d'une position minimale et d'une position' maximale en profondeur déterminées à partir du repère, d'un dispositif de compression de la partie d'organe examinée éventuellement présent; (3) l'établissement d'une valeur de seuil (4) l'établissement d'une ligne située entre les positions minimale et maximale en profondeur de l'éventuel dispositif de compression et parallèle au repère; (5) la comparaison à la aleur de seuil de la variation du niveau de signal entre deux cellules consécutives le long de la ligne, et pour toutes les cellules sur la ligne; (6) l'enregistrement, si elles existent, des deux positions le long de la ligne pour lesquelles les variations de niveau de signal sont passées d'une valeur supérieure à la valeur de seuil à une valeur inférieure à l'inverse de la valeur de seuil; (7) la vérification que la distance entre les deux positions enregistrées, lorsqu'elles existent, est supérieure à une valeur prédéterminée, la satisfaction des conditions des étapes (6) et (7) déterminant la présence du dispositif de compression; et (8) la mise en oeuvre des étapes (e) à (g) dans une zone délimitée par les deux positions enregistrées à l'étape (6) et les
positions minimale et maximale en profondeur établie à l'étape (2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce
que la partie d'organe examinée est un sein.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la
zone d'intérêt est constituée par les tissus glandulaires du sein.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce
que le repère est constitué par la paroi thoracique.
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