FR2835731A1

FR2835731A1 - Appareil de mammographie

Info

Publication number: FR2835731A1
Application number: FR0201697A
Authority: FR
Inventors: Serge Muller; Elisabeth Soubelet; Guillaume Crepin
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-15
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: DE10305640A1; FR2835731B1; JP2003260046A

Abstract

L'appareil de mammographie comprend un tube (12) à rayons X, un récepteur d'images (14) adapté à recevoir les rayons provenant du tube (12), une sonde (18) à ultrasons susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur, une pelote (16) de compression entre le tube (12) et le récepteur (14), la pelote (16) étant transparente aux rayons X et aux ultrasons, et des capteurs (20) de position de la sonde à ultrasons par rapport à l'appareil (10). L'appareil permet d'examiner une patiente par rayons X et par échographie pour déceler la présence d'une lésion.

Description

APPAREIL DE MAMMOGRAPHIE DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un appareil de mammographie.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Les appareils de mammographie permettent de réaliser à l'aide de rayons X des examens des seins de patientes. L'image est acquise à l'aide d'un récepteur d'image formé soit par une plaque photographique, soit par un capteur numérique.

Les examens pratiqués avec de tels appareils comprennent les prises de vue cranio-caudale et latérale. La prise de vue cranio-caudale consiste à irradier le sein par le dessus, de sorte à obtenir une vue de la glande dans l'axe allant de la tête aux pieds de la patiente. La prise de vue latérale consiste à irradier le sein par le côté, de sorte à obtenir une vue de la glande dans un axe transverse au corps de la patiente.

Le brevet US-A-5 938 613 décrit un appareil qui combine un équipement de mammographie à rayons X avec un transducteur à ultrasons. Cet appareil permet de générer des images de la structure interne des tissus d'un sein à partir des rayons X et des ultrasons. Le transducteur est monté sur un chariot dont le déplacement est motorisé et est réalisé par incréments. Le chariot se déplace sur une plaque de compression du sein transparente aux rayons X et aux ultrasons.

Cet appareil présente des inconvénients. Le déplacement du chariot par incréments limite les possibilités de génération d'images à partir du transducteur.

Le chariot sur lequel est monté le transducteur se déplace sur la plaque de compression et ne permet que de prendre des vues selon la direction perpendiculaire à la plaque de compression. L'utilisateur ne peut pas déplacer le transducteur aussi rapidement et librement qu'il le souhaite ; il ne peut pas effectuer un examen classique par ultrasons. Si l'utilisateur souhaite effectuer des prises de vue par ultrasons selon une direction transverse à cette direction, la patiente doit changer de position.

Il existe donc un besoin d'un appareil de mammographie, qui permette de faire diverses prises de vue par rayons X et par ultrasons, sans pour autant déplacer la patiente et régler à nouveau l'appareil.

BREF RESUME DE L'INVENTION
Selon un mode de réalisation de la présente invention, un appareil de mammographie comprend un tube à rayons X, un récepteur d'images, adapté à recevoir les rayons provenant du tube, une sonde à ultrasons susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur, une pelote de compression entre le tube et le récepteur, la pelote étant transparente aux rayons X et aux ultrasons, un capteur de position de la sonde à ultrasons dans l'appareil.

L'appareil présente les avantages suivants. L'utilisateur peut faire diverses prises de vue par rayons X et par ultrasons, sans pour autant devoir déplacer la patiente ou régler à nouveau l'appareil. L'utilisateur peut effectuer des prises de vue à l'aide de la sonde à ultrasons de façon libre et aussi rapide qu'il le souhaite.

Avec la sonde à ultrasons, l'utilisateur n'est pas limité à des prises de vue selon des plans perpendiculaires à la pelote de compression. L'utilisateur est en mesure de combiner les données obtenues par la sonde à ultrasons avec les données obtenue par les rayons X, la position de la sonde à ultrasons par rapport à l'appareil de mammographie étant déterminée par les capteurs quelque soit la position de la sonde.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 montre une vue schématique d'un appareil de mammographie selon l'invention ; DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, est décrit un appareil 10 de mammographie selon un mode de réalisation de l'invention. Le sein 11 d'une patiente est représenté.

L'appareil comprend un tube 12 émettant des rayons X dans une direction de propagation ; un récepteur d'images 14 est adapté à recevoir les rayons

provenant du tube 12. Une pelote de compression 16 est entre le tube 12 et le récepteur 14 d'images. Elle est transparente aux rayons X et aux ultrasons.

L'appareil 10 comprend également une sonde 18 à ultrasons susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur. L'appareil comprend aussi des capteurs de position de la sonde 18 à ultrasons dans l'appareil 10. Dans une position de compression du sein 11 de la patiente, l'appareil permet d'acquérir non seulement des images sur la structure des tissus du sein 11 par rayons X selon une direction donnée, par exemple cranio-caudale, mais également d'acquérir des images par ultrasons de zones du sein laissées au choix de l'utilisateur. L'utilisateur peut acquérir des données par le côté du sein, selon un axe transverse à la direction cranio-caudale. Grâce aux images obtenues par rayons X, l'utilisateur peut déterminer les zones du sein dont il souhaite effectuer une échographie.

Pour plus de clarté, on désignera par portique , le sous-ensemble de l'appareil 10 comprenant le tube 12, le récepteur 14 d'images et la pelote 16 de compression.

Le tube 12 émet des rayons X dans une direction de propagation. Le récepteur d'images 14 est adapté à recevoir les rayons provenant du tube 12. Le tube 12 permet d'acquérir des images selon une direction donnée, par exemple cranio-caudale, en projection sur le récepteur 14 d'images. Le récepteur 14 d'images peut être une plaque photographique. Avantageusement, le récepteur d'images 14 est un détecteur numérique. Il permet de visualiser les images les unes après les autres mais également de manière dynamique.

La pelote 16 de compression permet de contraindre le sein 11 de la patiente dans une position de compression contre le récepteur 14 d'images. La compression du sein 11 entre la pelote 16 et le récepteur 14 d'images permet d'immobiliser le sein 11 au cours de la mammographie. La compression provoque par ailleurs la réduction de l'épaisseur du sein 11 exposée aux rayons X ; ceci permet de réduire le temps d'exposition de la patiente aux rayons X. Dans la position de compression, la pelote 16 peut aussi être animée d'un mouvement dans un plan parallèle au plan du récepteur d'images 14. Ce mouvement permet de rouler le sein de sorte à l'exposer différemment aux rayons X sans que la

patiente change de position. La pelote 16 de compression est transparente aux rayons X et aux ultrasons. Ceci permet d'acquérir des données par rayons X et par ultrasons selon une direction donnée, par exemple cranio-caudale. La matière utilisée pour la fabrication de la pelote 16 est par exemple du TPX.

La sonde 18 à ultrasons est susceptible d'être déplacée manuellement par l'utilisateur de l'appareil 10. La sonde 18 permet de réaliser une échographie du sein 11. L'échographie est réalisée alors que le sein 11 est dans la position de compression. La pelote 16 étant transparente aux ultrasons, l'utilisateur peut réaliser l'échographie du sein lia travers la pelote 16. La compression du sein 11 avec la pelote 16 améliore l'échographie. La sonde 18 est manoeuvrée à la main par l'utilisateur. Ceci laisse à ce dernier la possibilité de réaliser l'échographie de la structure des tissus du sein 11 de la patiente depuis le grill costal jusqu'à l'extrémité du sein 11 opposée au grill costal en choisissant librement la position de la sonde 18 par rapport à la pelote 16 de compression et par rapport au sein.

L'angle de la sonde par rapport à la direction cranio-caudale dans les différentes positions est déterminé librement par l'utilisateur. La sonde 18 pouvant être manoeuvrée manuellement par l'utilisateur, ce dernier peut aussi réaliser l'échographie du sein 11 en positionnant la sonde 18 contre la partie du sein 11 qui n'est pas en contact avec la pelote 16 ni avec le récepteur 14 d'images. La liberté accordée à l'utilisateur lui permet de réaliser des échographies qui lui permettent de s'intéresser à une zone en particulier, mais aussi de réaliser des échographies de l'ensemble du sein 11 sans changer la position de la patiente.

On peut utiliser une sonde 18 à 2 dimensions permettant d'acquérir un ensemble de données à 2 dimensions sur le sein 11 sous forme de coupes.

L'interpolation de cet ensemble de données à 2 dimensions permet de générer une reconstruction en 3 dimensions de la structure des tissus du sein. On peut aussi utiliser une sonde 18 à 3 dimensions permettant d'acquérir un ensemble de données permettant d'avoir une reconstruction en 3 dimensions de la structure des tissus du sein. Ceci permettrait de réduire le temps total d'acquisition, de réduire le risque d'avoir une zone du sein 11 qui n'a pas été soumise aux ultrasons et de faciliter l'acquisition de données à proximité des bords du sein 11.

La position de la sonde 18 est repérée par un capteur 20. Le capteur 20 permet de connaître l'emplacement de la sonde 18 dans l'appareil 10 pour chaque acquisition de données par la sonde 18. Le capteur 20 permet en particulier de connaître l'emplacement de la sonde 18 par rapport au portique. La connaissance de la position de la sonde 18 permet de savoir à quelles zones du sein correspondent les échographies et de traiter ces échographies en correspondance avec les prises de vue par rayons X.

Le capteur 20 est un ensemble émetteur de signaux/récepteur des signaux.

Le capteur 20 peut comprendre un émetteur 22 et un récepteur 24. De préférence, le capteur 20 est un capteur à distance, c'est-à-dire que le capteur détecte la position de la sonde 18 sans qu'il y ait contact entre l'émetteur et le récepteur. Le capteur 20 peut aussi comprendre une pluralité d'émetteurs 22 et de récepteurs 24.

Le nombre et la disposition des émetteurs 22 et des récepteurs 24 est déterminée de sorte à connaître sans ambiguïté la position de la sonde 18 dans l'appareil 10, et plus particulièrement la position de la sonde 18 par rapport au portique.

Un émetteur 22 peut être sur la sonde 18 ; un émetteur 22 peut aussi être sur l'un ou plusieurs des éléments du portique. Un récepteur 24 peut être disposé sur l'un ou plusieurs des éléments du portique, tel que le récepteur 14 d'images. Les signaux émis par l'émetteur 22 sont captés par le récepteur 24 ; un traitement des signaux captés permet de déterminer la position de la sonde 18 dans l'appareil 10.

Sur la figure 1, des récepteurs 24 sont disposés dans la salle d'examen dans laquelle est situé l'appareil 10 de mammographie. Ceci permet de compléter la détermination des positions des éléments de l'appareil 10.

Les émetteurs 22 peuvent être des émetteurs d'ondes infrarouges, ultrasonores, électromagnétiques ou radios. Les récepteurs 24 sont sensibles respectivement aux ondes infrarouges, ultrasonores, électromagnétiques ou radios.

Une matrice de capteurs à fibres optiques intégrée dans un ruban 19 flexible de liaison de la sonde 18 à l'appareil 10 peut être utilisée comme mode de réalisation alternatif pour détecter la position de la sonde 18 à ultrasons.

L'appareil 10 peut être relié à un microprocesseur 26 pour traiter les informations provenant de l'appareil 10. En particulier, les capteurs 20 peuvent

être reliés au microprocesseur 26 pour déterminer la position de la sonde 18. La position de la sonde 18 peut être également affichée sur un afficheur (non représenté). On peut par exemple afficher les coordonnées (x, y) correspondant à la projection sur le plan du détecteur rayons X (plan image) du point de contact entre la sonde ultrasonore et la pelote de compression. On peut aussi afficher les 2 angles qui caractérisent la position angulaire de la sonde ultrasonore par rapport au plan de la pelote de compression (un angle sur le plan de la pelote de compression, l'autre angle en élévation par rapport à la pelote de compression). La sonde 18 et le récepteur 14 d'images peuvent aussi être reliés à l'afficheur pour afficher les images fournies.

L'appareil 10 permet de visualiser la structure des tissus du sein 11 de la patiente ; le procédé de visualisation va maintenant être expliqué. Le procédé permet de déceler la présence d'une lésion sans ambiguïté. Il permet également de limiter le temps d'exposition de la patiente aux rayons X.

Le procédé comprend en premier lieu une étape de calibrage du capteur 20.

Cette étape permet de déterminer les coordonnées spatiales de la sonde ultrasonore 18 par rapport à l'appareil 10, connaissant le nombre et l'emplacement des émetteurs 22 et des récepteurs 24.

Dans un mode de réalisation dans lequel des émetteurs 22 sur la sonde 18 et sur le portique émettent en direction de récepteurs 24 disposés dans la salle d'examen, on réalise un calibrage par triangulation. Les émetteurs 22 sur le portique sont la référence géométrique qui est utilisée pour déterminer la position relative des émetteurs 22 montés sur la sonde 18 à ultrasons. Ce calibrage est réalisé lorsque l'appareil 10 est en position d'acquisition de données par rayons X.

Le calibrage peut être réalisé avant ou après l'exposition aux rayons X, lorsque le sein 11 est sous compression. Si le mouvement de la pelote 16 de compression est contrôlé, de telle sorte que la position de la pelote 16 de compression est connue à tout moment, le calibrage peut être réalisé avant la compression du sein 11. Si le mouvement de chaque partie mobile de l'appareil 10, et en particulier la pelote de compression 16, est contrôlé et en conséquence la position relative de toutes ces parties peut être connue à tout moment, le calibrage peut être réalisé avant ou

après la compression du sein. Dans le cas contraire, le calibrage sera effectué seulement une fois que la mammographie a été effectuée.

Par triangulation, les récepteurs 24 sont en mesure de déterminer la position des émetteurs 22 montés sur la sonde 18 à ultrasons. Avec des signaux optiques, au moins trois émetteurs 22 sont montés sur la sonde 18 à ultrasons et deux récepteurs 24 reçoivent leurs signaux de telle sorte qu'il est possible de déterminer la position de la sonde 18 par rapport à l'appareil 10 et en particulier par rapport au portique. Des gyroscopes peuvent être intégrés dans la sonde 18. Si deux gyroscopes sont intégrés dans la sonde 18 à ultrasons, seulement un émetteur 22 est requis pour dériver la position 3D de la sonde. Les gyroscopes déterminent les angles caractérisant l'inclinaison de la sonde ultrasonore par rapport à la pelote de compression. L'émetteur 22 permet le repérage d'un point particulier de la sonde ultrasonore.

Le procédé comprend ensuite une étape d'acquisition de données.

L'acquisition des données peut d'abord être obtenue par rayon X. Les données acquises sont par exemple des prises de vue du sein en projection sur le récepteur 14 d'images selon une direction donnée, par exemple cranio-caudale.

L'acquisition des données peut ensuite être obtenue par déplacement manuel de la sonde 18 à ultrasons sur la pelote de compression ou sur la périphérie du sein.

Dans le cas où l'on utilise une sonde ultrasonore 2D, les données obtenues sont des échographies du sein qui sont des coupes dont le plan présente un angle d'inclinaison par rapport à la direction cranio-caudale. Dans le cas où l'on utilise une sonde ultrasonore 3D, les données obtenues sont des échographies volumiques du sein. L'utilisateur peut déterminer quelle échographie effectuer et selon quel angle en fonction des données obtenues par rayons X.

Par la connaissance de la position de la sonde 18 à ultrasons durant chaque acquisition des données par ultrasons, il est ensuite possible de visualiser le sein, et en particulier de visualiser la structure des tissus du sein, à partir des données acquises. Puisque le sein 11 a été comprimé de la même manière pour l'acquisition des données par rayons X et des données par ultrasons, il est en conséquence possible de combiner les données ultrasons avec des données de

rayons X. Par exemple, il est possible à partir de l'ensemble de données ultrasons à 3 dimensions d'afficher des coupes ultrasons qui sont parallèles au plan du récepteur 14 d'images ou qui forment tout angle par rapport au plan du récepteur 14 d'images, perpendiculaires par exemple. A partir de l'ensemble de données ultrasons à 3 dimensions et en connaissant la géométrie des acquisitions par rayons X, il est possible aussi de générer une vue par ultrasons projetée, par exemple selon une géométrie qui correspond à la géométrie utilisée pour l'acquisition d'images par rayons X. Avec une telle vue par ultrasons projetée et avec la vue rayons X projetée, il est possible de générer une image composite par fusion des données par rayons X et par ultrasons, après une possible étape de traitement appliquée à ces vues. On peut utiliser plusieurs modes de projection.

Par exemple, on peut intégrer les valeurs échographiques entre la position du foyer rayons X et chaque point du plan image rayons X. On peut aussi attribuer à tout point de l'image projetée, la valeur maximum rencontrée sur le trajet foyerrayons X-récepteur image (procédé connu sous le nom de MIP pour Maximum Intensity Pixel).

Comme les données ultrasons peuvent être fusionnées avec les données rayons X, il est ainsi possible pour l'utilisateur d'obtenir une correspondance entre les vues par rayons X et les vues ultrasonores de la même lésion.

L'utilisateur peut être intéressé seulement par une région limitée du sein 11 (par exemple, les zones denses ou des agrégats proches les uns des autres). En conséquence, il est possible d'acquérir des données sur une certaine zone du sein 11 à travers la pelote 16 de compression et de visualiser seulement un sousensemble de l'ensemble des données ultrasons à trois dimensions. Ce sousensemble sera utilisé pour mettre en correspondance des données ultrasons avec une région présentant un intérêt sur la vue par rayons X.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de mammographie, comprenant : - un tube (12) à rayons X, - un récepteur d'images (14) adapté à recevoir les rayons provenant du tube (12), - une sonde (18) à ultrasons susceptible d'être déplacée manuellement par un utilisateur, - une pelote (16) de compression entre le tube (12) et le récepteur (14) d'images, la pelote (16) étant transparente aux rayons X et aux ultrasons, - un capteur (20) de position de la sonde à ultrasons dans l'appareil (10).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (20) comprend un émetteur (22) et un récepteur (24).

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un émetteur (22) est sur la sonde (18).

4. Appareil selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un émetteur (22) est sur la pelote (16) de compression.

5. Appareil selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un émetteur (22) est sur le récepteur (14) d'images.

6. Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'un récepteur (24) est sur le récepteur (14) d'images.

7. Appareil selon la revendication 1 à 4, comprenant en outre un afficheur des positions de la sonde (18) dans l'appareil (10).

8. Procédé de visualisation de la structure des tissus d'un sein avec un appareil de mammographie selon l'une des revendications 2 à 5, le procédé comprenant les étapes de :

- calibrage de la position des capteurs (20), - acquisition de données par rayons X, - acquisition de données par déplacement manuel de la sonde (18) à ultrasons, - combinaison des données.