FR2876272A1 - Procede et systeme d'enregistrement de modeles tridimensionnels de regions anatomiques avec projection d'images de celles-ci. - Google Patents
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Abstract
Système d'imagerie (100) pour utilisation dans une procédure d'intervention médicale. Un premier système d'acquisition d'images (115) d'un premier mode utilisant un cathéter sur une région anatomique d'un patient (250) est configuré pour produire une première image de la région anatomique en utilisant la radiographie, la première image comprenant un ensemble d'images de projection radiographiques. Un deuxième système d'acquisition d'images (118) d'un deuxième mode différent est configuré pour produire un modèle tridimensionnel de la région anatomique. Un système de référence anatomique (117) est commun aux premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118). Un circuit de traitement (170) est configuré pour traiter des instructions exécutables pour enregistrer le modèle tridimensionnel avec l'image radiographique à la suite du système de référence commun (117) et les paramètres identifiables associés au cathéter dans les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118).
Description
PROCEDE ET SYSTEME D'ENREGISTREMENT DE MODELES
TRIDIMENSIONNELS DE REGIONS ANATOMIQUES AVEC
PROJECTION D'IMAGES DE CELLES-CI La présente invention concerne en général un système d'imagerie médicale et plus particulièrement un procédé et un appareil destinés à enregistrer des modèles tridimensionnels de régions anatomiques avec des images de projection de celles-ci.
Au cours d'un certain nombre de procédures d'intervention en rapport avec l'amélioration de la thérapie électrique du coeur, le praticien doit manipuler des cathéters et/ou des fils à l'intérieur des cavités du coeur. Un exemple des deux procédures les plus complexes et courantes comprend l'ablation de la fibrillation auriculaire (FA) et la stimulation biventriculaire.
La fibrillation auriculaire, une arythmie dans laquelle les oreillettes (cavités supérieures du coeur) arrêtent la contraction lorsqu'elles fibrillent, constitue le plus commun des problèmes du rythme cardiaque. Rien qu'aux Etats-Unis, on estime qu'il y a plus de 2 millions de personnes qui souffrent de fibrillation auriculaire. Les données actuelles semblent indiquer qu'elle est la cause des admissions hospitalières la plus courante en rapport avec l'arythmie. Les patients souffrant de FA ont tendance à avoir une incidence élevée des complications de ce type sous la forme d'attaque ou d'insuffisance cardiaque congestive. Les contractions auriculaires prématurées peuvent agir en tant que facteurs déclenchants et causer des fibrillations auriculaires paroxysmiques. On a montré que ces contractions auriculaires prématurées étaient surtout originaires des veines pulmonaires de l'oreillette gauche. Etant donné que les contractions auriculaires rares et prématurées non reproductibles peuvent limiter l'utilité de pratiquer l'ablation des sites de déclenchement, une variété de techniques chirurgicales et de cathéters a été utilisée pour isoler les veines pulmonaires de l'oreillette gauche.
Une des techniques chirurgicales utilisées pour traiter (pratiquer l'ablation) de la FA implique des applications d'ondes de radiofréquence pour créer de petites cicatrices à la surface du coeur près de la liaison entre les veines pulmonaires et l'oreillette gauche. Les petites cicatrices créées par les ondes de radiofréquence ont tendance à arrêter les impulsions erratiques de la fibrillation auriculaire en dirigeant les impulsions pour qu'elles suivent une trajectoire électrique normale à travers le coeur. En général, ce type de procédure chirurgicale est réalisé par incision thoracique. Les chirurgiens utilisent des instruments spécialement conçus pour fournir des ondes de radiofréquence au tissu anormal, en général pendant une chirurgie à coeur ouvert effectuée pour d'autres raisons, comme une chirurgie de remplacement valvulaire ou une chirurgie de pontage, par exemple. Bien que ce type de technique chirurgicale soit efficace lorsque le patient est soumis à une chirurgie à coeur ouvert pour une autre raison, les procédés de traitement en rapport avec un cathéter sont plus pratiques lorsque le patient ne nécessite pas de chirurgie à coeur ouvert invasion pour d'autres raisons.
Une des techniques de cathéterisation implique le positionnement par guidage radiographique d'un cathéter dans l'oreillette gauche après être passé par un vaisseau sanguin et après avoir appliqué une énergie de radiofréquence sur les zones présentant des potentiels doubles qui font penser à des sites capables de conduite entre l'oreillette gauche et les veines pulmonaires. On a également montré que l'ablation d'autres sites comme entre la valvule mitrale et les veines pulmonaires gauches et entre les veines pulmonaires, comme cela est fait pendant l'intervention chirurgicale, peut augmenter le pourcentage de réussites de l'ablation de la FA. La reconstruction tridimensionnelle de l'oreillette gauche en utilisant certaines technologies actuellement disponibles, l'incapacité du praticien à visualiser les orifices des veines pulmonaires (ouverture de ces veines dans l'oreillette gauche) depuis l'intérieur, la taille variable des veines pulmonaires et donc les orifices des veines pulmonaires, la difficulté de maintenir stables les cathéters de localisation et d'ablation aux sites des orifices des veines pulmonaires due à la géométrie tridimensionnelle complexe de ces zones, tout cela rend les techniques actuelles de localisation et d'ablation utilisant les techniques de guidage radiographiques actuelles quelque peu pratiques et longues. En raison de ces limitations, la chirurgie a été préférée à l'ablation par cathéter de radiofréquence, en particulier sur des patients avec fibrillation auriculaire persistante et on estime que moins de 20 % pour des patients ayant une FA persistante subissant une ablation de la FA par radiofréquence, bénéficient de ce procédé.
Un facteur qui peut être associé à la limitation mentionnée ci-dessus est que l'opérateur guide en général un outil d'intervention en utilisant surtout des images radiographiques. Une tâche caractéristique d'une procédure de ce type est la mise en place d'un cathéter à un endroit spécifique, comme une des veines pulmonaires, par exemple. Les structures anatomiques ne sont pas bien décrites par le système radiographique étant donné qu'elles ne présentent pas de contraste par rapport aux structures anatomiques environnantes.
La tâche médicale serait plus facile si ces structures anatomiques cibles étaient visibles dans l'image radiographique de la façon anatomique précise séparées des structures anatomiques environnantes.
Une autre procédure importante, comme cela est mentionné ci-dessus, implique une stimulation biventriculaire dans le traitement de l'insuffisance cardiaque. Malgré un progrès considérable dans la gestion de l'insuffisance cardiaque congestive (ICC), il reste un problème de santé majeur à travers le monde. On estime qu'il y a 6-7 millions de personnes souffrant d'ICC aux Etats-Unis et en Europe et environ 1 million de patients sont diagnostiqués chaque année avec une ICC.
Malgré des avances importantes dans le traitement de l'ICC en utilisant différents traitements pharmacologiques, la qualité de vie des patients souffrant d'ICC est faible car ils sont fréquemment hospitalisés et l'insuffisance cardiaque est une cause courante de décès. De plus, un coût important est associé à ce problème.
L'activation électrique normale du coeur implique une activation des cavités supérieures appelées oreillettes, suivie d'une activation simultanée des cavités inférieures droite et gauche, appelées ventricules, par les branches gauche et droite du faisceau de His. Etant donné que les patients souffrant d'ICC avancée peuvent avoir une maladie du système de conduction qui peut jouer un rôle aggravant la fonction cardiaque, des thérapies stimulatoires ont été adoptées afin d'essayer d'améliorer la fonction cardiaque. Une anomalie de la conduction fréquemment enregistrée est le bloc de branche de faisceau gauche (BBG). Dans une étude, (Xiao HB et al., Differing effects of right ventricular pacing and LBBB on left ventricular function. Br. Heart J 1993; 69:166-73), 29 % des patients avec ICC avaient un BBG. Le bloc de branche gauche retarde l'éjection ventriculaire gauche en raison de l'activation ventriculaire gauche retardée lorsque l'impulsion électrique doit passer du côté droit au côté gauche menant à une activation séquentielle plutôt que simultanée, comme cela est mentionné ci-dessus. De plus, différentes régions du ventricule gauche (VG) ne peuvent pas se contracter d'une façon coordonnée.
La resynchronisation cardiaque, également connue comme stimulation biventriculaire (Bi-V), a démontré des résultats avantageux chez des patients souffrant d'ICC et de BBG. Au cours d'une stimulation biventriculaire, le ventricule droit et gauche (BD, VG) du coeur sont simultanément stimulés pour améliorer l'efficacité de pompage cardiaque. On a également récemment montré que même certains patients sans anomalie du système de conduction, comme le BBG, pouvaient également bénéficier de la stimulation biventriculaire. Au cours de la stimulation biventriculaire, en plus du fil auriculaire droit standard et du fil ventriculaire droit utilisés sur les défibrillateurs ou stimulateurs cardiaques actuellement disponibles, un fil supplémentaire est positionné dans le sinus coronaire. Le fil supplémentaire est alors avancé dans l'une des branches du sinus coronaire recouvrant la surface ventriculaire épicardique gauche (extérieure). Une fois tous les fils en place, les fils ventriculaires droit et gauche sont simultanément placés, terminant ainsi la synchronisation avec la contraction auriculaire.
Il existe toutefois plusieurs problèmes avec ce procédé. En premier lieu, ce type de procédure exige beaucoup de temps. Deuxièmement, la mise en place du fil VG est limitée aux sites disponibles qui offrent des paramètres de stimulation et de détection raisonnables. Et troisièmement, le fait de poser une canule sur le sinus coronaire peut constituer un défi à la suite d'une oreillette droite agrandie, de la rotation du coeur ou de la présence d'une valvule de Thébésius (une valvule proche de l'ouverture du sinus coronaire). On a également rapporté une sténose du sinus coronaire (occlusion) chez des patients avec une chirurgie antérieure de pontage de l'artère coronaire, compliquant encore plus le problème.
Dans la plupart des exemples, les problèmes de la mise en place du fil du sinus coronaire sont identifiés au moment de la procédure d'intervention. Au cas où la procédure de mise en place du fil du sinus coronaire serait abandonnée, le patient est envoyé à la salle d'opération et le fil VG est positionné de façon épicardique. Au cours de cette procédure, on effectue une incision sur la paroi thoracique latérale et le fil est placé sur le côté extérieur du ventricule gauche.
Malheureusement, il y a également de nombreux problèmes de mise en place du fil épicardique dont certains comprennent sans y être limités: une vue limitée de la zone postéro-latérale du ventricule gauche en pratiquant l'incision de la paroi thoracique, également appelée minithoracotomie, le nombre limité des sites de mise en place fournissant des paramètres de stimulation et de détection raisonnables, l'incapacité d'identifier l'endroit et la mise en place les plus appropriés du fil sur le site le mieux approprié, le risque potentiel d'endommager les artères coronaires et le système veineux, et, la difficulté d'identifier le site de stimulation idéal à la suite d'une ou de plusieurs limitations.
On a également montré que la stimulation VG seule peut être efficace en tant que stimulation biventriculaire. Toutefois, en raison de la nature instable du fil du sinus coronaire, un fil de stimulation et de détection est habituellement placé dans le ventricule droit dans les techniques actuellement utilisées.
Une cardiotomographie informatisée peut être utilisée pour créer une carte du sinus coronaire et de l'anatomie ventriculaire gauche de telle sorte que les sites appropriés puissent être identifiés pour la mise en place du fil de stimulation VG pour la stimulation biventriculaire/VG soit à la branche la plus appropriée du sinus coronaire, soit sur la paroi ventriculaire gauche de façon épicardique (depuis l'extérieur). L'imagerie tomographique ou par résonance magnétique peut également identifier les zones dépourvues de vaisseaux sanguins et de nerfs, ainsi que de tissu cicatriciel. Ces modes peuvent être également utilisés pour déterminer la contraction asymétrique des ventricules et identifier les différentes régions des ventricules ne se contractant pas de façon coordonnée. La présence d'une cicatrisation des attaques cardiaques précédentes peut rendre cette contraction non coordonnée encore plus mauvaise.
Bien que les procédures médicales existantes puissent convenir et être appropriées à certaines conditions médicales, il existe encore des limites de procédure. De ce fait, il subsiste un besoin dans la technique concernant une méthode et un appareil améliorés pour enregistrer les modèles tridimensionnels des régions anatomiques avec projection des images de ces régions afin de surmonter ces inconvénients.
Les réalisations de la présente invention comprennent un système d'imagerie destiné à être utilisé dans une procédure d'intervention médicale. Un premier système d'acquisition d'images d'un premier mode employant un cathéter sur une région anatomique d'un patient est configuré pour produire une première image de la région anatomique en utilisant la radioscopie, la première image comprenant un ensemble d'images de projection radiographiques. Un deuxième système d'acquisition d'images d'un deuxième mode différente est configuré pour produire un modèle tridimensionnel de la région anatomique. Un système de référence anatomique est commun aux deux systèmes d'acquisition d'images. Un circuit de traitement est configuré pour traiter les instructions exécutables pour enregistrer le modèle tridimensionnel avec l'image radiographique en réponse au système de référence commun et les paramètres perceptibles associés au cathéter dans les deux systèmes d'acquisition d'images.
Le circuit de traitement peut être en outre configuré pour traiter des instructions exécutables pour: produire un facteur de translation pour faire pivoter le modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, faire tourner de façon optionnelle le modèle tridimensionnel autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique et produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter, dans lequel le cathéter a un diamètre réel connu et dans lequel le circuit de traitement est en outre configuré pour traiter des instructions exécutables pour: déterminer le diamètre apparent du cathéter dans l'image radiographique, en comparant le diamètre apparent du cathéter avec le diamètre réel connu du cathéter, en déterminant en réponse à cela une dimension réelle d'une structure anatomique dans la région anatomique dans l'image radiographique, en adaptant la structure anatomique dans l'image radiographique à la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel, en comparant les tailles réelle et apparente de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel et en générant à partir de celui-ci un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images.
Le cathéter peut être disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique à un endroit défini par l'intersection d'un plan horizontal et la ligne joignant le point focal du système radiographique à la projection du cathéter, le plan horizontal étant défini par une élévation h au-dessus du système de référence anatomique à la structure anatomique connue dans le système radiographique, établissant de ce fait un emplacement connu du cathéter dans le premier et le deuxième systèmes d'acquisition d'images, et dans lequel le circuit de traitement est en plus configuré pour traiter des instructions exécutables pour: produire un facteur de translation pour faire pivoter le modèle tridimensionnel 30 par rapport à l'image radiographique, faire tourner de façon optionnelle le modèle tridimensionnel autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique et produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter, et déterminer la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel en réponse à l'emplacement connu du cathéter dans le modèle tridimensionnel et l'élévation h, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel et en générant à partir de celui-ci un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images.
Le premier système d'acquisition d'images peut être en plus configuré pour produire un deuxième ensemble d'images de projection radiographiques, le premier et le deuxième ensembles d'images de projection étant générés par au moins deux projections radiographiques différentes séparées par un angle suffisant pour produire des images de projection sensiblement différentes de la région anatomique, le cathéter étant disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique et dans lequel le circuit de traitement est en plus configuré pour traiter des instructions exécutables pour: produire un facteur de translation pour faire pivoter le modèle tridimensionnel 15 par rapport à l'image radiographique, faire tourner de façon optionnelle le modèle tridimensionnel autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique, produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter, et déterminer l'emplacement du cathéter dans le modèle tridimensionnel par rapport au point focal du système radiographique pour définir une dimension b en analysant les deux ensembles des images de projection en utilisant une méthode de triangulation et déterminer la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel en réponse à l'emplacement connu du cathéter dans le modèle tridimensionnel et la dimension b, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel et en générant à partir de celui-ci un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images.
Le système d'imagerie peut comprendre en plus: un électrocardiogramme (ECG) en communication par signaux avec un coeur de patient et une unité d'interface de patient configurée pour synchroniser le mouvement du cathéter disposé sur un sinus coronaire avec l'ECG pour déterminer la phase du cycle 35 cardiaque de chaque cadre des premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images, dans lequel le mouvement du cathéter du sinus coronaire est utilisé pour permettre d'enregistrer le modèle tridimensionnel dans la même phase sous forme d'une reconstruction de la structure anatomique du deuxième système d'acquisition d'images.
D'autres réalisations de la présente invention comprennent une méthode d'enregistrement d'un modèle tridimensionnel d'une région anatomique d'un patient avec des images de projection de celle-ci à partir d'un système radiographique d'intervention. Une image radiographique de la région anatomique qui comprend un cathéter, est produite à partir du système radiographique. Un modèle tridimensionnel de la région anatomique est produit à partir d'un deuxième système d'acquisition d'images d'un mode différent. L'image radiographique et le modèle tridimensionnel sont analysés eu égard à un système de référence anatomique commun et le modèle tridimensionnel est enregistré avec l'image radiographique en réponse au système de référence commun et les paramètres perceptibles associés au cathéter dans le système radiographique et le deuxième système d'acquisition d'images.
Le procédé peut comprendre en plus: la production d'un facteur de translation pour faire tourner le modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, la rotation de façon optionnelle le modèle tridimensionnel autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique et produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter, dans lequel le cathéter a un diamètre réel connu et la production d'un facteur de 25 cadrage comprend: la détermination du diamètre apparent du cathéter dans l'image radiographique, en comparant le diamètre apparent du cathéter avec le diamètre réel connu du cathéter, en déterminant à la suite de cela une dimension réelle d'une structure anatomique dans la région anatomique dans l'image radiographique, en adaptant la structure anatomique de l'image radiographique avec la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel, en comparant les tailles réelle et apparente de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel et en produisant à partir de cela un facteur de cadrage entre le système radiographique et le deuxième système d'acquisition d'images.
Le procédé peut comprendre en plus: la production d'un facteur de translation pour faire tourner le modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, la rotation de façon optionnelle du modèle tridimensionnel autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique et la production d'un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter, dans lequel le cathéter est disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique à un endroit défini par l'intersection d'un plan horizontal et de la ligne joignant le point focal du système radiographique à la projection du cathéter, le plan horizontal étant défini par une élévation h au-dessus du système de référence anatomique, établissant de ce fait un endroit connu du cathéter dans les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images et dans lequel la production d'un facteur de cadrage comprend: la détermination de la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel à la suite de l'emplacement connu du cathéter dans le modèle tridimensionnel et l'élévation h, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel et en produisant à partir de cela un facteur de cadrage entre le système radiographique et le deuxième système d'acquisition d'images.
Le procédé peut comprendre en plus: la production d'un facteur de translation pour faire tourner le modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, la rotation de façon optionnelle du modèle tridimensionnel autour d'un axe 25 perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique et la production d'un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel par rapport à l'image radiographique, le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter, la production d'une deuxième image radiographique de la région anatomique, les première et deuxième images radiographiques étant produites par au moins deux projections radiographiques différentes séparées par un angle suffisant pour produire des ensembles sensiblement différents d'images de projection de la région anatomique, le cathéter étant disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique, la détermination de l'emplacement du cathéter dans le modèle tridimensionnel par rapport au point focal du système radiographique pour définir une dimension b en analysant les deux ensembles d'images de projection en utilisant une méthode de triangulation et la détermination de la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel à la suite de l'emplacement connu du cathéter dans le modèle tridimensionnel et de la dimension b, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel et la production à partir de cela d'un facteur de cadrage entre le système radiographique et le deuxième système d'acquisition d'images.
L'enregistrement peut comprendre: l'enregistrement du modèle tridimensionnel avec l'image radiographique en synchronisation avec le mouvement cyclique de la région anatomique, dans lequel la région anatomique comprend un coeur et le mouvement cyclique 15 de la région anatomique comprend un battement de coeur.
D'autres réalisations de la présente invention comprennent un produit de programme informatisé pour enregistrer un modèle tridimensionnel d'une région anatomique d'un patient avec des images de projection de celle-ci à partir d'un système radiographique d'intervention. Le produit comprend un moyen de mémorisation, lisible par un circuit de traitement, mémorisant des instructions à exécuter par le circuit de traitement pour effectuer certaines ou toutes les parties du procédé mentionné ci-dessus.
En se référant à présent aux dessins qui sont des réalisations exemplaires et dans lesquels les éléments identiques sont numérotés de façon analogue: la Figure 1 représente un schéma généralisé d'un système d'imagerie pour utilisation dans une procédure d'intervention médicale, la Figure 2 représente une vue développée d'une partie du système de la Figure 30 1, la Figure 3 représente un organigramme généralisé d'un processus destiné à mettre en oeuvre une réalisation de la présente invention en utilisant le système d'imagerie de la Figure 1, les Figures 4 A. B et C représentent un enregistrement exemplaire d'un modèle tridimensionnel avec une image radiographique conformément à une réalisation de la présente invention et les Figures 5 A, B, C, D, E et F représentent la validation du processus 5 d'enregistrement effectué conformément à une réalisation de la présente invention.
En utilisant les capacités d'imagerie de la tomographie informatisée et l'enregistrement de ces images avec des images radiographiques, les veines pulmonaires et autres zones impliquées en entreprenant et en maintenant la FA peuvent être isolées de façon plus précise et plus facile, améliorant ainsi le taux de réussite d'une procédure avec cathéter à radiofréquence.
Les réalisations de la présente invention révélées dans le présent acte fournissent également un système et une méthode par lesquels des modèles tridimensionnels de structures anatomiques, comme le sinus coronaire et le ventricule gauche par exemple, peuvent être enregistrés avec des images radiographiques, permettant ainsi à des fils de stimulation et/ou de défibrillation d'être déplacés et placés sur le site le plus approprié, ce qui devrait aider à l'amélioration de l'efficacité de la stimulation biventriculaire et du VG.
D'autres réalisations de la présente invention comprennent l'utilisation du mouvement du cathéter placé dans le sinus coronaire pour aider à la réalisation d'un enregistrement approprié et pour déterminer et synchroniser le mouvement du modèle tridimensionnel de la cavité cardiaque avec le mouvement du cathéter.
Conformément aux réalisations de la présente invention, l'enregistrement d'images est effectué non pas par alignement des structures anatomiques qui sont décrites par les deux modes, mais en alignant les structures anatomiques avec un outil placé par le praticien dans une structure anatomique. Dans une réalisation exemplaire, l'outil est un cathéter qui peut être placé dans le sinus coronaire, ou un fil qui peut être placé dans une des cavités cardiaques, comme le ventricule droit par exemple. Un autre aspect de la présente invention implique l'utilisation du mouvement du cathéter dans le sinus coronaire pour déterminer le mouvement du coeur et pour enregistrer la structure anatomique dans la même phase compte tenu que la tomographie informatisée (TI) est segmentée pour reconstruire le modèle tridimensionnel de la structure anatomique.
Une description détaillée des réalisations de la présente invention estprésentée dans le présent document à l'aide d'exemples et sans limite en se référant à plusieurs figures.
La Figure 1 représente un schéma généralisé d'un système d'imagerie 100 destiné à être utilisé dans une procédure d'intervention médicale, comme par exemple une procédure d'ablation de fibrillation auriculaire ou une procédure biventriculaire, par exemple. Dans une réalisation, le système d'imagerie 100 comprend: un appareil d'imagerie 110 pour produire des données d'image cardiaques, comme par exemple, des données d'image de l'oreillette gauche et du sinus coronaire, un système d'acquisition de données 120 pour acquérir les données d'image cardiaques à partir d'un appareil d'imagerie 110. une base de données d'acquisition 130 pour mémoriser les données d'images cardiaques à partir d'un système d'acquisition de données 120, un système de génération d'images 140 pour produire une image visualisable à partir des données d'images cardiaques mémorisées dans la base de données d'acquisition 130, une base de données d'images 150 pour mémoriser l'image visualisable du système de génération d'images 140, un système d'interface d'opérateur 160 pour gérer l'appareil d'imagerie 110 et les données d'images cardiaques et l'image visualisable dans les bases de données 130, 150 qui peuvent être combinées dans une base de données et un système de traitement 180 pour analyser et afficher l'image visualisable dans la base de données 150 et réagir au système d'interface d'opérateur. Le logiciel de traitement du système de traitement 180 comprend des instructions et est par conséquent adapté pour analyser les données et les images d'affichage, convertissant de ce fait le système de traitement 180 d'un processeur général en un processeur spécialisé. Les données scintigraphiées, c'est-à-dire capables d'être converties en une image visualisables sont désignées dans le présent acte par données d'image.
Les liaisons de communication du système 210, 212, 216, 218 et les liaisons de communication de base de données fournissent un moyen de communication par signaux parmi et entre les systèmes 110, 120, 140, 160, 180 et les bases de données 130, 150. Les liaisons de communication 210-222 peuvent être câblées ou sans fil. Le système d'interface d'opérateur 160 peut être un terminal entrée/sortie autonome ou un ordinateur comprenant des instructions dans une variété de langages informatiques pour utilisation sur une variété de plates-formes informatiques, comme par exemple les systèmes informatiques DOSMD, les systèmes informatiques à base AppleMD, les systèmes informatiques à base WindowsMD, les systèmes informatiques à base HTML, les systèmes informatiques à base de langages de programmation spécialisés ou les systèmes analogues, mais non limitées à celles-ci.
Le système d'interface d'opérateur 160 comprend un processeur 170, comme par exemple, un microprocesseur (MP) ou tout autre circuit de traitement capable d'accomplir les objectifs révélés dans le présent acte, pour gérer l'appareil d'imagerie 110, pour gérer l'acquisition des données et les systèmes de génération d'images 120, 140, pour traiter et gérer le traitement sur le système de traitement 180. Le système d'interface d'opérateur 160 comprend également: une mémoire 200 qui contient des instructions spécifiques relatives à des procédures médicales d'analyse tomodensitométrique, un moyen d'entrée pour l'utilisateur, comme par exemple, un clavier 162 et un moyen de sortie d'utilisateur comme par exemple des affichages 164, 166. Dans une réalisation, le système d'interface 160 et le système de traitement 180 peuvent être aménagés de façon intégrale. L'affichage 164 peut être adapté pour une prescription d'examen et l'affichage 166 peut être adapté pour visualisation. Selon une autre formule, les affichages 164 et 166 peuvent être intégrés dans un affichage. Une prescription d'examen comprend des paramètres d'entrées comme du type: tomographie informatisée ou région de contrôle tomodensitométrique, contrôle radiographique du système, contrôle de l'acquisition des données et éléments analogues. Le système d'interface d'opérateur 160 peut également être employé pendant une procédure d'intervention réelle pour afficher à la fois les images radiographiques et les images tomodensitométriques tridimensionnelles, tel que cela est traité ci-dessus. Pendant une procédure d'intervention médicale réelle, le port de données 205 accepte des informations venant d'une sonde médicale, comme par exemple, un cathéter 260, permettant de ce fait une analyse des données en temps réel pendant la procédure d'intervention réelle.
L'appareil d'imagerie 110 comprend un écran de contrôle d'électrocardiogramme (ECG) 112 qui produit les évènements de pic R 114 qui décrivent en général le début d'un cycle cardiaque, par un tableau d'interface (unité d'interface du patient) 116 dans un tomodensitomètre 118, comme un tomodensitomètre informatisé par exemple, un système de radiographie 115 et une table de patient 117. Le tomodensitomètre 118 et le système de radiographie 115 sont désigné ici respectivement comme systèmes d'acquisition d'images. Le tableau d'interface 116 permet une synchronisation entre les données tomodensitométriques et les données de l'écran d'ECG. Selon une autre formule, le tableau d'interface 116 peut être utilisé pour coupler l'écran d'ECG 112 au tomodensitomètre 118. Un exemple d'un tableau d'interface 116 est un tableau d'interface de portique. Un tomodensitomètre exemplaire 118 est un système tomodensitométrique cardiaque informatisé (TI) avec un système d'aide d'imagerie cardiaque. La reconstruction synchronisée de l'ECG suivie d'une reconstruction par segmentation des modèles tridimensionnels (en phase diastolique) permet une imagerie du coeur exempte de mouvement. Pendant le rythme sinusal, la reconstruction par segmentation sera faite à 75 % du cycle cardiaque (en diastole). L'emplacement de la phase est choisi à environ 45 % du cycle cardiaque là où le patient est en fibrillation auriculaire. Cette phase est choisie lorsque les intervalles R-R sont plus courts. Toutefois, le tomodensitomètre représenté 118 n'est donné qu'à titre d'exemple, d'autres systèmes d'imagerie connus dans la technique peuvent être également utilisés. Les exemples des autres systèmes d'imagerie comprennent, mais n'y sont pas limités, les systèmes radiographiques (comprenant à la fois les systèmes d'imagerie numériques ou numérisés), les systèmes par résonance magnétique (RM), les systèmes tomodensitométriques par émission de positons (TEP), les systèmes par ultrasons, les systèmes de médecine nucléaire et les systèmes radiographiques tridimensionnels. L'appareil d'imagerie 110 peut posséder à la fois un tomodensitomètre 118 et un système radiographique 110, 110' avec un appareil d'imagerie 110 ayant un tomodensitomètre informatisé 118 et un appareil d'imagerie 110' ayant un système radiographique 115. Le système radiographique 115 est également désigné ici comme système d'intervention ou premier système d'acquisition d'images et le tomodensitomètre informatisé 118 est également désigné ici comme système de modèle tridimensionnel ou deuxième système d'acquisition d'images.
La Figure 2 décrit un système d'intervention 115 dans lequel un patient 250 sur une table 117 a un cathéter 260 placé dans une région anatomique 255, comme le sinus coronaire dans le coeur du patient par exemple. Dans une réalisation, le cathéter 260 est positionné sur une structure anatomique connue dans la région anatomique (comme le sinus coronaire du coeur) sur un endroit défini par l'intersection d'un plan horizontal 265 et de la ligne 270 joignant le point focal 275 de la source de rayonnement 280 du système radiographique 115 à la projection du cathéter 260. D'autres régions anatomiques peuvent comprendre une cavité cardiaque, comme le ventricule droit pour un fil de stimulation/défibrillation en stimulation biventriculaire, ou une veine pulmonaire par exemple, et d'autres structures anatomiques peuvent inclure une valvule mitrale, les orifices des veines pulmonaires, une jonction dans une oreillette ou une jonction dans un ventricule par exemple. Toutefois, les réalisations de la présente invention ne sont pas destinées à être limitées uniquement aux régions et structures anatomiques du plan horizontal révélées ici. Dans une réalisation exemplaire, l'emplacement du plan horizontal 265 est défini par une élévation h au-dessus du système de référence anatomique (table) 117 jusqu'à la structure anatomique connue (sinus coronaire) au niveau de la région anatomique (coeur) 255. De cette manière, on peut établir un emplacement connu du cathéter 260 dans le système radiographique 115 et le système de modèle tridimensionnel 118.
En revenant à la Figure 1, l'appareil d'imagerie 110 comprend également des capacités d'acquisition segmentée d'ECG ou de reconstruction d'image 135 pour produire une image du coeur sans mouvement, en général dans sa phase diastolique. L'interfaçage avec l'écran d'ECG 112 permet une acquisition en temps réel des impulsions électriques cardiaques et permet une acquisition segmentée ou reconstruction rétrospective des données acquises. Comme cela a été préalablement mentionné pendant le rythme sinusal par exemple, cela pourrait représenter 75 % et pendant la fibrillation auriculaire environ 45 % en raison des intervalles R-R plus courts. Ceci permet l'élimination du mouvement cardiaque en produisant des images du coeur dans la même phase de diastole. Les données acquises peuvent être mémorisées dans une base de données ou utilisées pour produire l'image nécessaire en utilisant un ou plusieurs protocoles optimisés pour la production d'images. Dans une réalisation, le flux des données d'images venant du système de génération d'images 140 est communiqué via la liaison 212 au système d'interface d'opérateur 160 pour affichage et visualisation et via le lien de communication 216 au système de traitement 180. La base de données d'images utilisée par le logiciel sur le système d'interface d'opérateur 160 pour prescription d'examen et visualisation peut être mémorisée dans la base de données d'images 150. La base de données d'images peut être archivée 167, mise sur un film 168 et/ou envoyée sur un réseau 169 au système de traitement 180 pour analyse et étude, incluant le post-traitement tridimensionnel. L'image de modèle tridimensionnel 184 et l'image radiographique 182 peuvent être étudiées séparément ou en combinaison sur l'affichage 186. Dans le cas d'une planification de la FA, le logiciel de post-traitement sur le système de traitement 180 permet des visualisations tridimensionnelles et endocardiaques détaillées de l'oreillette gauche et des veines pulmonaires. Ces images et d'autres peuvent être mémorisées et visualisées au moment de la procédure d'intervention.
L'appareil d'imagerie 110 comprend en outre des circuits destinés à 35 l'acquisition des données d'image et à la transformation des données en une forme utilisable qui est ensuite traitée pour créer une image reconstruite des fonctions intéressantes chez le patient. L'acquisition de données d'images et les circuits de traitement sont souvent réunis sous l'appellation de tomodensitomètre , quel que soit le type de système d'imagerie, étant donné qu'une certaine sorte de processus tomodensitométrique physique ou électronique a souvent lieu dans le processus d'imagerie. Les composants particuliers du système et des circuits correspondants diffèrent considérablement entre les systèmes d'imagerie en raison des différents besoins en système physique et de traitement de données du système différent. Toutefois, il faut bien comprendre que la présente invention peut être appliquée quelle que soit la sélection d'un système d'imagerie particulier.
Les données sont produites à partir de l'appareil d'imagerie 110 dans un sous-système 230 qui comprend un logiciel pour effectuer l'acquisition des données dans le système d'acquisition des données 120 et la production d'images dans un système de génération d'images 140. Le contrôle des données est soit assuré par le système d'interface d'opérateur 160 ou dans le sous-système 230 via une liaison de communication 212. Les données qui sont produites à partir de l'appareil d'imagerie 110, y compris les évènements de pic R 114, sont mémorisées dans la base de données d'acquisition 130. L'acquisition de données dans le système 120 est effectuée conformément à un ou plusieurs protocoles d'acquisition qui sont optimisés pour produire des images du coeur et en particulier pour produire des images de l'oreillette droite et/ou du sinus coronaire.
Dans une réalisation exemplaire, les données d'images tridimensionnelles de l'oreillette sont créées en utilisant un protocole qui est optimisé pour l'oreillette gauche, comme le protocole d'imagerie de l'artère coronaire ou le protocole CardEP par exemple. Les paramètres exemplaires utilisés dans ces protocoles comprennent des périodes de portique de 0,5 seconde avec des facteurs de pas hélicoïdal de 0,375, de 120 kilovolts, de 250 milliampères et d'une épaisseur de coupe de 0,625 ou 1,25 mm (millimètre). Ces fonctions peuvent être réalisées avec des outils logiciels prêts à l'emploi disponibles dans le commerce, comme Advanced Vessel Analysis (AVP) ou CardEP par exemple. Après avoir appliqué les outils mentionnés ci-dessus aux données d'images, un autre traitement peut être appliqué comme le seuillage, le filtrage de flottants et le cadrage, par exemple. Ces procédés sont utilisés pour nettoyer les images et peuvent être automatisés. Les processus automatisés peuvent nécessiter des files d'attente de la part de l'opérateur étant donné que l'opérateur passe par le processus de traitement du logiciel d'exploitation. Après le processus de nettoyage des images, les cavités cardiaques restantes sont éliminées et seule l'oreillette gauche est visualisée. Une image tridimensionnelle détaillée de l'oreillette gauche et des veines pulmonaires peut être ensuite créée. Les images tridimensionnelles et endocardiaques (vue de l'intérieur) sont visualisées en utilisant des techniques de rendu volumique utilisant une variété de progiciels de rendu volumique disponibles dans le commerce, comme VR et Cardiac Image Quality (CARDIQ), par exemple. Une fois les images tridimensionnelles créées, la géométrie du modèle tridimensionnel doit être ensuite enregistrée avec celle du système radiographique.
L'enregistrement est le processus d'alignement des images. L'enregistrement 10 intra-objet à modes multiples est l'enregistrement de deux modes différents chez le même patient.
Le nombre de paramètres nécessaires pour décrire une transformation (enregistrement) est désigné dans le présent acte par nombre de degrés de liberté . On suppose que le modèle tridimensionnel se comporte comme un corps rigide, car l'anatomie de la structure anatomique enregistrée, n'a pas changé de façon significative. Dans ce cas, 3 translations et 3 rotations qui donnent 6 degrés de liberté, conduiront à un enregistrement réussi. Chaque dispositif utilisé pour l'enregistrement doit être étalonné pour s'approcher de la dimension du modèle tridimensionnel. Ceci exige 3 degrés supplémentaires de liberté équivalant au cadrage dans chaque direction. Si un ensemble de repères anatomiques correspondants (repères de détrompage) x et y peuvent être identifiés, l'enregistrement peut être alors affecté en sélectionnant une transformation qui alignera ces zones. Chaque vue dans le dispositif utilisé est désignée comme le système de coordonnées qui définira un espace dans cette vue. L'enregistrement réussi exigera la détermination d'une transformation entre les repères de détrompage dans un espace (X) d'une vue, par exemple, avec celle d'un autre espace (Y), par exemple. L'enregistrement réussi exigera la détermination d'une transformation T entre les repères de détrompage dans l'espace X avec celle de l'espace Y qui minimise l'erreur T(x) y, où T(x) = Ry + t, R est la rotation et t est la translation.
Une matrice de transformation définit comment mettre en correspondance les points d'un espace de coordonnées dans un autre espace de coordonnées. En identifiant le contenu de la matrice de transformation, on peut effectuer plusieurs opérations standard, comprenant la rotation, la translation et le cadrage.
Il peut y avoir une grande difficulté à identifier et à aligner les repères 35 anatomiques dans deux espaces de coordonnées pour un enregistrement réussi. Au lieu d'aligner les structures anatomiques, une caractéristique unique de la présente invention implique un enregistrement effectué en alignant les structures anatomiques avec un outil placé par le praticien dans la structure anatomique. Bien que d'autres outils comme un fil, puissent être placés dans une structure anatomique, comme le ventricule droit dans le cas de la stimulation biventriculaire par exemple, la réalisation révélée ici utilise un cathéter placé dans le sinus coronaire.
Une autre réalisation de la présente invention implique l'enregistrement de l'image radiographique avec le modèle tridimensionnel de la structure anatomique. Comme le décrivent les Figures 4A, B et C, qui sont discutées de façon plus détaillée ci-après, le cathéter du sinus coronaire positionné dans le sinus coronaire peut être clairement visualisé sur l'image de projection radiographique. L'image radiographique peut être également utilisée en tant que système d'intervention pour placer le cathéter de placage et d'ablation et/ou le fil de stimulation lorsqu'il est déplacé vers le site approprié. Une autre réalisation de la présente invention implique l'utilisation du mouvement du cathéter du sinus coronaire pour déterminer la phase du mouvement du coeur. Mis à part l'évaluation du mouvement continu de la cavité, comme l'oreillette gauche, le mouvement du cathéter peut être utilisé pour effectuer l'enregistrement de la même phase de diastole (75 % du cycle cardiaque par exemple) lorsque l'image de tomographie informatisée est reconstruite.
Les Figures 5 A, B, C, D, E et F ont été utilisées pour valider le processus d'enregistrement effectué conformément à une réalisation de la présente invention par l'injection d'un produit de contraste dans une des veines pulmonaires. Comme cela est représenté, les Figures A, B. C, D, E et F décrivent l'injection d'un produit de contraste dans la veine pulmonaire supérieure droite (VPSD) par une gaine placée dans la VPSD. Le produit de contraste est injecté une fois l'enregistrement terminé pour évaluer la précision de l'enregistrement. Dans la Figure 5 A, il n'y a pas de produit de contraste, alors que la Figure 5 B représente l'injection du produit de contraste suivi d'un rinçage progressif comme cela est représenté dans les Figures C, D et F suivantes. Dans la Figure 5 F, on n'observe plus de produit de contraste, ceci faisant penser que le rinçage a été complet. Bien que non spécifiquement délimité, il a été démontré que la VPSD remplie de produit de contraste superpose parfaitement la VPSD représentée sur l'image tomodensitométrique informatisée enregistrée, laissant entendre un enregistrement précis.
Le modèle de formation d'image du système radiographique est une projection 35 conique. L'emplacement du centre de projection et la position du plan d'image sont en principe bien décrits par rapport au système de référence anatomique, comme la table de patient 117 par exemple. Ce système de référence anatomique 117 correspond à celui utilisé pour positionner le modèle tridimensionnel obtenu à partir du système tomodensitométrique informatisé (TI) 118.
En supposant qu'un protocole établi est respecté par un technicien d'exploitation pendant le positionnement du patient dans les deux systèmes d'acquisition, c'est-à-dire, le système radiographique 115 et le système TI 118, le système de référence anatomique 117 peut être alors considéré commun aux deux systèmes d'acquisition, en particulier en termes d'orientation, c'est-à-dire, que la rotation entre les deux systèmes de référence peut être considérée comme négligeable.
Comme cela a été préalablement mentionné, et pour prévoir l'enregistrement de l'image de modèle tridimensionnel 184 avec l'image radiographique 182, un cathéter 260 (décrit in situ dans la Figure 4) est utilisé pendant l'exploitation du système radiographique 115, ce qui va être à présent décrit en référence à la Figure 3 en combinaison avec les Figures 1 et 2. En tant qu'observation importante, toutefois, il faut noter que la structure géométrique du cathéter 260 peut ne pas être suffisamment riche pour permettre un enregistrement complet des deux modes sans utiliser les réalisations de la présente invention révélées ici. Par exemple, et dans le cas de l'imagerie coronaire, un facteur de cadrage uniquement calculé à partir du rapport établi entre la veine cave supérieure et inférieure (VCS, VCI) et le sinus coronaire (SC) en association avec le cathéter 260 à l'intérieur du SC, peut ne pas être suffisamment précis pour un enregistrement de précision.
La Figure 4A décrit le modèle tridimensionnel de l'oreillette gauche obtenu en utilisant l'imagerie par TI et la segmentation dans la vue antépostérieure (AP). La Figure 4B décrit une image de projection du coeur obtenue en utilisant le système radiographique dans laquelle des cathéters multiples comprenant le cathéter du sinus coronaire, sont positionnés à des endroits différents par le praticien. Comme on peut le comprendre, il y a peu ou pas de différenciation de contraste entre les différentes structures de l'image radiographique. La Figure 4C décrit une image enregistrée utilisant un modèle tridimensionnel de l'oreillette gauche et l'image de projection en utilisant la radiographie.
En se référant collectivement aux Figures 4A, B et C, qui sont toutes décrites en vue antépostérieure, le cathéter 260 est placé dans le sinus coronaire (cathéter SC), l'auricule cardiaque gauche est désignée par ACG, la veine pulmonaire supérieure droite est désignée par VPSD et l'anneau de valvule mitrale est désigné par VM.
La Figure 3 décrit un organigramme d'un procédé exemplaire 300 pour enregistrer une image de modèle tridimensionnel 184 avec une image radiographique 182 dans lequel le système radiographique 115 est utilisé pour produire des images radiographiques tridimensionnelles (comme les images de projection radiographiques) 182 et un système TI 118 est utilisé pour produire des images de modèle tridimensionnel 184. Avant l'acquisition d'images, le cathéter 260 est placé sur une structure anatomique (comme le sinus coronaire) d'une région anatomique (comme le coeur) 255 du patient 250 en utilisant des techniques connues. Pendant l'acquisition des images 182, 184, un système de référence anatomique commun (comme une table d'examen de patient) 117 est utilisé, établissant de ce fait une liaison de référence entre les deux systèmes d'imagerie 115, 118. Après l'acquisition d'images, le circuit de traitement 170 traite 305 les données d'images 182, 184 de manière, discutée de façon plus détaillée ultérieurement, à résulter en modèle tridimensionnel 184 étant enregistré 310 avec une image radiographique 182. En général, le circuit de traitement 170 utilise le système de référence commun 117 pour relier les informations géométriques connues entre elles et appartenant à chaque système d'acquisition d'images 115, 118 et utilise des paramètres identifiables associés au cathéter 260 qui sont disponibles à partir des premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images 115, 118 afin d'enregistrer les deux images 182, 184.
Pendant la phase de traitement 305, le prétraitement 315, 320 des images 182, 184 a lieu respectivement avant le traitement réel de l'enregistrement 310. Pendant le pré-traitement 315, les images de projection radiographiques 182 sont analysées 325, 330 pour déterminer la vraisemblance de l'image apparente du cathéter étant réellement le cathéter 260 et pour déterminer un facteur de grossissement ? pour l'image radiographique 182 basé sur la taille du cathéter réelle connue, mesurée avant insertion dans le patient 250 et la taille apparente du cathéter, mesurée à partir de l'image radiographique 182.
Le prétraitement 320 suit les deux voies 335, 340 dans lesquelles 335 concerne le traitement des structures anatomiques du modèle de TI utilisé pour l'enregistrement et la voie 340 concerne le traitement de la structure clinique que l'on souhaite visualiser après enregistrement. Conformément aux réalisations de la présente invention, au moins un cathéter est disposé dans la veine cave supérieure VCS et/ou le sinus coronaire SC. Dans chacune des voies 335, 340, le prétraitement 320 effectue une opération de projection parallèle 355 sur le modèle tridimensionnel 184 par rapport à la géométrie identifiable à partir de l'image radiographique 182, orientant de ce fait correctement le modèle tridimensionnel 184 par rapport à l'image radiographique 182. Sur le bloc 360, l'image 184 est traitée pour établir la trajectoire du cathéter 260 dans le ou les vaisseaux intéressants, comme la VCS ou le sinus coronaire. Au bloc 365, le résultat du traitement effectué sur 325 et 330 est utilisé pour enregistrer les images 182 avec la trajectoire 360. A la suite de cet enregistrement, une transformation est identifiée qui relie les images 184 et les images 182.
Au bloc 310, le processus d'enregistrement implique de produire à la fois un facteur de translation (x, y) pour faire pivoter le modèle tridimensionnel 184 par rapport à l'image radiographique 182 et un facteur de cadrage 2, pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel 184 par rapport à l'image radiographique 182. Le facteur de translation est simple et utilise des techniques connues et traite par exemple l'alignement des centres des structures anatomiques communes. En principe, le procédé d'alignement peut également compenser une rotation le long d'un axe perpendiculaire au plan de projection. Toutefois, le facteur de cadrage n'est pas simple et sera décrit à présent au moyen d'autres exemples. En général, le facteur de cadrage est toutefois fonction des informations connues du système de référence anatomique commun 117 et des fonctions identifiables du cathéter 260.
Dans une première réalisation, le diamètre apparent du cathéter 260 dans l'image radiographique 182 est déterminé et comparé ensuite au diamètre réel connu du cathéter 260. A partir de ces informations, on peut déterminer la dimension réelle d'une structure anatomique dans la région anatomique 255 de l'image radiographique 182. La structure anatomique de l'image radiographique 182 est ensuite adaptée à la même structure anatomique du modèle tridimensionnel 184 dans lequel on peut comparer à présent les tailles réelle et apparente de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel. A partir de cette comparaison, un facteur de cadrage peut être établi entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images 115, 118.
Dans une deuxième réalisation, le cathéter 260 est disposé sur une structure anatomique connue de la région anatomique 255 à un endroit défini par l'intersection d'un plan horizontal 265 et de la ligne 270 joignant le point focal 275 du système radiographique 115 à la projection du cathéter 260 dans l'image radiographique 182. Ici, le plan horizontal 265 est défini par une élévation h au-dessus du système de référence anatomique 117 à la structure anatomique connue dans le systèmeradiographique 115, ce qui établit un emplacement connu du cathéter 260 dans le système radiographique 115 et le système de TI 118 par rapport au système de référence anatomique 117. En connaissant l'emplacement du cathéter 260 dans le modèle tridimensionnel 184 et la dimension réelle et apparente pour l'élévation h dans le modèle tridimensionnel 184, il est possible de déterminer la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel 184 comme celle de l'image radiographique 182. En comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel 184, il est possible d'établir un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images 115, 118.
Dans une troisième réalisation, le système radiographique 115 est utilisé pour produire un premier et un deuxième ensemble d'images de projection radiographiques qui sont générées en utilisant au moins deux projections radiographiques différentes séparées par un angle suffisant pour produire des images de projection visiblement différentes de la région anatomique 255. Ici, comme dans les autres réalisations, le cathéter 260 est disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique 255. En analysant les deux ensembles d'images de projection en utilisant une méthode de triangulation connue, on peut déterminer l'emplacement du cathéter 260 dans le modèle tridimensionnel 184 par rapport au point focal 275 de la source de rayonnement 280 du système radiographique 115, définissant de ce fait une dimension b qui établit un emplacement connu du cathéter 260 dans le système radiographique 115 et le système de TI 118 par rapport au point focal 275. En connaissant l'emplacement du cathéter 260 dans le modèle tridimensionnel 184 et les dimensions réelle et apparente de la dimension b dans le modèle tridimensionnel 184, on peut déterminer la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel 184 comme celle dans l'image radiographique 182. En comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel 184, on peut établir un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images 115, 118.
Alors que les réalisations exemplaires révélées ici se réfèrent à la taille du cathéter 260 à des fins de cadrage, on comprendra que les autres fonctions mesurables peuvent être également utilisées pour le cadrage, comme la distance entre électrodes au cathéter 260, par exemple. De même, les réalisations de la présente invention ne sont pas destinées à être limitées à une seule référence quant à la taille du cathéter 260 à des fins de cadrage.
Pour éviter une gigue éventuelle de l'image enregistrée du modèle tridimensionnel 184 en raison du mouvement cyclique du coeur, ou de l'autre région 35 anatomique 255 intéressante, le circuit de traitement 170 peut réagir aux instructions exécutables supplémentaires pour enregistrer le modèle tridimensionnel 184 avec l'image radiographique 182 en synchronisation avec le mouvement cyclique de la région anatomique 255, c'est-à-dire, en synchronisation avec le mouvement cyclique d'un battement du coeur.
Bien que les réalisations de la présente invention révèlent un coeur comme région anatomique exemplaire, on comprendra que la présente invention n'est pas limitée et que la portée de la présente invention comprend d'autres régions anatomiques intéressantes chez le patient. Bien que les réalisations de la présente invention révèlent un sinus coronaire comme structure anatomique exemplaire dans une région anatomique, on comprendra que la présente invention n'est pas ainsi limitée et que la portée de la présente invention comprend d'autres structures anatomiques dans la région anatomique. Bien que les réalisations de la présente invention révèlent un cathéter placé dans le patient, on comprendra que la présente invention n'est pas ainsi limitée et que la portée de la présente invention comprend d'autres dispositifs identifiables par radiographie ou tomographie informatisée, comme un fil de stimulation par exemple.
Une réalisation de la présente invention peut être réalisée sous la forme de procédés et d'appareils mis en oeuvre par l'informatique pour pratiquer ces procédés. La présente invention peut être également réalisée sous la forme d'un produit de programmation informatisé ayant un code de programme informatique contenant des instructions réalisées dans des moyens tangibles comme les disquettes, les disques CD-ROM, les disques durs, les bus de série universels ou tout autre moyen de mémorisation informatique lisible, dans lequel, lorsqu'on charge le code de programme informatique et que celui-ci est exécuté par un ordinateur, l'ordinateur devient un appareil permettant de mettre en oeuvre la présente invention. La présente invention peut également être réalisée sous la forme d'un code de programmation informatique, par exemple, soit mémorisé dans un moyen de mémorisation, chargé dans et/ou exécuté par un ordinateur, soit transmis par un certain moyen de transmission, comme un circuit ou câblage électrique, par des fibres optiques, soit via un rayonnement électromagnétique, dans lequel lorsque le code de programmation informatique est chargé dans et exécuté par un ordinateur, l'ordinateur devient un appareil permettant de mettre en oeuvre la présente invention. Une fois mis en oeuvre sur un microprocesseur universel, les segments du code de programmation informatique configurent le microprocesseur pour créer des circuits logiques spécifiques. L'effet technique des instructions exécutables est d'enregistrer un modèle tridimensionnel avec une image radiographique dans le but d'au moins assister une procédure d'intervention médicale.
Telles qu'elles sont révélées, certaines réalisations de la présente invention peuvent comprendre certains des avantages suivants: la disponibilité d'une technique d'enregistrement TI-radiographie qui permettra à des fils de stimulation d'être déplacés et placés à l'endroit le plus approprié, améliorant de ce fait l'efficacité de la stimulation biventriculaire ou du ventricule gauche, la disponibilité d'une technique d'enregistrement TI-radiographie qui montrera l'emplacement du sinus coronaire sur le modèle tridimensionnel, éliminant de ce fait la nécessité en stimulation biventriculaire d'effectuer une angiographie du sinus coronaire avant d'implanter le fil de sinus coronaire, la possibilité d'utiliser le fil du ventricule droit dans l'ablation de la fibrillation auriculaire pour un enregistrement continu, pour une orientation donnée du système d'intervention, la possibilité de produire automatiquement une projection du modèle tridimensionnel qui est géométriquement proche de l'image fournie par le système d'intervention, la possibilité de fusionner les informations obtenues à partir d'un modèle tridimensionnel en utilisant un tomodensitomètre avec les informations en direct en temps réel fournies par l'imagerie radiographique et la disponibilité d'une technique qui permettra de visualiser la géométrie tridimensionnelle réelle de la jonction différente veine pulmonaire-oreillette gauche et d'autres zones stratégiques dans l'oreillette en utilisant les capacités d'imagerie de la tomographie informatisée et en enregistrant de façon plus importante ces images par la radiographie, aider à isoler plus précisément et plus facilement les veines pulmonaires et les zones qui déclenchent et appuient la FA.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des réalisations exemplaires, les spécialistes de la technique comprendront que différentes modifications peuvent être effectuées et que des équivalents peuvent être remplacés par des éléments de ceux-ci. De plus, de nombreuses modifications peuvent être effectuées pour adapter à une situation ou à un matériel particulier les enseignements de la présente invention. Par conséquent, il est prévu que la présente invention ne soit pas limitée à la réalisation particulière révélée comme étant le meilleur ou le seul mode considéré pour exécuter la présente invention. De plus, l'utilisation des termes de premier, deuxième etc. ne désigne pas un ordre ou une importance, mais sont plutôt utilisés pour distinguer un élément d'un autre. Par ailleurs, l'utilisation des termes un, une etc. ne désigne pas une limite de quantité, mais plutôt la présence d'au moins un des éléments cités en référence.
Système d'imagerie Appareil d'imagerie (système de tomodensitométrie informatisé) 110' Appareil d'imagerie (système radiographique) 112 ECG 114 Événement de pic R Système radiographique (système d'acquisition d'images) 116 Tableau d'interface (unité d'interface de patient) 117 Table (système de référence anatomique) 118 Tomodensitomètre, système de tomodensitométrie informatisé (système d'acquisition d'images) Système d'acquisition d'images Base de données d'acquisition Reconstruction segmentée d'ECG 140 Système de production d'images Base de données d'images Système d'interface d'opérateur 162 Clavier 164 Affichage 166 Affichage 167 Archive 168 Film 169 Réseau Processeur 180 Système de post-traitement 182 Image radiographique 184 Image du modèle tridimensionnel 186 Affichage Mémoire 205 Port de données 210 Liaison de communication système 212 Liaison de communication système 216 Liaison de communication système 218 Liaison de communication système 220 Liaison de communication de base de données 222 Liaison de communication de base de données 230 Sous-système 240 Sinus coronaire 250 Patient 255 Région anatomique 260 Cathéter 265 Plan 270 Ligne 275 Point focal 280 Source de rayonnement 300 Procédé Figure 3 310 Registre 315 Pré-traitement 320 Pré-traitement 325 Analyse 330 Pré-traitement 335 Trajectoire 340 trajectoire 345 Modèle VCS + SC 350 Modèle oreillette gauche 355 Projection parallèle 360 Bloc de traitement 365 Bloc de traitement
Claims (10)
1. Système d'imagerie (100) pour utilisation dans une procédure d'intervention médicale comprenant: un premier système d'acquisition d'images (115) d'un premier mode utilisant un cathéter (260) dans une région anatomique (255) d'un patient (250) et configuré pour produire une première image de la région anatomique (255) en utilisant la radiographie, la première image comprenant un ensemble d'images de projection radiographiques (182), un deuxième système d'acquisition d'images (118) d'un deuxième mode différent configuré pour produire un modèle tridimensionnel (184) de la région anatomique, un système de référence anatomique (117) commun aux premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118) et un circuit de traitement (170) configuré pour traiter des instructions exécutables pour enregistrer le modèle tridimensionnel (184) avec l'image radiographique (182) en réponse au système de référence commun (117) et aux paramètres identifiables associés au cathéter (260) dans les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118).
2. Système d'imagerie (100) selon la revendication 1, dans lequel le circuit de traitement (170) est en outre configuré pour traiter des instructions exécutables pour: produire un facteur de translation pour faire pivoter le modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), faire tourner de façon optionnelle le modèle tridimensionnel (184) autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique (182) et produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter (260), dans lequel le cathéter (260) a un diamètre réel connu et dans lequel le circuit de traitement est en outre configuré pour traiter des instructions exécutables pour: déterminer le diamètre apparent du cathéter (260) dans l'image radiographique (182), en comparant le diamètre apparent du cathéter (260) avec le diamètre réel connu du cathéter (260), en déterminant en réponse à cela une dimension réelle d'une structure anatomique dans la région anatomique (255) dans l'image radiographique (182), en adaptant la structure anatomique dans l'image radiographique (182) à la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184), en comparant les tailles réelle et apparente de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) et en générant à partir de celui-ci un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118).
3. Système d'imagerie (100) selon la revendication 1, dans lequel le cathéter (260) est disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique à un endroit défini par l'intersection d'un plan horizontal (265) et la ligne joignant le point focal (275) du système radiographique (115) à la projection du cathéter (260), le plan horizontal (265) étant défini par une élévation h au-dessus du système de référence anatomique (117) à la structure anatomique connue dans le système radiographique (115), établissant de ce fait un emplacement connu du cathéter (260) dans le premier et le deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118) et dans lequel le circuit de traitement est en plus configuré pour traiter des instructions exécutables pour: produire un facteur de translation pour faire pivoter le modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), faire tourner de façon optionnelle le modèle tridimensionnel (184) autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique (182) et produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter (260), et déterminer la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) en réponse à l'emplacement connu du cathéter (260) dans le modèle tridimensionnel (184) et l'élévation h, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) et en générant à partir de celui-ci un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118).
4. Système d'imagerie (100) selon la revendication 1, dans lequel le premier système d'acquisition d'images (115) est en plus configuré pour produire un deuxième ensemble d'images de projection radiographiques (182) , le premier et le deuxième ensembles d'images de projection étant générés par au moins deux projections radiographiques différentes séparées par un angle suffisant pour produire des images de projection sensiblement différentes de la région anatomique, le cathéter (260) étant disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique (255) et dans lequel le circuit de traitement (170) est en plus configuré pour traiter des instructions exécutables pour: produire un facteur de translation pour faire pivoter le modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), faire tourner de façon optionnelle le modèle tridimensionnel (184) autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique (182), produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter (260), et déterminer l'emplacement du cathéter (260) dans le modèle tridimensionnel (184) par rapport au point focal du système radiographique (115) pour définir une dimension b en analysant les deux ensembles des images de projection en utilisant une méthode de triangulation et déterminer la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) en réponse à l'emplacement connu du cathéter (260) dans le modèle tridimensionnel (184) et la dimension b, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) et en générant à partir de celui-ci un facteur de cadrage entre les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118).
5. Système d'imagerie (100) selon la revendication 1 comprenant en plus: un électrocardiogramme (ECG) (112) en communication par signaux avec un coeur de patient (250) et une unité d'interface de patient (116) configurée pour synchroniser le mouvement du cathéter (260) disposé sur un sinus coronaire avec l'ECG (112) pour déterminer la phase du cycle cardiaque de chaque cadre des premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (118), dans lequel le mouvement du cathéter du sinus coronaire (260) est utilisé pour permettre d'enregistrer le modèle tridimensionnel (184) dans la même phase sous forme d'une reconstruction de la structure anatomique du deuxième système d'acquisition d'images (118).
6. Procédé d'enregistrement d'un modèle tridimensionnel (184) d'une région anatomique (255) d'un patient (250) avec des images de projection de celle-ci à partir d'un système radiographique d"intervention (115), le procédé comprenant: la production d'une image radiographique (182) de la région anatomique (255) à partir du système radiographique (118) d'un mode différent, l'analyse de l'image radiographique (182) et du modèle tridimensionnel (184) par rapport à un système de référence anatomique commun (117) et l'enregistrement du modèle tridimensionnel (184) avec l'image radiographique (182) en réponse au système de référence commun (117) et aux paramètres identifiables associés avec le cathéter (260) à la fois dans le système radiographique (115) et le deuxième système d'acquisition d'images (118).
7. Procédé selon la revendication 6, comprenant en plus: la production d'un facteur de translation pour faire tourner le modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), la rotation de façon optionnelle le modèle tridimensionnel (184) autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique (182) et produire un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter (260), dans lequel le cathéter (260) a un diamètre réel connu et la production d'un facteur de cadrage comprend: la détermination du diamètre apparent du cathéter (260) dans l'image radiographique (182), en comparant le diamètre apparent du cathéter (260) avec le diamètre réel connu du cathéter (260), en déterminant à la suite de cela une dimension réelle d'une structure anatomique dans la région anatomique (255) dans l'image radiographique (182), en adaptant la structure anatomique de l'image radiographique (182) avec la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184), en comparant les tailles réelle et apparente de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) et en produisant à partir de cela un facteur de cadrage entre le système radiographique (115) et le deuxième système d'acquisition d'images (118).
8. Procédé de la revendication 6, comprenant en plus: la production d'un facteur de translation pour faire tourner le modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), la rotation de façon optionnelle du modèle tridimensionnel (184) autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique (182) et la production d'un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter (260), dans lequel le cathéter (260) est disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique (255) à un endroit défini par l'intersection d'un plan horizontal (265) et de la ligne joignant le point focal (275) du système radiographique (115) à la projection du cathéter (260), le plan horizontal (265) étant défini par une élévation h au-dessus du système de référence anatomique (117), établissant de ce fait un endroit connu du cathéter (260) dans les premier et deuxième systèmes d'acquisition d'images (115, 118) et dans lequel la production d'un facteur de cadrage comprend: la détermination de la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) à la suite de l'emplacement connu du cathéter (260) dans le modèle tridimensionnel (184) et l'élévation h, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) et en produisant à partir de cela un facteur de cadrage entre le système radiographique (115) et le deuxième système d'acquisition d'images (118).
9. Procédé selon la revendication 6, comprenant en plus: la production d'un facteur de translation pour faire tourner le modèle 20 tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), la rotation de façon optionnelle du modèle tridimensionnel (184) autour d'un axe perpendiculaire au plan de projection de l'image de projection radiographique (182) et la production d'un facteur de cadrage pour ajuster l'échelle du modèle tridimensionnel (184) par rapport à l'image radiographique (182), le facteur de cadrage étant fonction d'une fonction identifiable du cathéter (260), la production d'une deuxième image radiographique (182) de la région anatomique (255), les première et deuxième images radiographiques étant produites par au moins deux projections radiographiques différentes séparées par un angle suffisant pour produire des ensembles sensiblement différents d'images de projection de la région anatomique (255), le cathéter (260) étant disposé sur une structure anatomique connue dans la région anatomique (255), la détermination de l'emplacement du cathéter (260) dans le modèle tridimensionnel (184) par rapport au point focal du système radiographique (115) pour définir une dimension b en analysant les deux ensembles d'images de projection en utilisant une méthode de triangulation et la détermination de la taille réelle de la même structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) à la suite de l'emplacement connu du cathéter (260) dans le modèle tridimensionnel (184) et de la dimension b, en comparant les tailles réelle et apparente de la structure anatomique dans le modèle tridimensionnel (184) et la production à partir de cela d'un facteur de cadrage entre le système radiographique (115) et le deuxième système d'acquisition d'images (118).
10. Procédé selon la revendication 6, dans laquelle l'enregistrement comprend: l'enregistrement du modèle tridimensionnel (184) avec l'image radiographique (182) en synchronisation avec le mouvement cyclique de la région anatomique (255), dans lequel la région anatomique (255) comprend un coeur et le mouvement cyclique de la région anatomique (255) comprend un battement de coeur.
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