FR2909206A1 - Procede d'imagerie radiologique permettant de mettre en correspondance une zone d'interet d'un organe avec une parti partie d'un reseau associee - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de traitement d'une image radiologique (10) d'un organe (7), l'organe étant relié à un réseau (21) de circulation d'un flux, comprenant des étapes selon lesquelles:- un opérateur ou un moyen de traitement (4) définit un contour (32) pour délimiter une zone d'intérêt (31) dans l'image radiologique de l'organe,- le moyen de traitement (4) détermine une partie du réseau (24) dans laquelle du flux alimente la zone d'intérêt (31) ou est issu de cette zone d'intérêt,- un moyen d'affichage (6) affiche la partie du réseau (24) déterminée.
Description
1 DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine de l'imagerie
radiologique, et plus 5 particulièrement le domaine de l'imagerie radiologique interventionnelle. ETAT DE LA TECHNIQUE La radiologie interventionnelle désigne des techniques d'intervention chirurgicales dans lesquelles un radiologue visualise des 10 images d'un organe fournies par un appareil d'imagerie pour guider ou contrôler une intervention sur cet organe. Ces techniques permettent en particulier de réaliser des intervention chirurgicales qui utilisent les voies de circulation naturelles du corps (réseau sanguin, bilaire ou lymphatique par exemple) pour accéder à 15 une zone à traiter. Le chirurgien introduit un cathéter dans une veine ou une artère jusqu'à un point approprié en s'aidant d'une image fournie par l'appareil d'imagerie. Ces techniques présentent l'avantage d'être peu invasives, en comparaison des techniques de chirurgie traditionnelles. 20 Grâce à la radiologie interventionnelle, il est par exemple possible de traiter une zone cible de tissu en injectant une substance ou en obstruant un vaisseau en un point donné du réseau vasculaire qui irrigue la zone à traiter. Le radiologue peut injecter de l'éthanol pour traiter une tumeur 25 cancéreuse. Pour pratiquer une chimioembolisation, le chirurgien injecte à la fois un agent embolique et une substance toxique dans un vaisseau qui irrigue la zone cible. Les effets de l'agent embolique et de la susbtance toxique se combinent de sorte que la substance est acheminée vers la zone cible de 30 manière concentrée, mais également que l'alimentation de cette zone est coupée. 2909206 2 Ce type d'intervention permet de focaliser l'action du traitement sur la zone cible, augmentant ainsi l'efficacité du traitement tout en minimisant les effets secondaires. Dans ce type d'intervention, le radiologue doit accéder à un point d'intervention qui conduira à un résultat optimal, c'est-à-dire à la fois au traitement de la totalité de la zone cible et à la limitation de l'impact de l'intervention sur les tissus environnants. A cet effet, le radiologue s'aide de l'image fournie par l'appareil d'imagerie et guide le cathéter en fonction de son expérience. Le radiologue doit identifier l'ensemble des vaisseaux qui alimentent la zone cible en visualisant des images pré- ou per-opératoires. Or cette tache est généralement délicate du fait que les vaisseaux peuvent être très nombreux et difficiles à distinguer sur les images. En parallèle, dans le domaine de la chirurgie traditionnelle, on connaît des logiciels qui permettent d'identifier dans une image radiologique d'un foie, huit régions prédéterminées appelées segments de Couinaud . Chacun de ces segments est associé à un système de vascularisation et de drainage bilaire indépendant. La localisation précise d'une pathologie dans un ou plusieurs de ces segments rend possible l'ablation du ou des segment(s) concerné(s), sans endommager les segments limitrophes.
Toutefois, ce type d'intervention ne permet pas un traitement ciblé d'une pathologie, puisqu'il conduit nécessairement à l'ablation d'un segment entier. RESUME DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un outil permettant d'aider un opérateur, un radiologue par exemple, à se repérer dans un réseau de circulation d'un flux en vue de réaliser un traitement localisé d'une zone cible donnée. D'une part, ce problème est résolu dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de traitement d'une image radiologique d'un organe, l'organe étant relié à un réseau de circulation d'un flux, comprenant des étapes selon lesquelles : 2909206 3 - un opérateur ou un moyen de traitement définit un contour pour délimiter une zone d'intérêt dans l'image radiologique de l'organe, - le moyen de traitement détermine une partie du réseau dans laquelle du flux alimente la zone d'intérêt ou est issu de cette zone d'intérêt, 5 - un moyen d'affichage affiche la partie du réseau déterminée. Ce procédé permet de mettre en correspondance une partie du réseau avec une zone d'intérêt délimitée par l'opérateur. Ce procédé permet à l'opérateur d'identifier la partie du réseau qui participe à l'alimentation ou à l'évacuation de la zone d'intérêt, et 10 uniquement cette partie. Ce procédé fournit un outil d'assistance pour aider l'opérateur à décider d'un ou de plusieurs point(s) d'intervention pour traiter la zone d'intérêt et pour guider un outil jusqu'à ce(s) point(s). En particulier, le procédé peut présenter les caractéristiques 15 suivantes : - le moyen de traitement le moyen de traitement commande le moyen d'affichage pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau sur laquelle la partie du réseau déterminée est mise en valeur, - le moyen de traitement commande le moyen d'affichage pour 20 afficher une image de l'organe et/ou du réseau sur laquelle l'intensité des pixels correspondant à la partie du réseau déterminée est rehaussée, - le moyen de traitement commande le moyen d'affichage pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau sur laquelle les pixels correspondant à la partie du réseau déterminée présentent une couleur 25 prédéterminée qui contraste avec des couleurs des autre pixels de l'image. D'autre part, le problème est également résolu grâce à un procédé de traitement d'une image radiologique d'un organe, l'organe étant relié à un réseau de circulation d'un flux, comprenant des étapes selon lesquelles : - un opérateur ou un moyen de traitement définit un point ou une 30 branche du réseau de circulation, -le moyen de traitement détermine une ou plusieurs zone(s) de l'organe alimentée(s) par ou dont est issu du flux passant par le point ou la branche défini(e) par l'opérateur, 2909206 4 - un moyen d'affichage affiche la ou les zone(s) de l'organe déterminée(s). Ce procédé permet de mettre en correspondance une zone de l'organe avec un point ou une branche du réseau sélectionné(e) par 5 l'opérateur. Ce procédé permet à l'opérateur d'identifier la zone de l'organe qui est alimentée par ou dont est issu du flux passant par le point ou la branche du réseau qu'il a sélectionné, et uniquement cette zone. Ce procédé fournit un outil d'assistance pour aider l'opérateur à 10 contrôler l'impact sur l'organe d'une intervention en un point donné du réseau. L'opérateur peut visualiser la zone de l'organe qui sera affectée par l'intervention. En particulier, le procédé peut présenter les caractéristiques suivantes : 15 - le moyen de traitement commande le moyen d'affichage pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau sur laquelle l'intensité des pixels correspondant à la zone de l'organe déterminée est rehaussée, - le moyen de traitement commande le moyen d'affichage pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau sur laquelle les pixels 20 correspondant à la zone de l'organe déterminée présentent une couleur prédéterminée qui contraste avec des couleurs des autre pixels de l'image. Le procédé peut comprendre les étapes préalables selon lesquelles : - le moyen de traitement détermine un sens de circulation du flux 25 dans différentes branches du réseau, - le moyen de traitement détermine des correspondances entre des points de l'organe et une ou des branche(s) du réseau en fonction du sens de circulation du flux. Dans une mise en oeuvre de ce procédé, le moyen de traitement 30 détermine un sens de circulation du flux dans différentes branches du réseau par une analyse de variation d'un rayon de branche le long de chaque branche.
2909206 5 Le procédé peut comprendre une étape préalable selon laquelle le moyen de traitement applique à l'image de l'organe un algorithme de détermination du motif du réseau pour identifier différentes branches qui composent le réseau.
5 Le procédé peut s'appliquer à une image radiologique qui est une image composite composée de plusieurs images acquises par des techniques différentes et/ou à des instants différents. En particulier, l'image radiologique peut être une image composite composée d'une première image acquise par tomographie à rayons X et 10 d'une deuxième image acquise par tomographie à émission de positons, l'image composite résultante faisant apparaître à la fois le réseau vasculaire qui alimente l'organe et une zone active d'une tumeur. L'invention se rapporte également à un produit programme d'ordinateur, chargeable dans une mémoire d'un dispositif d'imagerie 15 radiologique comprenant un moyen de traitement et un moyen d'affichage, pour exécuter les étapes du procédé défini précédemment. Enfin, l'invention se rapporte à un dispositif de traitement d'une image radiologique comprenant un moyen de traitement et un moyen d'affichage, le moyen de traitement étant programmé pour exécuter les 20 étapes du procédé défini précédemment. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS - la figure 1 représente de manière schématique un appareil d'imagerie, 25 - la figure 2 représente de manière schématique une image d'un organe telle qu'elle peut être obtenue grâce à un appareil d'imagerie conforme à la figure 1, - la figure 3 est un diagramme représentant de manière schématique des étapes d'un procédé de traitement d'image conforme à un 30 mode de mise en oeuvre de l'invention, - les figures 3A à 3C illustrent les étapes du procédé de la figure 3, - la figure 4 est un diagramme représentant de manière schématique des étapes d'un procédé de visualisation d'image permettant à 2909206 6 un chirurgien de visualiser une partie du réseau vasculaire qui alimente une zone d'intérêt d'un organe, - les figures 4A à 4C illustrent les étapes du procédé de la figure 4, - la figure 5 est un diagramme représentant de manière 5 schématique des étapes d'un procédé de visualisation d'image permettant à un chirurgien de visualiser une partie de l'organe alimentée par un point du réseau vasculaire, - les figures 5A à 5C illustrent les étapes du procédé de la figure 5.
10 DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION PREFERES Sur la figure 1, l'appareil d'imagerie représenté comprend une source 1 apte à émettre un faisceau 8 de rayons X, un détecteur 2 disposé en face de la source 1 et apte à détecter les rayons émis par la source 1, un support 3 disposé entre la source 1 et le détecteur 2.
15 Le support 3 est destiné à recevoir un organe 7 dont on souhaite acquérir une image. L'appareil comprend une unité de traitement 4 (par exemple un ordinateur) apte à recevoir des données fournies par le détecteur 2 et apte à commander la source 1 et le détecteur 2. L'unité de traitement 4 est apte 20 à commander l'émission de rayons X par la source et la lecture d'une image par le détecteur 2. L'appareil comprend une unité d'interface 5 comprenant un écran 6 et des moyens de commande incluant une souris 8. Enfin, l'appareil comprend une base de données 9 dans laquelle 25 sont enregistrées des images de l'organe 7 qui ont été acquises préalablement. L'unité de traitement 4 est apte à commander l'unité d'interface pour que l'unité d'interface affiche une image de l'organe 7 acquise en temps réel ou une image de l'organe 7 pré-enregistrée de la base de données 9.
30 L'unité de traitement 5 est programmée pour exécuter un procédé d'imagerie qui comprend des étapes représentées sur les figures 3 à 5. La figure 2 représente de manière schématique une image 10 de l'organe 7 telle qu'elle peut être affichée à l'écran de l'appareil d'imagerie.
2909206 7 L'image 10 est par exemple une image tridimensionnelle composée résultant de la combinaison d'une première image 20 tridimensionnelle de l'organe obtenue par tomographie à rayons X (CT) et d'une deuxième image 30 tridimensionnelle de l'organe 7 obtenue par tomographie à 5 émission de positons (PET). L'image composée 10 fait apparaître à la fois un réseau vasculaire 21 qui alimente l'organe 7 (apparaissant sur la première image 20) et une zone active 31 d'une tumeur (apparaissant sur la deuxième image 30). Le réseau vasculaire 21 est composé de vaisseaux formant des 10 branches connectées entre elles. Le réseau 21 présente une structure ramifiée, c'est à dire qu'il comprend des branches principales sur lesquelles sont connectées des branches secondaires, chaque branche secondaire étant alimentée par une branche principale unique. La figure 3 est un diagramme représentant de manière schématique 15 des étapes du procédé 300 de traitement d'image. Selon une première étape 310, un opérateur sélectionne sur l'image 10 affichée un point 22 du réseau vasculaire 21. A cet effet, il clique avec la souris 8 sur le point 22 (figure 3A). Selon une deuxième étape 320, l'unité de traitement 4 analyse la 20 première image 20 afin de déterminer le sens de circulation d'un flux sanguin dans le réseau vasculaire 21 (représenté par des flèches sur la figure 3B). Cette deuxième étape 320 comprend les sous-étapes suivantes : Selon une première sous-étape 321, l'unité de traitement applique à 25 l'image 20 un algorithme de détermination du motif du réseau vasculaire, c'est à dire des différentes branches qui composent le réseau vasculaire. Ce type d'algorithme est par exemple décrit dans la publication Curve segmentation using directional information, relation to pattern detection , Eric Pichon, Allen Tannenbaum, IEEE International Conference 30 on Image Processing (ICIP), volume 2, pages 794-797, 2005. Puis, selon une deuxième sous-étape 322, l'unité de traitement détermine en parcourant chaque branche, une variation d'un rayon d'un vaisseau sanguin le long de la branche. Le sens de circulation du flux 2909206 8 correspond au sens dans lequel le rayon du vaisseau décroît le long de la branche. Selon une troisième étape 330, l'unité de traitement associe à chaque point de l'organe 7 une terminaison du réseau vasculaire qui 5 alimente ce point (figure 3C). Cette étape est réalisée par exemple par un algorithme basé sur une modélisation mathématique de diffusion du sang à travers les tissus de l'organe partir du réseau vasculaire (représenté en traits pointillés sur la figure 3C). Le procédé illustré sur les figures 3 et 3A à 3C permet d'établir une 10 cartographie d'irrigation de l'organe 7. Plus précisément, ce procédé a pour effet de déterminer un sens de circulation du flux sanguin dans chaque branche du réseau 21 et d'associer à chaque point de l'image de l'organe 7, une ou plusieurs branche(s). La figure 4 est un diagramme représentant de manière schématique 15 des étapes d'un procédé de visualisation d'image 400 permettant à un opérateur de visualiser une partie du réseau vasculaire qui alimente une zone d'intérêt d'un organe. Selon une première étape 410, l'opérateur définit un contour 32 pour délimiter une zone d'intérêt dans l'image 10.
20 A cet effet, l'opérateur utilise par exemple la souris 8 pour délimiter sur l'écran la tumeur 31 qui apparaît sur l'image 10 affichée (figure 4A). Selon une deuxième étape 420, l'unité de traitement: 4 détermine une partie du réseau dans laquelle circule du flux sanguin qui alimente la zone d'intérêt, et uniquement cette partie.
25 A cet effet, l'unité de traitement identifie l'ensemble des terminaisons du réseau sanguin qui sont associées aux points contenus dans la zone d'intérêt. Puis, l'unité de traitement détermine, à partir des terminaisons, en remontant le long des vaisseaux, dans le sens inverse de circulation du flux sanguin, l'ensemble des vaisseaux qui alimentent la zone 30 d'intérêt (figure 4B). Selon une troisième étape 430, l'unité de traitement commande l'écran pour faire ressortir sur l'image 10 affichée, la partie du réseau ainsi déterminée (figure 4C).
2909206 9 Selon une première possibilité, l'unité de traitement rehausse sur l'image affichée 10, l'intensité des pixels correspondant à la partie du réseau déterminée (couleur qui est différente des couleurs utilisées pour l'affichage du reste de l'image).
5 Selon une deuxième possibilité, l'unité de traitement commande l'affichage dans une couleur spécifique de la partie du réseau (couleur qui est différente des couleurs utilisées pour l'affichage du reste de l'image). Cette troisième étape 430 permet de mettre en relief sur l'image 10 affichée, la partie du réseau qui irrigue la zone d'intérêt.
10 Ce procédé permet à l'opérateur d'isoler et de visualiser l'anatomie de la partie du réseau sanguin qui participe à l'alimentation de la zone d'intérêt, et uniquement cette partie. Ce procédé fournit un outil d'assistance pour aider l'opérateur à décider d'un ou de plusieurs point(s) d'intervention pour traiter la tumeur 12 15 et de la ou des voie(s) d'accès à ce(s) point(s). La figure 5 est un diagramme représentant de manière schématique des étapes d'un procédé de visualisation d'image 500 permettant à un opérateur de visualiser une partie de l'organe alimentée par un point du réseau vasculaire.
20 Selon une première étape 510, l'opérateur sélectionne un point 23 du réseau vasculaire. A cet effet, l'opérateur utilise par exemple la souris 8 pour sélectionner sur l'écran un point 22 du réseau vasculaire 21 (figure 5A). Selon une deuxième étape 520, l'unité de traitement 4 détermine 25 une zone 32 de l'organe alimentée par du flux sanguin passant par le point 23 défini par l'opérateur. A cet effet, l'unité de traitement identifie, en partant du point 23 et en suivant le sens de circulation du flux le long des vaisseaux, l'ensemble des branches du réseau sanguin qui sont alimentées par le point 23 (figure 30 5B). Puis, l'unité de traitement détermine, à partir de ces branches, une zone 32 de l'organe alimentée par le flux.
2909206 10 Selon une troisième étape 530, l'unité de traitement commande l'écran pour faire ressortir sur l'image 10 affichée, la zone 32 de l'organe ainsi déterminée (figure 5D). Selon une première possibilité, l'unité de traitement rehausse sur 5 l'image affichée 10, l'intensité des pixels correspondant à la zone de l'organe déterminée. Selon une deuxième possibilité, l'unité de traitement commande l'affichage dans une couleur spécifique de la zone de l'organe. Cette troisième étape permet de mettre en relief la zone de l'organe 10 concernée par le point d'alimentation sélectionné par l'opérateur. Selon une quatrième étape 540, l'unité de traitement calcule des paramètres associés à la zone 32 déterminée et commande l'affichage de ces paramètres sur les moyens d'affichage. Par exemple, l'unité de traitement estime le volume de la zone 32 15 (figure 5C). Ce procédé permet à l'opérateur d'isoler et de visualiser la zone de l'organe qui est alimentée par du flux sanguin passant par le point du réseau qu'il a sélectionné, et uniquement cette zone. Ce procédé fournit un outil d'assistance pour aider l'opérateur à 20 contrôler l'impact sur l'organe d'une intervention en un point donné du réseau. L'opérateur peut visualiser la zone de l'organe qui sera affectée par l'intervention et également obtenir des indications sur des paramètres anatomiques concernant cette zone. Le procédé 500 peut également permettre à un opérateur de 25 sélectionner un ou plusieurs points du réseau, ou encore une ou plusieurs branches du réseau (des artères par exemple) et de mettre en correspondance les points sélectionnés ou les branches sélectionnées avec une ou plusieurs zones de l'organe. En particulier, ces zones peuvent être mises en valeurs sur l'image par des couleurs différentes, chaque couleur 30 identifiant une zone associée à un point d'alimentation particulier ou une branche particulière du réseau. On a décrit un mode de réalisation de l'invention où le réseau de circulation est un réseau vasculaire dans lequel circule du sang qui alimente 2909206 11 un organe. Bien entendu, le procédé s'applique de même rnanière similaire à d'autres types de réseaux dans lesquels circulent des fluides, qu'il s'agisse de réseaux d'alimentation ou d'évacuation, tels que par exemple un réseau bilaire, un réseau lymphatique, un réseau de circulation d'air, un 5 réseau urinaire, etc. Le procédé peut également s'appliquer à d'autres types de réseaux, tels que par exemple un réseau nerveux dans lequel circulent (ou se propagent) des influx nerveux. 12
Claims (15)
1. Procédé de traitement d'une image radiologique (10) d'un organe (7), l'organe étant relié à un réseau (21) de circulation d'un flux, comprenant 5 des étapes selon lesquelles : - (410) un opérateur ou un moyen de traitement (4) définit un contour (32) pour délimiter une zone d'intérêt (31) dans l'image radiologique de l'organe, - (420) le moyen de traitement (4) détermine une partie du réseau 10 (24) dans laquelle du flux alimente la zone d'intérêt (31) ou est issu de cette zone d'intérêt, - (430) un moyen d'affichage (6) affiche la partie du réseau (24) déterminée.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moyen de 15 traitement le moyen de traitement (4) commande le moyen d'affichage (6) pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau (10) sur laquelle la partie du réseau (24) déterminée est mise en valeur.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le moyen de traitement (4) commande le moyen d'affichage (6) pour afficher une image 20 de l'organe et/ou du réseau (10) sur laquelle l'intensité des pixels correspondant à la partie du réseau (24) déterminée est rehaussée.
4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le moyen de traitement (4) commande le moyen d'affichage (6) pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau (10) sur laquelle les pixels correspondant à la 25 partie du réseau déterminée présentent une couleur prédéterminée qui contraste avec des couleurs des autre pixels de l'image.
5. Procédé de traitement d'une image radiologique d'un organe, l'organe (7) étant relié à un réseau (21) de circulation d'un flux, comprenant des étapes selon lesquelles : 30 - (510) un opérateur ou un moyen de traitement (4) définit un point (22) ou une branche du réseau de circulation, 13 2909206 - (520) le moyen de traitement (4) détermine une ou plusieurs zone(s) (32) de l'organe alimentée(s) par ou dont est issu du flux passant par le point (22) ou la branche défini(e) par l'opérateur, -(530) un moyen d'affichage (6) affiche la ou les zone(s) (32) de 5 l'organe déterminée(s).
6. Proçédé selon la revendication 5, dans lequel le moyen de traitement (4) commande le moyen d'affichage pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau (10) sur laquelle la ou les zone(s) (32) de l'organe déterminée(s) est (sont) mise(s) en valeur. 10
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le moyen de traitement (4) commande le moyen d'affichage pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau (10) sur laquelle l'intensité des pixels correspondant à la ou les zone(s) (32) de l'organe déterminée(s) est rehaussée. 15
8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le moyen de traitement (4) commande le moyen d'affichage (6) pour afficher une image de l'organe et/ou du réseau (10) sur laquelle les pixels correspondant à la ou les zone(s) (32) de l'organe déterminée(s) présentent une couleur prédéterminée qui contraste avec des couleurs des autre pixels de l'image. 20
9. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant des étapes préalables selon lesquelles : - (320) le moyen de traitement (4) détermine un sens de circulation du flux dans différentes branches du réseau (21), - (330) le moyen de traitement (4) détermine des correspondances 25 entre des points de l'organe (7) et une ou des branche(s) du réseau (21) en fonction du sens de circulation du flux.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le moyen de traitement (4) détermine un sens de circulation du flux dans différentes branches du réseau (21) par une analyse de variation d'un rayon de 30 branche le long de chaque branche.
11. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, comprenant une étape (321) préalable selon laquelle le moyen de traitement (4) applique à l'image de l'organe (10) un algorithme de 14 2909206 détermination du motif du réseau pour identifier différentes branches qui composent le réseau.
12. Procédé selon l'une des revendications qui précèdent, dans lequel l'image radiologique (10) est une image composite composée de plusieurs images (20, 30) acquises par des techniques différentes et/ou à des instants différents.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'image radiologique (10) est une image composite composée d'une première image (20) acquise par tomographie à rayons X et d'une deuxième image (30) acquise par tomographie à émission de positons, l'image composite (10) résultante faisant apparaître à la fois le réseau vasculaire (21) qui alimente l'organe et une zone active d'une tumeur (31).
14. Produit programme d'ordinateur, chargeable dans une mémoire d'un dispositif d'imagerie radiologique comprenant un moyen de traitement 15 (4) et un moyen d'affichage (6), pour exécuter les étapes du procédé défini par l'une des revendications 1 à 13.
15. Dispositif de traitement d'une image radiologique comprenant un moyen de traitement (4) et un moyen d'affichage (6), le moyen de traitement (4) étant programmé pour exécuter les étapes du procédé défini 20 par l'une des revendications 1 à 13.
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