FR2913877A1

FR2913877A1 - Systeme et procede destines a suivre le mouvement d'un instrument lors du remplacement percutane d'une valve cardiaque

Info

Publication number: FR2913877A1
Application number: FR0851859A
Authority: FR
Inventors: Houdant Laurence Gavit; Regis Vaillant; Elisabeth Soubelet
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2008-09-26
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: FR2913877B1; JP5432463B2; JP2008237906A; US20080234576A1; DE102008015964A1

Abstract

Un système (100) et un procédé (200) pour suivre le mouvement d'un instrument (105) lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque d'un sujet (115) sont réalisés. Le système (100) comprend un système d'imagerie (120), un système de navigation (125) pour suivre le mouvement de l'instrument (105) dans le sujet (115) et illustrer une représentation d'une position de l'instrument (105) en relation spatiale avec des images obtenues par le système d'imagerie (120), et un dispositif de commande (130). Le dispositif de commande (130) sert à identifier une voie d'accès parmi une série de voies d'accès (250, 300) pour déplacer l'instrument (105) dans le sujet (115) lors du remplacement percutané de la valve cardiaque, à identifier une séquence de modèles (400, 450) illustrant la voie d'accès sélectionnée parmi la pluralité de voies d'accès (250, 300) pour détecter la position de l'instrument (105) dans le champ de l'un des modèles (455, 460, 465, 470) de la séquence (400, 450), et à créer un affichage (145) comprenant une représentation de l'instrument (105) superposé avec le modèle (460) présent dans le champ.

Description

B08/0497 FR 1 Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY SYSTEME ET PROCEDE

DESTINES A SUIVRE LE MOUVEMENT D'UN INSTRUMENT LORS DU REMPLACEMENT PERCUTANE D'UNE VALVE CARDIAQUE Invention de : GAVIT-HOUDANT Laurence VAILLANT Régis SOUBELET Elisabeth Sous priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 23 Mars 2007 sous le N 11/690.507 SYSTEME ET PROCEDE DESTINES A SUIVRE LE MOUVEMENT D'UN INSTRUMENT LORS DU REMPLACEMENT PERCUTANE D'UNE VALVE CARDIAQUE La présente invention concerne de manière générale la surveillance et l'imagerie médicale, et plus particulièrement un système et un procédé destinés à suivre le mouvement d'un instrument employé dans le remplacement percutané d'une valve cardiaque.

Les valves cardiaques sont des structures anatomiques qui empêchent le reflux de sang d'une cavité du coeur vers une autre, et qui sont donc essentielles pour le bon fonctionnement d'un coeur. Les raisons connues pour lesquelles une valve cardiaque peut dysfonctionner comprennent une sténose de la valve cardiaque et une fermeture incorrecte de la valve cardiaque. Une sténose de la valve comprend une constriction de la valve cardiaque qui peut réduire de façon indésirable le débit sanguin. Une fermeture incorrecte de la valve cardiaque peut amener le sang qui la traverse à mal circuler. En général, les deux dysfonctionnements décrits ci-dessus sont corrigés en remplaçant la valve cardiaque qui dysfonctionne par une prothèse de valve. Un inconvénient des approches classiques consistant à déployer une prothèse de valve réside dans la difficulté à guider le cathéter de son point d'introduction dans le patient jusqu'à un point de déploiement de la prothèse de valve dans le coeur. Dans un autre exemple, on rencontre des difficultés pour positionner avec précision la prothèse de valve lorsqu'on utilise des techniques d'imagerie classiques de manière à éviter de léser les structures anatomiques voisines du patient. L'approche classique comprend parfois également le positionnement de la prothèse de valve pendant que le coeur est placé temporairement dans un état généralement figé, comme gelé (par exemple, en stimulant temporairement le coeur de façon rapide). Lorsque le coeur est placé dans cet état généralement figé, il n'est pas souhaitable d'injecter des marqueurs ou des agents de contraste qui sont couramment employés dans les techniques d'imagerie classiques. Ainsi, on a besoin d'un système et d'un procédé pour suivre le mouvement d'un instrument dans un patient lors du remplacement d'une valve cardiaque qui suppriment les inconvénients décrits ci-dessus. Les besoins mentionnés ci-dessus sont satisfaits par les modes de réalisation décrits dans la description qui suit. Selon un mode de réalisation, on réalise un procédé pour suivre le mouvement d'un instrument lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque d'un patient. Le procédé comprend les étapes d'identification d'une voie d'accès parmi une série de voies d'accès pour déplacer l'instrument dans un patient lors du remplacement percutané de la valve cardiaque ; d'identification d'une séquence de modèles illustrant la voie d'accès sélectionnée parmi la pluralité de voies d'accès ; de suivi du mouvement de l'instrument dans le patient ; de détection d'une position de l'instrument dans le champ du modèle ; de détection de la position de l'instrument dans le champ de l'un des modèles de la séquence ; et de génération d'un affichage comprenant une représentation de l'instrument superposé avec le modèle présent dans le champ.

Selon un autre mode de réalisation, on réalise un système servant à suivre le mouvement d'un instrument lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque d'un sujet. Le système comprend un système d'imagerie servant à obtenir une pluralité d'images ; un système de navigation servant à suivre le mouvement de l'instrument dans le patient et à illustrer une représentation d'une position de l'instrument en relation spatiale avec chaque image de la série d'images ; et un dispositif de commande en communication avec le système d'imagerie et le système de navigation. Le dispositif de commande comprend un processeur en communication pour exécuter une pluralité d'instructions programmables enregistrées dans une mémoire. La pluralité d'instructions programmables comprennent l'identification d'une voie d'accès parmi une pluralité de voies d'accès pour déplacer l'instrument dans un patient lors du remplacement percutané de la valve cardiaque, l'identification d'une séquence de modèles illustrant la voie d'accès sélectionnée parmi la pluralité de voies d'accès, le suivi du mouvement de l'instrument dans le patient, la détection de la position de l'instrument dans le champ de l'un des modèles de la séquence, et la création d'un affichage comprenant une représentation de l'instrument superposé par rapport au modèle présent dans le champ. Selon encore un autre mode de réalisation, on réalise un programme informatique qui comprend une série d'instructions de programme lisibles par un ordinateur à exécuter par un processeur pour suivre le mouvement d'un instrument dans un sujet lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque d'un sujet. La pluralité d'instructions de programme lisibles par un ordinateur comprennent l'identification d'une voie d'accès parmi une série de voies d'accès pour déplacer l'instrument dans un patient lors du remplacement percutané de la valve cardiaque ; l'identification d'une séquence de représentations graphiques illustrant la voie d'accès sélectionnée parmi la série de voies d'accès ; le suivi du mouvement de l'instrument dans le patient ; la détection de la position de l'instrument dans le champ de l'un des modèles de la séquence, et l'affichage d'une représentation de l'instrument superposé avec le modèle présent dans le champ. Des modes de réalisation d'étendue variée sont décrits ici. En plus des aspects décrits ci-avant, d'autres aspects apparaîtront en se référant aux dessins et à la description détaillée qui suit. La figure 1 est un schéma de principe illustrant un mode de réalisation d'un système pour suivre le mouvement d'un instrument dans une voie d'accès d'un patient lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque. La figure 2 est un organigramme illustrant un mode de réalisation d'un procédé pour suivre le mouvement d'un instrument dans une voie d'accès d'un patient lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque.

La figure 3 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un modèle d'au moins une partie d'une voie d'accès pour suivre le mouvement d'un instrument lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque, la voie d'accès correspondant à une approche antérograde. La figure 4 est une représentation schématique illustrant un autre mode de réalisation d'un modèle d'une voie d'accès pour suivre le mouvement d'un instrument lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque, la voie d'accès correspondant à une approche rétrograde. La figure 5 est un schéma de principe d'un mode de réalisation d'un procédé pour identifier une voie d'accès par laquelle faire passer l'instrument lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque.

La figure 6 est un schéma de principe illustrant un mode de réalisation d'une séquence de modèles en corrélation avec l'approche rétrograde. La figure 7 est un schéma illustrant un autre mode de réalisation d'une séquence de modèles en corrélation avec l'approche rétrograde. La figure 8 est un schéma de principe illustrant un mode de réalisation d'une séquence de modèles en corrélation avec l'approche antérograde. La figure 9 est un schéma de principe illustrant un mode de réalisation d'un procédé pour créer un affichage du mouvement d'un instrument lors du remplacement percutané de la valve cardiaque du sujet. La figure 10 est un schéma de principe illustrant un mode de réalisation d'une séquence de modèles en corrélation avec l'approche antérograde lors de la réparation percutanée d'une valve mitrale. La figure 11 est un schéma de principe illustrant un autre mode de réalisation d'une séquence de modèles en corrélation avec l'approche antérograde lors de la réparation percutanée d'une valve mitrale.

La figure 12 est un schéma de principe illustrant encore un autre mode de réalisation d'une séquence de modèles en corrélation avec l'approche antérograde lors de la réparation percutanée d'une valve mitrale. Dans la description détaillée qui suit, il est fait référence aux dessins d'accompagnement qui font partie de celle-ci et où sont représentés à titre d'illustration des modes de réalisation spécifiques qui peuvent être mis en pratique. Ces modes de réalisation, bien que centrés en particulier sur le remplacement de la valve aortique, sont décrits de façon suffisamment détaillée pour permettre aux spécialistes de la technique de mettre en pratique les modes de réalisation, et il est à noter que d'autres modes de réalisation peuvent être utilisés et que des changements logiques, mécaniques, électriques et autres peuvent être effectués sans s'écarter du cadre des modes de réalisation. La description détaillée qui suit ne doit donc pas être prise dans un sens limitatif. La figure 1 illustre un mode de réalisation d'un système 100 servant à suivre le mouvement d'un instrument 105 employé dans le déploiement d'une prothèse de valve 110 dans un sujet 115. Des exemples de l'instrument 105 comprennent un cathéter ou un fil de guidage, ou un autre objet chirurgicalement invasif. La description qui suit se rapporte de manière spécifique à l'instrument 105 servant à transporter et à déployer la prothèse de valve 110 dans le coeur du sujet 115. Le système 100 comprend un système d'imagerie 120 et un système de navigation 125 qui en association avec un dispositif de commande 130 créent une illustration d'une représentation de l'instrument 105 par rapport au sujet 115. Le système d'imagerie 120 peut généralement servir à créer un affichage de la voie d'accès pour le déplacement de l'instrument 105 dans le sujet 115. Des exemples du type de système d'imagerie 120 comprennent la surveillance par électrocardiogramme (ECG), l'imagerie par résonance magnétique (RM), l'imagerie par radioscopie, l'imagerie par tomographie par reconstruction d'image (CT), la tomographie par émission de positrons (PET), l'imagerie par radiographie, l'imagerie par ultrasons, l'imagerie améliorée par médecine nucléaire, etc. ou une combinaison de ces techniques. Le type de système d'imagerie 120 peut varier. L'affichage est généralement un modèle ou une image reconstruite en deux dimensions, trois dimensions ou quatre dimensions, de la voie d'accès du point d'entrée dans le sujet 115 jusqu'au site de déploiement au niveau du coeur. Un exemple d'un mode de réalisation du système d'imagerie 120 est décrit dans la demande de brevet US No. 2006/0079759 de Vaillant et al., intitulée Method and apparatus for registering 3D models of anatomical regions of a heart and a tracking system with projection images of an interventional fluoroscopic system publiée le 13 avril 2006. Le système d'imagerie 120 comprend un premier système d'acquisition d'images conçu pour produire une image radioscopique d'une partie anatomique intéressante du sujet 115, et un deuxième système d'acquisition d'images conçu pour produire une image ou modèle reconstruit en trois dimensions de la partie anatomique intéressante. Une référence anatomique est définie comme étant commune à la fois au premier et au deuxième système d'acquisition d'images, de même qu'au système de navigation 125, de sorte que le système de navigation 125 peut servir à enregistrer chacune des images obtenues et les images ou modèles en trois dimensions créés en référence d'une manière classique. En se référant encore à la figure 1, le système de navigation 125 comprend généralement un ou plusieurs capteurs 132 pouvant fournir un signal (illustré par la ligne en tirets) indicatif d'une position de l'instrument 105 par rapport à une référence. Au moins un capteur 132 est fixé au niveau de l'instrument 105 ou au niveau de la prothèse de valve 110 transportée par l'instrument 105. Des exemples du type de capteur 132 comprennent un capteur haute fréquence, électromagnétique, optique, etc., mais le type de capteur peut varier. Le système de navigation 125 peut également servir à enregistrer la position du capteur 132 par rapport aux images obtenues par le système d'imagerie 120. Le dispositif de commande 130 comprend en général un processeur 135 pouvant généralement exécuter une série d'instructions programmables enregistrées dans une mémoire 140. Le type de mémoire 140 peut comprendre une mémoire à disque dur, un cd, un dvd, une carte mémoire ou un autre type de produit ayant un support servant à mémoriser des instructions de programme lisibles par un ordinateur. Le dispositif de commande 130 est en communication avec à la fois le système d'imagerie 120 et le système de navigation 125 et un dispositif d'affichage 145. Des exemples du dispositif d'affichage comprennent un moniteur (par exemple, à cristaux liquides (LCD)), un écran tactile, un haut-parleur, des diodes lumineuses, etc. Le dispositif de commande 130 peut être un composant indépendant, ou peut faire partie intégrante du système d'imagerie 120 et/ ou du système de navigation 125 Le système 100 décrit ci-dessus ayant été réalisé, l'exposé qui suit est une description générale d'un mode de réalisation d'un procédé 200 (voir la figure 2) pour suivre le mouvement de l'outil 105 employé dans le déploiement de la prothèse de valve 110 chez le sujet 115. Il est à noter que la séquence ci-dessus d'actions ou d'étapes qui constituent le procédé 200 peut changer d'ordre, que le procédé 200 ne comprend pas nécessairement chaque action dans la description qui suit, et que le procédé 200 peut comprendre des actions supplémentaires qui ne sont pas décrites dans la description qui suit. L'une ou plusieurs des actions qui suivent et constituent le procédé 200 peuvent être représentées sous la forme d'instructions programmables lisibles par un ordinateur à exécuter par un processeur du système 100 décrit ci-dessus.

En se référant à la figure 2, l'étape 202 est le début du procédé 200. L'étape 205 comprend l'acquisition d'une série d'images par l'intermédiaire du système d'imagerie 120 d'une voie d'accès dans le sujet 115 par laquelle doivent passer l'instrument 105 et la prothèse de valve 110. Le nombre et le type d'images peuvent varier. L'étape 210 comprend l'identification d'une approche ou d'une voie d'accès parmi une série d'approches ou de voies d'accès pour déplacer l'instrument 105 transportant la prothèse de valve 110 afin qu'elle soit déployée dans le coeur. La figure 3 illustre de manière générale un premier mode de réalisation d'une voie d'accès ou approche, qu'on appelle approche antérograde 250, par laquelle doit passer l'instrument 105. L'approche ou la voie d'accès antérograde 250 comprend un conduit de veines successives conduisant à la veine cave inférieure 252 et aux cavités d'un coeur 254. L'instrument 105 permettant d'amener la prothèse de valve 110 jusqu'au coeur peut avoir un diamètre relativement grand. Par exemple, l'instrument 105 peut comprendre une gaine de 24 Fr (unité Charrière) ayant un diamètre d'environ 8 mm. Par conséquent, l'implantation et le guidage de l'instrument 105 à travers la voie d'accès 250 peuvent être facilités en passant par des veines généralement de plus grande taille, par comparaison avec les artères. Cependant, une difficulté de cette approche 250 réside dans les obstacles rencontrés lors de la navigation dans les cavités du coeur 254. Le mode de réalisation de l'approche antérograde 250 comprend en outre la création d'une ponction septale entre les oreillettes droite et gauche 256 et 258, respectivement. Ensuite, on fait naviguer l'instrument 105 et la prothèse de valve 110 via la valve mitrale 260 jusque dans le ventricule gauche 262 pour arriver enfin dans la valve aortique 264 du coeur 254 du sujet 115. Cette manoeuvre en forme de U décrite ci-dessus augmente les risques de lésion des cordages qui attachent les feuillets de la valve mitrale. Toute lésion des cordages ou des feuillets de la valve mitrale peut aboutir à une complication cardiaque. Les autres structures anatomiques illustrées sur la figure 3 comprennent le ventricule droit 267, la valve pulmonaire 268, la valve tricuspide 270, l'aorte 272, les artères pulmonaires droite et gauche 274 et 276, la veine cave supérieure 278, et les veines pulmonaires droite et gauche 280 et 282 qui peuvent servir de repères anatomiques pour suivre l'instrument 105 dans le coeur 254. La figure 4 illustre un autre mode de réalisation de la voie d'accès ou approche, qu'on appelle approche rétrograde 300. Une difficulté de l'approche rétrograde 350 réside dans le passage de l'instrument 105 avec la prothèse 110 à travers une artère fémorale (non représentée), une crosse aortique (non représentée), et dans le croisement de la valve aortique 264. Par conséquent, un paramètre de seuil pour la sélection de l'approche rétrograde 300 comprend le diamètre (par exemple, un diamètre intérieur supérieur à 8 mm) d'une artère fémorale et des vaisseaux iliaques (non représentés) dans la voie d'accès 300 jusqu'au coeur 254 par comparaison avec le diamètre de l'instrument 105 et de la prothèse 110. Un autre paramètre de seuil comprend le niveau de calcification (ou diamètre réduit) le long de la voie d'accès 300. Une autre difficulté de l'approche rétrograde 350 réside dans le suivi de l'instrument 105 et de la prothèse 110 de manière à manoeuvrer à travers la crosse aortique afin d'éviter un contact qui pourrait créer un fragment de calcification qui pourrait monter au cerveau.

En revenant à la figure 2, un mode de réalisation de l'étape 210 comprend la caractérisation ou l'évaluation d'une ou plusieurs des voies d'accès 250 et 300 dans le mode percutané et de la valve défectueuse à remplacer. La caractérisation comprend l'identification de la voie d'accès 250 et 300 dans les images obtenues, et la mesure d'un niveau de calcification dans une voie d'accès sélectionnée 250 et 300 pour permettre le passage de l'instrument 105 et de la prothèse de valve 110 jusqu'au coeur 254. En se référant maintenant à la figure 5, un mode de réalisation de l'étape 210 comprend l'étape 305 consistant à identifier et à mesurer un niveau de blocage ou de calcification le long de la voie d'accès 250 et 300, et l'étape 310 consistant à comparer le niveau de blocage mesuré avec un seuil prédéterminé (par exemple, pourcentage de blocage ou d'ouverture, diamètre, etc.). La mesure du niveau de blocage comprend la mesure d'une morphologie et des dimensions des veines et des artères constituant la voie d'accès pour faire passer l'instrument 105 jusqu'au coeur 254. Ces mesures sont comparées avec des paramètres de seuil pour le passage de l'instrument 105 et de la prothèse de valve 110. L'étape 315 comprend la création d'un affichage illustrant les valeurs mesurées comparées avec les seuils pour les paramètres de chacune des voies d'accès 250 et 300 que l'opérateur peut observer. L'étape d'affichage 315 peut comprendre l'éclairage ou l'accentuation de la voie d'accès 250 ou 300 qui répond à tous les seuils, ou selon une autre possibilité la voie d'accès 250 ou 300 ayant des paramètres mesurés qui dépassent un ou plusieurs seuils. En revenant à la figure 1, la série d'images obtenues avec le système d'imagerie 120 pour suivre le mouvement de l'instrument 105 le long de la voie d'accès 250 et 300 peut varier. Selon un exemple, la série d'images comprend une image ou un modèle en trois dimensions reconstruit à partir d'une série d'images obtenues par tomodensitométrie. Un mode de réalisation d'un logiciel qui peut servir à créer l'image en trois dimensions reconstruite est INNOVA 3D fabriqué par GENERAL ELECTRIC . Le logiciel peut également servir à mesurer un volume, un diamètre, une position et un niveau de calcification, et la morphologie générale d'un vaisseau (par exemple, veine, artère, etc.) ou d'autres structures anatomiques constituant la voie d'accès 250 et 300, de même qu'à comparer les paramètres mesurés avec un seuil pour faire passer l'instrument 105 à travers chaque voie de la série de voies d'accès 250 et 300. En se référant maintenant à la figure 2, l'étape 320 comprend l'identification d'un ordre ou d'une séquence d'images ou de modèles en trois dimensions reconstruits de la voie d'accès 250 (figure 3) et 300 (figure 4) en vue de l'illustration sur le dispositif d'affichage. Chacune des images ou chacun des modèles en trois dimensions représente une partie d'une région intéressante d'un volume anatomique le long de la voie d'accès 250 et 300. Le volume anatomique peut comprendre une ou plusieurs images du coeur 254 et/ou des organes ou des structures anatomiques qui l'entourent ou une combinaison de celles-ci. Un mode de réalisation de la série d'images ou modèles en trois dimensions comprend une illustration de toutes les structures anatomiques par lesquelles l'instrument 105 passe, du point d'entrée jusqu'au coeur 254. Cependant, la série d'images ou modèles en trois dimensions créés peut être plus ou moins importante de manière à améliorer la surveillance ou le suivi de l'instrument 105 lorsqu'il passe par certaines structures anatomiques qui ont une morphologie et/ ou des dimensions identifiées avec des seuils de difficulté accrue pour guider l'instrument 105 à travers celles-ci, de même que pour suivre le mouvement de l'instrument 105 et le déploiement de la prothèse de valve 110 pendant des étapes prédéterminées (par exemple, l'entrée de l'instrument 105 dans le sujet 115, le positionnement et le déploiement de la prothèse de valve 110, l'évaluation du déploiement de la prothèse de valve 110, etc.) lors du remplacement percutané de la valve défectueuse du coeur 254. En conséquence et comme représenté sur la figure 6, un mode de réalisation d'une séquence 400 d'images ou de modèles en trois dimensions créés pour suivre l'approche ou la voie d'accès rétrograde 300 (figure 4) comprend un premier modèle 405 illustrant l'oreillette droite du coeur 254, un deuxième modèle 410 illustrant l'oreillette gauche du coeur 254, un troisième modèle 415 illustrant la valve cardiaque à remplacer, et un quatrième modèle 420 illustrant le ventricule correspondant de la valve à remplacer. Comme représenté sur la figure 7, un autre mode de réalisation d'une séquence 425 d'images ou de modèles créés pour suivre l'approche ou la voie d'accès antérograde 250 comprend un premier modèle 430 qui est en trois dimensions et illustre les bifurcations iliaques. Un deuxième modèle 435 est en trois dimensions et illustre la crosse aortique. Un troisième modèle 440 est en deux ou en trois dimensions et illustre la valve à remplacer. Le troisième modèle 440 illustre également le ventricule où la valve à remplacer est située. Comme représenté sur la figure 8, un mode de réalisation d'une séquence 450 d'images ou de modèles créés pour suivre l'approche ou la voie d'accès antérograde 250 (figure 3) comprend un premier modèle 455 qui illustre les bifurcations artérielles iliaques du sujet 115, un deuxième modèle 460 qui illustre la crosse aortique, un troisième modèle 465 qui illustre la valve cardiaque à remplacer, et un quatrième modèle 470 qui illustre le ventricule correspondant de la valve cardiaque à remplacer. Tous les modèles 455, 460, 465 et 470 sont en trois dimensions. Bien que des modes de réalisation particuliers des séquences 400, 425, et 450 soient décrits ci-dessus, il est à noter que d'autres séquences peuvent comprendre divers types d'images ou modèles (par exemple, en deux dimensions, trois dimensions, quatre dimensions, etc. ou des combinaisons de celles-ci). En revenant à la figure 2, l'étape 480 comprend l'affichage de la séquence d'images ou de modèles correspondant à la voie d'accès sélectionnée 250 et 300 (voir les figures 3 et 4, respectivement) pour faire passer l'instrument 105 et la prothèse de valve 110 dans le sujet 115 (figure 1). Lorsque le médecin fait passer l'instrument 105 et la prothèse de valve 110 à travers la voie d'accès sélectionnée 250 et 300 lors du remplacement percutané de la valve dans le coeur 254 du sujet 115, le système 100 crée un affichage qui illustre une représentation de l'instrument en relation spatiale avec chaque image ou modèle de la séquence d'images ou de modèles. Dans un exemple, le système d'imagerie 120 comprend un système d'imagerie par tomographie par reconstruction d'image (CT) qui peut servir à combiner ou fusionner ou superposer chaque modèle ou image en trois dimensions de la séquence avec une image de la région anatomique correspondante venant d'un système de radioscopie, si bien qu'une représentation de l'instrument 105 peut être superposée avec chaque modèle ou image de la séquence. Le système de navigation 125 suit une position de l'instrument 105 et de la prothèse de valve 110. Le système de navigation 125 permet à un praticien de suivre précisément le mouvement de l'instrument 105 par rapport à l'illustration des structures anatomiques dans la séquence d'images ou de modèles reconstruits, les structures anatomiques correspondant aux endroits essentiels de la voie d'accès 250 et 300 correspondant à la voie d'accès sélectionnée pour le remplacement de la valve. Selon un mode de réalisation, l'étape 480 consistant à afficher n'importe quelle séquence 400, 425, et 450 d'images est simultanément en corrélation avec une position de l'instrument 105 alors qu'il passe dans les étapes 240 et 245, où l'affichage des modèles en trois dimensions dépend de la position de l'instrument 105 qui est suivi par le système de navigation 125 à mesure que l'instrument 105 se déplace dans le sujet 115. Par conséquent, l'étape 480 consistant à afficher n'importe quelle séquence 400, 425, et 450 d'images est complémentaire au mouvement et au suivi de l'instrument 105. Par exemple, selon la séquence 450 d'images en corrélation avec l'approche antérograde 250, l'étape 480 comprend un éclairage accru du modèle 455 (comprenant une illustration de l'instrument 105 par rapport à celui-ci) par rapport aux autres modèles 460, 465, et 470 de la séquence 450 qui sont en dehors des limites d'une distance de l'instrument 105, qui est suivi par le système de navigation 125. En conséquence, un effet technique est que tous les modèles sont illustrés simultanément pour être observés sur le dispositif d'affichage, mais l'éclairage de chacun des modèles 460, 465 et 470 est augmenté d'une valeur de seuil prédéterminée par rapport aux autres lorsqu'une représentation de l'instrument 105 est affichée simultanément avec celui-ci et par rapport à celui-ci. La différence d'éclairage des modèles 460, 465 et 470 peut être changée au niveau du dispositif de commande 130 ou du système d'imagerie 120 ou du système de navigation 125. L'éclairage accru de chacun des modèles 455, 460, 465 et 470 les uns par rapport aux autres peut se faire en réponse à la détection d'un mouvement de l'instrument 105 dans les limites d'une distance prédéterminée du modèle respectif 455, 460, 465 et 470 ou des repères anatomiques du modèle 455, 460, 465 et 470. Bien entendu, une approche similaire peut être utilisée avec l'éclairage des autres séquences 400 et 425 décrites ci-dessus. La figure 9 comprend un schéma de principe qui illustre un autre exemple de l'étape 480 où l'affichage est effectué simultanément et en corrélation avec le suivi de l'instrument 105 en se référant à l'approche antérograde 250 décrite ci-dessus. Bien quel'étape d'affichage 480 soit décrite en se référant à l'approche antérograde 250, il est à noter que la description qui suit peut également être appliquée à l'approche rétrograde 300 ou à d'autres approches qui ne sont pas décrites ici. L'étape 502 comprend la création d'un affichage qui comprend un agencement spatial des modèles 455, 460, 465 et 470 de la séquence 450 les uns par rapport aux autres en fonction d'une direction de la voie d'accès ou approche sélectionnée 250 dans le sujet 115. L'étape 505 comprend la détection d'une position de l'instrument 105 dans le sujet 115 dans le champ ou les limites d'une distance du premier modèle qui illustre les bifurcations iliaques. En réponse à l'étape de détection 505, l'étape 510 comprend l'affichage simultané de la position de l'instrument 105 et/ou de la prothèse 110 superposé en relation spatiale avec le premier modèle 455 qui illustre les bifurcations iliaques. En se référant encore à la figure 9, l'étape 515 comprend la détection d'une position de l'instrument 105 et/ou de la prothèse 110 dans le champ ou les limites d'une distance du deuxième modèle 460 qui illustre les oreillettes droite et gauche 256 et 258 du coeur 254. En réponse à l'étape de détection 515, l'étape 520 comprend l'arrêt de l'affichage du premier modèle 455 et le début de l'affichage d'une représentation de l'instrument 105 superposé avec le deuxième modèle 460. L'affichage superposé de l'instrument 105 et du deuxième modèle 460 sert à guider le médecin à effectuer la ponction septale des oreillettes au ventricule gauche 262 du coeur 254. L'étape 525 comprend la détection d'une position de l'instrument 105 dans le champ ou les limites d'une distance du troisième modèle 465 qui représente le ventricule gauche 262 du coeur 254. En réponse à l'étape de détection 525, l'étape 530 comprend l'arrêt de l'affichage de l'instrument 105 avec le deuxième modèle 460 et le début de l'affichage de la représentation de l'instrument 105 superposé en relation spatiale avec le troisième modèle 465. L'affichage superposé de l'instrument 105 et du troisième modèle 465 sert à guider le médecin à déplacer l'instrument 105, lors du remplacement de la valve défectueuse par la prothèse 110, par rapport à des calcifications placées autour de celle-ci et pendant un court intervalle de temps de stimulation rapide du coeur 254 du patient. Bien entendu, les étapes 505, 510, 515, 520, 525, et 530 sont similaires pour suivre l'affichage d'une représentation de l'instrument 105 par rapport à l'autre modèle 470 de la séquence 450. En revenant à la figure 2, l'étape 650 est la fin du procédé 200. De même, il est à noter que les séquences 400, 425, et 450 peuvent comprendre des modèles supplémentaires.

Bien que la description détaillée ci-dessus soit donnée en référence au remplacement percutané de la valve aortique, il convient de noter que l'invention peut s'appliquer au remplacement ou à la réparation d'autres valves (par exemple, la valve mitrale 260, la valve tricuspide, la valve pulmonaire, etc.). Par exemple et comme illustré sur la figure 10, la réparation de la valve mitrale 260 peut comprendre l'identification d'une séquence 600 d'images ou de modèles pour l'approche antérograde 300. Un mode de réalisation de la séquence 600 comprend un premier modèle 605 qui illustre les oreillettes droite et gauche 256 et 258, et un deuxième modèle 615 qui illustre à la fois la valve mitrale 260 et le ventricule gauche 262 du coeur 254. Selon une autre possibilité et comme représenté sur la figure 11, un mode de réalisation d'une séquence 630 d'images est en corrélation avec une approche par le sinus coronaire. Cette séquence 630 d'images comprend un premier modèle 635 qui illustre le sinus coronaire (non représenté), un deuxième modèle 640 qui illustre les oreillettes gauche et droite 256 et 258, et un troisième modèle 645 qui illustre l'artère coronaire circonflexe (non représentée). La figure 12 illustre encore un autre mode de réalisation d'une séquence 660 d'images qui est en corrélation avec une approche transventriculaire. Cette séquence 660 d'images comprend un premier modèle 665 qui illustrant la bifurcation artérielle iliaque pour guider l'introduction de l'instrument 105 dans le sujet 115, un deuxième modèle 670 qui illustre la crosse aortique (non représentée), et un troisième modèle 675 qui illustre le ventricule gauche 262 et l'oreillette gauche 258 pour guider le mouvement et l'ancrage de la valve prothétique transportée par l'instrument 105. Bien que le procédé 200 soit décrit en se référant à l'approche antérograde 250 et à la séquence 450, il convient de noter que le procédé 200 peut être appliqué à chacune des autres approches et séquences décrites ci-dessus ou à des combinaisons de celles-ci ou avec d'autres approches ou voies d'accès non décrites ici.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système (100) servant à suivre le mouvement d'un instrument (105) lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque d'un sujet (115), comprenant : un système d'imagerie (120) servant à obtenir une pluralité d'images ; un système de navigation (125) servant à suivre le mouvement de l'instrument (105) dans le sujet (115) et à illustrer une représentation d'une position de l'instrument (105) en relation spatiale avec chaque image de la pluralité d'images ; et un dispositif de commande (130) en communication avec le système d'imagerie (120) et le système de navigation (125), le dispositif de commande (130) comprenant un processeur (135) en communication pour exécuter une pluralité d'instructions programmables enregistrées dans une mémoire (140), la pluralité d'instructions programmables comprenant : l'identification d'une voie d'accès parmi une pluralité de voies d'accès (250, 300) pour déplacer l'instrument (105) dans le sujet (115) lors du remplacement percutané de la valve cardiaque, l'identification d'une séquence de modèles (400) illustrant la voie d'accès sélectionnée parmi la pluralité de voies d'accès, le suivi du mouvement de l'instrument (105) dans le sujet (115), la détection de la position de l'instrument (105) dans le champ de l'un des modèles (405, 410, 415, 420) de la séquence (400), et la création d'un affichage (145) comprenant une représentation de l'instrument (105) superposé avec le modèle (405, 410, 415, 420) présent dans le champ.

2. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel une voie d'accès de la pluralité de voies d'accès (250, 300) est une approche rétrograde (300), et dans lequel la séquence de modèles (450) en corrélation avec l'approche rétrograde (300) comprend un premier modèle (455) illustrant les bifurcations artérielles iliaques du sujet (115), un deuxième modèle (460) illustrant la crosse aortique, un troisième modèle (465) illustrant la valvecardiaque à remplacer, et un quatrième modèle (470) illustrant le ventricule correspondant de la valve cardiaque à remplacer, et dans lequel tous les modèles (455, 460, 465, 470) sont en trois dimensions.

3. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel une voie d'accès de la pluralité de voies d'accès (250, 300) est une approche antérograde (250), et dans lequel la séquence de modèles (425) en corrélation avec l'approche antérograde (250) comprend un premier modèle (455) illustrant l'oreillette droite du coeur, un deuxième modèle (410) illustrant l'oreillette gauche du coeur, un troisième modèle (415) illustrant la valve cardiaque à remplacer, et un quatrième modèle (420) illustrant le ventricule de la valve à remplacer.

4. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel l'étape (315) de génération de l'affichage (145) comprend les étapes suivantes : détecter la position de l'instrument (105) dans le champ d'un premier modèle (455) de la séquence (450) ; illustrer une représentation de l'instrument (105) superposé en relation spatiale avec le premier modèle (455) ; détecter la position de l'instrument (105) dans le champ de vision d'un deuxième modèle (460) de la séquence (450) ; et retirer automatiquement le premier modèle de l'affichage (145) et illustrer automatiquement la représentation de l'instrument (105) en relation spatiale avec le deuxième modèle (460).

5. Système (100) selon la revendication 4, l'étape d'affichage (315) comprenant en outre les étapes suivantes : détecter la position de l'instrument (105) dans le champ de vision d'un troisième modèle (465) de la séquence (450) ; et retirer automatiquement le deuxième modèle (460) de l'affichage (145) et illustrer automatiquement la représentation de l'instrument (105) en relation spatiale avec le troisième modèle (465).

6. Système (100) selon la revendication 5, dans lequel les premier, deuxième, et troisième modèles (455, 460, 465) sont agencés les uns parrapport aux autres selon une direction de l'une des voies d'accès sélectionnées (250, 350).

7. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel l'étape d'identification comprend les étapes suivantes : mesurer un niveau de blocage de long d'au moins une voie d'accès parmi la pluralité de voies d'accès (250, 300) ; comparer le niveau de blocage avec un seuil prédéterminé pour faire passer l'instrument (105) ; et sélectionner une autre voie d'accès parmi la pluralité de voies d'accès (250, 300) pour faire passer l'instrument (105) lorsque le niveau de blocage dépasse le seuil prédéterminé.

8. Système (100) selon la revendication 7, dans lequel l'étape d'affichage (315) comprend en outre les étapes suivantes : détecter la position de l'instrument (105) dans le champ d'un premier modèle (455) de la séquence (450) ; illustrer la représentation de l'instrument (105) en relation spatiale avec le premier modèle (455) ; détecter la position de l'instrument (105) dans le champ d'un deuxième modèle (460) de la séquence (450) ; et retirer automatiquement le premier modèle (450) de l'affichage (145) et illustrer automatiquement la représentation de l'instrument (105) en relation spatiale avec le deuxième modèle (460).

9. Système (100) selon la revendication 8, l'étape d'affichage (315) comprenant en outre les étapes suivantes : détecter la position de l'instrument (105) dans le champ d'un troisième modèle (465) de la séquence (450) ; et retirer automatiquement le deuxième modèle (460) de l'affichage (145) et illustrer automatiquement la représentation de l'instrument (105) en relation spatiale avec le troisième modèle (465).

10. Procédé (200) destiné à suivre le mouvement d'un instrument (105) lors du remplacement percutané d'une valve cardiaque d'un sujet (115), le procédé comprenant les étapes suivantes :identifier une voie d'accès parmi une pluralité de voies d'accès (250, 300) pour déplacer l'instrument (105) dans le sujet (115) lors du remplacement percutané de la valve cardiaque ; identifier une séquence de modèles (400, 450) en corrélation et illustrant la voie d'accès sélectionnée parmi la pluralité de voies d'accès (250, 300) ; suivre le mouvement de l'instrument (105) dans le sujet (115) ; détecter la position de l'instrument (105) dans le champ de l'un des modèles de la séquence (400, 450) ; et générer un affichage (145) comprenant une représentation de l'instrument (105) superposé en relation spatiale avec modèle (460) présent dans le champ.