FR3031665A1 - Dispositif de mesure echographique portatif adapte a la mesure de la version pelvienne. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure échographique, qui comprend : un support portant deux sondes échographiques mobiles l'une par rapport à l'autre par liaison glissière, chacune des deux sondes étant mobile par rapport au support par liaison rotule, lesdites sondes étant aptes à effectuer une acquisition simultanée de deux images échographiques ; - des premiers moyens de mesure d'un positionnement relatif desdites sondes comprenant un capteur de course et au moins deux capteurs d'orientation ; - des seconds moyens de mesure d'un positionnement dudit dispositif par rapport à un plan de référence, comprenant au moins un capteur d'orientation ; - des moyens de localisation d'au moins un point d'intérêt sur chacune desdites deux images échographiques ; - des moyens de traitement de données issues desdits premiers et seconds moyens de mesure, aptes à délivrer une position relative dans l'espace desdits points d'intérêt localisés sur lesdites images.

Description

Dispositif de mesure échographique portatif adapté à la mesure de la version pelvienne. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des appareils de mesure échographiques. Plus précisément, l'invention concerne un appareil de mesure échographique, qui est particulièrement adapté à la mesure de la version pelvienne d'un individu, mais qui peut cependant bien sûr également trouver d'autres applications médicales. Par souci de simplification, on s'attache cependant en priorité dans la suite de ce document à décrire l'invention dans le contexte particulier de l'arthroplastie totale de hanche. 2. Art antérieur et ses inconvénients L'intervention chirurgicale d'arthroplastie totale de hanche concerne plus de 120 000 personnes par an en France. Du fait du vieillissement de la population, son incidence devrait augmenter constamment au cours des années à venir. Une prothèse totale de hanche comprend généralement deux parties : une première partie solidarisée au fémur, dite partie fémorale et comprenant une tige introduite dans le fémur, équipée d'une tête essentiellement sphérique, et un cotyle prévu pour recevoir la tête fémorale. Le cotyle, également appelé cupule lorsqu'il est hémisphérique, prend place dans le logement correspondant (le cotyle anatomique) de l'os iliaque. L'implantation d'une prothèse par un chirurgien est une opération relativement complexe, puisque la partie fémorale, et plus encore le cotyle, doivent être placés de façon optimisée, en particulier pour éviter que la prothèse se luxe, lors de mouvements de forte amplitude. Selon les méthodes classiques, on effectue une palpation du bassin pour repérer les trois points du plan pelvien antérieur (PPA). Ce plan pelvien antérieur (également appelé plan de Lewinneck) est un référentiel classiquement utilisé en chirurgie de la hanche. Il est défini par les deux épines iliaques et par la symphyse pubienne. Ce plan permet d'orienter convenablement le cotyle prothétique, en terme d'inclinaison et d'antéversion. Le chirurgien insère ensuite le cotyle, ou cupule, au bout d'un outil appelé impacteur. Il manipule cette cupule, de façon à la placer de sorte qu'elle présente une inclinaison de 450 et une antéversion de 15° par rapport au plan pelvien antérieur. Ces deux valeurs d'angle sont cependant des valeurs moyennes, utilisées par défaut, et ne correspondent pas à toutes les situations particulières susceptibles d'être rencontrées. Une amélioration à cette approche a été proposée dans le document du brevet US-6 205 411, qui propose une simulation informatique d'une implantation optimisée de la prothèse à partir d'une tomographie de l'enveloppe osseuse du bassin et du fémur, réalisée en préopératoire. Le chirurgien est guidé, lors de l'opération, et à l'aide d'un corps interne placé sur le bassin et le fémur pour assurer un repérage dans l'espace, pour placer le cotyle, en fonction du résultat de la simulation. Cette approche est efficace, mais présente l'inconvénient d'une complexité importante (tomographie, simulation informatique, ...) qui rend son utilisation limitée, notamment pour des raisons de coût. Une autre approche a été proposée dans le document de brevet FR-2 865 928. Selon cette technique, on utilise une « méga-tête », placée dans la cavité cotyloïdienne creusée dans le bassin. Un dispositif de traitement permet un affichage simultané d'un cône de mobilité et de positions extrêmes, en fonction du centre de la cupule et de la géométrie de la prothèse fémorale. Le chirurgien peut alors manipuler la cupule à l'aide d'un impacteur, pour faire entrer les positions extrêmes dans le cône de mobilité. Cette technique est plus simple que celle décrite dans le document US-6 205 411, et ne nécessite pas de mesures préalables. Cependant, elle peut s'avérer insuffisante en pratique, car les mesures sont effectuées en peropératoire, l'individu étant installé endormi dans une position particulière (situation allongée).

On constate en effet qu'environ 13% des arthroplasties doivent faire l'objet d'une chirurgie de révision, en raison de luxations, ou d'une usure précoce des éléments de la prothèse, elles-mêmes dues à un positionnement non optimal des implants. Dans "Toward a Dynamic Approach of THA Planning Based on Ultrasound", Clinical Orthopaedics and Related Research, 467(4), 901-908, 2009, Dardenne et al. proposent de prendre en compte la dynamique pelvienne, propre à chaque individu, lors du traitement préopératoire des patients pour réduire les risques de positionnement inadéquat de la prothèse. Pour ce faire, Dardenne et al. préconisent l'utilisation de la mesure échographique pour déterminer la version pelvienne des patients dans trois positions debout, assise et allongée. L'appareil de mesure utilisé comprend notamment un localisateur infrarouge 3D et une sonde à ultrasons 2D, équipée de marqueurs rétroréfléchissants, de façon à pouvoir être localisée dans un volume 3D par le localisateur infrarouge. La sonde à ultrasons 2D doit en outre être calibrée, selon un procédé de calibrage basé sur un fantôme particulier et l'introduction de mouvements virtuels appliqués à la sonde, tel que décrit dans le document de brevet FR 2 924 810.

Les régions d'intérêt sont ensuite scannées au moyen de la sonde échographique, et l'utilisateur de l'appareil de mesure localise, sur une interface dédiée, les repères anatomiques (épines iliaques antéro-supérieures et symphyse pubienne) sur les images échographiques correspondantes.

Bien qu'intéressante dans son principe, cette solution présente cependant plusieurs inconvénients, qui rendent son utilisation complexe. Tout d'abord, l'appareil de mesure échographique présenté par Dardenne et al. est encombrant, car il comprend d'une part une station d'acquisition échographique, et d'autre part une station de localisation de la sonde : en effet, il requiert, avant chaque mesure, de calibrer la sonde échographique au moyen d'un plan fantôme, pour permettre ensuite la localisation 3D des points d'intérêt 2D situés sur l'imagerie échographique. Un tel appareil n'est donc pas portatif, ce qui le rend difficilement utilisable en consultation quotidienne. En outre, les repères anatomiques que sont les épines iliaques antéro-supérieures et la symphyse pubienne doivent être localisées manuellement par le chirurgien sur les images échographiques, ce qui peut s'avérer long, et est par ailleurs plus complexe en positions assise et debout. Il existe donc un besoin d'une technique de mesure échographique, adaptée notamment, mais non exclusivement, à la mesure de la version pelvienne d'un individu, qui ne présente pas ces différents inconvénients de l'art antérieur. 3. Exposé de l'invention L'invention répond à ce besoin en proposant un dispositif de mesure échographique, qui comprend : un support portant deux sondes échographiques mobiles l'une par rapport à l'autre par liaison glissière, chacune des deux sondes étant mobile par rapport au support par liaison rotule, lesdites sondes étant aptes à effectuer une acquisition simultanée de deux images échographiques ; des premiers moyens de mesure d'un positionnement relatif desdites sondes comprenant un capteur de course et au moins deux capteurs d'orientation ; des seconds moyens de mesure d'un positionnement dudit dispositif par rapport à un plan de référence, comprenant au moins un capteur d'orientation ; des moyens de localisation d'au moins un point d'intérêt sur chacune desdites deux images échographiques ; des moyens de traitement de données issues desdits premiers et seconds moyens de mesure, aptes à délivrer une position relative dans l'espace desdits points d'intérêt localisés sur lesdites images.

Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de la mesure échographique, notamment, mais non exclusivement, dans le contexte de l'arthroplastie totale de hanche. En effet, l'invention propose un appareil de mesure échographique comprenant deux sondes échographiques permettant l'acquisition simultanée de deux images échographiques correspondant à deux zones anatomiques d'intérêt chez le patient. Il est particulièrement simple d'utilisation, car les sondes présentent six degrés de liberté l'une par rapport à l'autre, ce qui permet une bonne adaptation de l'appareil à la morphologie de chaque patient, et de bonnes conditions de saisie des images. Cette architecture permet notamment au praticien d'ajuster facilement les sondes sur les sites anatomiques d'intérêt pour la mesure de la version pelvienne. En outre, la conception d'un tel dispositif de mesure permet de s'affranchir de la localisation des sondes, ce qui permet la portabilité de l'appareil, et son utilisation en consultation. En effet, la présence de capteurs d'orientation et de course dans le dispositif de mesure permet de connaître la position des deux sondes, l'une par rapport à l'autre, et dans l'espace. Lorsque les points anatomiques d'intérêt ont été localisés dans les images acquises par les sondes échographiques, le dispositif de mesure de l'invention peut alors directement en déduire leurs positions relatives dans l'espace, connaissant celles des sondes. Enfin, le dispositif de mesure de l'invention propose une mesure non-irradiante, reposant sur une mesure échographique, ce qui est particulièrement avantageux pour le patient, qui ne se trouve donc pas exposé à des doses de rayonnement néfastes. Selon un mode de réalisation de l'invention, lesdites deux images échographiques sont une première image d'une zone supérieure droite ou gauche de l'os iliaque d'un individu et une deuxième image d'une zone inférieure dudit os iliaque, lesdits points d'intérêt comprennent une épine iliaque antéro-supérieure et la symphyse pubienne dudit individu, et ledit dispositif comprend des moyens de détermination d'une version pelvienne dudit individu à partir de ladite position relative dans l'espace desdits points d'intérêt. En effet, le dispositif de mesure de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le contexte de la mesure de la version pelvienne d'un patient, i.e. de l'inclinaison du bassin par rapport à la verticale, et ce, dans différentes positions du patient (debout, assis, allongé). Pour mesurer celle-ci, il suffit de repérer trois points connus du bassin (à savoir les deux épines iliaques antéro-supérieures et la symphyse pubienne) définissant le PPA (Plan Pelvien Antérieur) qui constitue le plan de référence lié au patient pour mesurer la version pelvienne. Selon un aspect de l'invention, lesdits moyens de localisation desdits points d'intérêt comprennent des moyens de traitement desdites images échographiques par segmentation aptes à détecter lesdits points d'intérêt dans lesdites images. De tels moyens de traitement permettent donc une localisation automatique des repères anatomiques, sans qu'il soit nécessaire que le praticien intervienne manuellement, ce qui réduit avantageusement le temps d'utilisation du dispositif de mesure de l'invention.

De tels moyens de traitement des images comprennent un ensemble de traitements communs aux deux images, comprenant notamment des filtrages, seuillage, transformation d'intensité, etc. Ils comprennent également des traitements spécifiques à chacun des sites anatomiques compte-tenu de leurs particularités géométriques.

Ainsi, selon un premier aspect particulier de l'invention, lesdits moyens de traitement de ladite première image comprennent des moyens d'identification d'un plus long segment dans ladite première image, des moyens d'ajustement d'une parabole sur ledit segment, et des moyens de détection dudit point d'intérêt comme sommet de ladite parabole. Un tel traitement permet une détection automatique de l'épine iliaque antéro-supérieure sur la première image.

Selon un deuxième aspect particulier de l'invention, lesdits moyens de traitement de ladite deuxième image comprennent des moyens d'identification d'un segment dans ladite deuxième image, des moyens de détermination d'un axe de symétrie dans ladite deuxième image, des moyens d'ajustement d'une droite sur ledit segment et des moyens de détection dudit point d'intérêt comme intersection dudit axe de symétrie et de ladite droite. L'axe de symétrie est par exemple déterminé en utilisant une méthode basée sur la transformée de Hough. Un tel traitement permet une détection automatique de la symphyse pubienne sur la deuxième image. Selon un mode de réalisation de l'invention, un tel dispositif de mesure comprend des moyens de validation par un utilisateur dudit dispositif desdits points d'intérêt détectés par lesdits moyens de localisation. Ainsi, le praticien peut vérifier que la localisation automatique des points d'intérêt par le dispositif de mesure est correcte, et la valider. Si cette localisation automatique a échoué, le praticien peut procéder à une sélection manuelle de la symphyse et/ou de l'épine iliaque. En effet, selon un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de localisation comprennent des moyens de sélection desdits points d'intérêt sur un écran par un utilisateur dudit dispositif. Cette sélection manuelle peut également être utilisée par défaut, dans une variante de réalisation, en lieu et place de la détection automatique des repères anatomiques. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit dispositif comprend un écran permettant de visualiser lesdites images échographiques. Un tel écran, qui permet de visionner les images des sites anatomiques acquises par les sondes, sert également d'interface entre le dispositif de mesure et le praticien.

Dans un mode de réalisation de l'invention, un tel écran est fixé sur ledit support par une rotule de réglage. En effet, la manipulation du dispositif de mesure doit pouvoir se faire dans toutes les positions du patient : il est donc important que l'écran puisse être rapidement orientable, afin que le praticien puisse le garder dans son champ de vision.

A titre de variante, l'écran peut consister en une tablette amovible par rapport au support. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'une au moins desdites sondes est reliée audit support par une liaison sphérique composée d'une sphère solidaire de ladite sonde et d'une forme creuse, sphérique également, épousant la forme de la sonde et faisant partie du bâti.

L'orientation de la sonde est déduite des informations d'une centrale inertielle solidaire de celle- ci. 4. Liste des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles : la figure 1 présente une vue d'ensemble de l'appareil de mesure échographique portatif dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 illustre sous forme schématique la cinématique de l'appareil de mesure de la figure 1; les figures 3A à 3C montrent la position du plan pelvien par rapport à un plan de référence, respectivement dans une situation debout (figure 3A), dans une situation allongée (Figure 3B) et dans une situation assise (figure 3C) ; la figure 4 illustre les trois repères anatomiques nécessaires à la détermination du plan pelvien antérieur des figures 3A à 3C; les figures 5A et 5B illustrent les captures échographiques d'une épine iliaque antéro- supérieure (figure 5A) et d'une symphyse pubienne (figure 5B) au moyen de l'appareil de mesure de la figure 1 ; la figure 6 présente un schéma géométrique du dispositif de mesure de la version pelvienne dans un mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 présente sous forme de schéma synoptique un organigramme de mise en oeuvre de l'appareil de mesure de la figure 1 ; la figure 8 présente un exemple de positionnement des centrales inertielles sur l'appareil de mesure de la figure 1 ; la figure 9 illustre un exemple de positionnement d'un capteur de course sur le support de l'appareil de mesure de la figure 1; les figures 10A et 10B présentent des détails de réalisation de la fixation des sondes échographiques par rapport au support de l'appareil de mesure de la figure 1 ; la figure 11 présente l'appareil de mesure portatif de la figure 1 dans sa valise de transport ; la figure 12 présente sous forme synoptique l'architecture électronique de l'appareil de mesure de la figure 1. 5. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la conception d'un appareil de mesure échographique portatif, comprenant deux sondes échographiques et un système intégré de mesure de positionnement des sondes. La localisation de points anatomiques d'intérêt sur les images échographiques, combinée à la connaissance de la position des sondes, permet de déterminer la position relative dans l'espace des points anatomiques d'intérêt. Lorsqu'un tel appareil de mesure est utilisé pour mesurer la version pelvienne d'un individu, il permet donc d'obtenir une mesure directe, précise et reproductible de la version pelvienne à l'aide d'un seul appareil non-irradiant, d'encombrement restreint et utilisable facilement et rapidement par le clinicien. Dans la suite de ce document, on s'attache à décrire un mode de réalisation de l'invention dans le contexte de l'intervention d'arthroplastie totale de hanche. L'appareil de mesure échographique portatif de l'invention peut cependant être avantageusement utilisé pour d'autres applications médicales. On fait tout d'abord un rappel, en relation avec les figures 3A à 3C et 4, de ce qu'est la version pelvienne d'un individu. La figure 4 présente le plan pelvien (XY) défini par les points correspondants aux deux épines iliaques antéro-supérieures 41 et 42 et à la symphyse pubienne 43 sur l'os iliaque 44.

Comme on le voit sur les figures 3A, 3B et 3C, le plan pelvien 31A, 31B, 31C peut varier, par rapport à un plan de référence vertical ou horizontal 32A, 32B et 32C. Ce comportement dynamique du bassin introduit des modifications concernant l'orientation fonctionnelle de la prothèse de hanche, et plus particulièrement du cotyle. Il est donc important de mesurer la version pelvienne, i.e. l'inclinaison du plan pelvien par rapport au plan de référence, du patient dans différentes positions. Pour ce faire, il suffit de repérer trois points connus du bassin (à savoir les deux épines iliaques 41 et 42 et la symphyse pubienne 43) définissant le PPA (Plan Pelvien Antérieur ) (XY). On présente désormais, en relation avec la figure 1, une vue d'ensemble de l'appareil de mesure échographique portatif de l'invention.

Un tel appareil de mesure permet la mesure aisée et rapide de la version pelvienne dans différentes positions de la vie quotidienne, afin de l'intégrer à la planification de l'arthroplastie totale de hanche. L'utilisation d'un tel appareil doit permettre de diminuer le nombre de chirurgies de révision et donc d'augmenter la qualité de vie des patients.

Une telle mesure est réalisée à l'aide de sondes échographiques dans le cadre de la consultation préopératoire et ceci dans au moins trois positions (par exemple : positions debout, assise et allongée). Lorsqu'elle est réalisée à l'aide de l'appareil échographique portatif selon un mode de réalisation de l'invention, elle a pour caractéristiques principales d'être : - Fiable - Autonome - Rapide - Précise - Simple d'utilisation. Comme illustré sur la figure 1, l'appareil échographique se compose d'un support 10, qui se présente sous la forme d'un bras, et de deux sondes échographiques 111 et 112 montées sur le support 10. Un écran 12 est également intégré à l'appareil échographique dans le but de visionner les images des sites anatomiques acquises par les sondes. Cet écran sert également d'interface entre l'appareil et le praticien. Afin que cet écran 12 soit rapidement orientable, et que l'utilisateur puisse l'avoir en permanence dans son champ de vision, il est monté sur le support 10 à l'aide d'une rotule de réglage, comparable par exemple à celle d'un trépied d'appareil photo. En outre, les sondes 111 et 112 sont mobiles l'une par rapport à l'autre selon une liaison glissière, pour permettre au praticien de régler leur écartement. Elles sont en outre montées par rapport au support 10 selon une liaison rotule pour la sonde 111, et selon une rotule et une glissière, pour la sonde 112.

Il est en effet nécessaire que les deux sondes soient faciles à adapter sur la morphologie du patient dans les trois positions debout, assise et allongée, et ce, quelle que soit la corpulence du patient. On choisit de préférence que l'écartement entre les sondes 111 et 112 puisse varier de 10 à 25 cm environ. La manipulation de l'appareil se fait en prenant directement en main les sondes 111 et 112. Ainsi, le mécanisme de l'appareil (support 10, écran 12 et articulations) se trouve au dessus des mains du praticien, et ne gêne donc pas la manipulation de l'appareil. La figure 2 présente sous forme schématique la cinématique de l'appareil de la figure 1. La cinématique des liaisons rotules entre les sondes 111 et 112 et le support 10 est créée au moyen de liaisons à surfaces sphériques concaves et convexes 211 et 212, respectivement. Il est en effet souhaitable que les sondes présentent six degrés de liberté l'une par rapport à l'autre. Les figures 10A et 10B illustrent plus en détail un mode de réalisation de cette cinématique. Ainsi, la mobilité des sondes 111 et 112 par rapport au support 10 est assurée au moyen de la liaison rotule 211 et des liaisons rotules et glissière 212 et 22, respectivement. Une liaison glissière référencée 22 assure la translation entre les parties droite et gauche de l'appareil. Cette architecture permet au praticien d'ajuster facilement les sondes sur les sites anatomiques d'intérêt pour la mesure de la version pelvienne, à savoir la symphyse pubienne et une des épines iliaques. Elle est en outre compacte, robuste, et stable.

De plus, afin de localiser les deux sondes 111 et 112 l'une par rapport à l'autre, l'orientation et la distance entre les deux sondes doivent être mesurées. Il est en effet nécessaire de connaître la position des deux sondes l'une par rapport à l'autre au moment de la saisie d'images échographiques par le praticien. Dans le mode de réalisation de la figure 1, on prévoit ainsi trois capteurs d'orientation, encore appelés centrales inertielles, solidaires des sondes 111 et 112 et du support 10. De tels capteurs sont par exemple des centrales inertielles d'OMNI Instruments (marque déposée) de type LPMS-B, qui sont compactes et robustes. Une solution du positionnement des centrales inertielles 802 et 803 solidaires des sondes échographiques 111 et 112 est illustrée en figure 8.

La mesure de la translation entre les deux sondes 111 et 112 se fait au moyen d'un capteur de course 90, illustré en figure 9. Un tel capteur de course est par exemple un module ultrason HC-SR04 (marque déposée), qui comprend un émetteur et un récepteur d'ultrasons, la distance étant déduite du temps de parcours des ultrasons. Dans le mode de réalisation de la figure 9, l'émetteur et le récepteur sont solidaires de l'élément supportant la rotule d'une des sondes. Cet élément coulisse (liaison glissière 22) dans une chambre dont le mur opposé à celui du capteur réfléchit les ultrasons. Lorsque l'opérateur adapte l'appareil au patient, il applique des efforts sur chaque partie de l'appareil, ce qui entraîne une translation des deux parties de l'appareil de mesure échographique l'une par rapport à l'autre, et permet au capteur de détecter la course. Enfin, afin de connaître la position de l'appareil de mesure échographique de l'invention par rapport à la verticale, ce dernier comprend également une centrale inertielle 801, illustrée en figure 8. Une telle centrale inertielle est par exemple du type LPMS-B d'OMNI Instruments (marque déposée), qui possède une très bonne précision 3D et est très compacte. Une telle centrale inertielle 801 peut être placée en n'importe quel point de la structure de l'appareil 10. La figure 8 illustre un exemple de positionnement de cette centrale inertielle 801, qui ne gêne pas lors de la manipulation, et qui permet un équilibrage en masse de l'appareil.

L'appareil échographique portatif de la figure 1 doit en outre comprendre un système de traitement des informations, qui intègre les données issues des capteurs de position et d'orientation décrits ci-avant, et la position des sites anatomiques repérés sur les images échographiques, comme décrit plus en détail ci-après. Un tel système de traitement comprend notamment un ou plusieurs analyseurs coopérant avec les sondes échographiques 111 et 112 et un calculateur électronique, ou ordinateur. L'ensemble est aisément transportable, pour pouvoir être utilisé en consultation, comme illustré en figures 11 et 12. Une valise 110 sert d'une part de console fixe à poser à côté du patient et d'autre part de valise de transport. Elle contient la partie fixe 121 de l'appareil de mesure échographique, à savoir les analyseurs 1211 et 1212, ainsi qu'une batterie 1213 (ou un transformateur électrique), le calculateur électronique 1215, et un écran 1214. Elle est reliée à la partie mobile 122 illustrée en figure 1 par un cordon. Un grand écran tactile 1214 fixé sur le couvercle de la valise 110 permet de saisir les points anatomiques d'intérêt avec une grande précision, comme décrit plus en détail ci-après. La partie mobile 122 de la figure 1 est légère (poids de l'ordre du kilogramme ou moins), ce qui rend sa manipulation facile et précise. Comme déjà décrit ci-avant en relation avec la figure 1, cette partie mobile comprend l'écran de visualisation 12, les sondes échographiques 111 et 112 et les capteurs de position 1221 (à savoir les centrales inertielles 801, 802 et 803 ainsi que le capteur de course 90). On décrit désormais en relation avec la figure 7 un organigramme de fonctionnement de l'appareil de mesure échographique décrit ci-avant. Lors d'une consultation préparatoire à une arthroplastie totale de hanche, le praticien applique les sondes échographiques 111, 112 sur le patient afin de repérer simultanément la symphyse pubienne 43 et l'une des épines iliaques antéro-supérieures 41 ou 42. Une fois ces sites anatomiques repérés, le praticien lance la chaîne de traitement qui intègrera toutes les informations issues des différents capteurs 1221 intégrés à l'appareil de mesure échographique permettant le calcul de la version pelvienne. Ainsi, au démarrage d'une nouvelle mesure 70, le praticien ajuste tout d'abord les sondes échographiques 111, 112 montées sur des liaisons rotules et articulées entres elles à l'aide d'une liaison glissière, afin de les mettre en vis-à-vis des sites anatomiques d'intérêt 41, 42, 43. Il visualise ensuite 71 les images obtenues à l'aide de l'écran de contrôle 12, et ajuste 72 plus finement si besoin la position des sondes. Il valide ces acquisitions lorsqu'elles lui permettent de distinguer la symphyse pubienne 43 (figure 5B) et une épine iliaque antéro supérieure 41 ou 42 (figure 5A).

L'étape suivante référencée 73 est le traitement automatique de l'image, qui permet d'aboutir à la localisation automatique des sites anatomiques d'intérêt que sont la symphyse pubienne 43 et les épines iliaques 41, 42. Une base de traitement commun est tout d'abord appliquée aux deux images (de la symphyse 43 et d'une des épines 41, 42) ; elle est suivie par un traitement spécifique à chacun des sites anatomiques tenant compte de leurs particularités géométriques. Le traitement de base des images échographiques se décompose, par exemple, de la manière suivante : - Filtrage anisotropique - Seuillage d'Otsu - Transformation d'intensité - Filtrage « South Shadow » - Filtrage de Canny - Conservation de la dernière ligne segmentée sur chaque colonne de l'image - Opérations de morphologie mathématique Les traitements finaux spécifiques sont les suivants : - Pour l'épine iliaque 41, 42 (figure 5A), le segment le plus long est conservé et une parabole est ajustée sur celui-ci. Son sommet localisera le point anatomique d'intérêt. - Pour la symphyse pubienne 43 (figure 5B), un axe de symétrie est déterminé en utilisant, par exemple, une méthode basée sur la transformée de Hough, une droite est ensuite ajustée au contour de la symphyse obtenu précédemment. La position du point anatomique d'intérêt consiste en l'intersection de cette droite avec l'axe de symétrie. L'utilisateur 74 valide ou non, au cours d'une étape référencée 75, la détection automatique des repères anatomiques d'intérêt opérée par l'appareil au cours de l'étape référencée 73. Si cette détection automatique est validée, l'utilisateur 74 visualise les résultats sur l'écran, au cours d'une étape référencée 76. Dans le cas contraire, l'utilisateur 74 peut opérer une sélection manuelle 77 de la symphyse 43 et/ou de l'épine iliaque 41, 42 sur l'écran tactile 1214.

Le système de l'invention enregistre ensuite l'ensemble des données et procède au calcul de la version pelvienne au cours d'une étape référencée 78. Pour ce faire, lorsque les sites anatomiques d'intérêt ont été localisés dans les images échographiques acquises par les sondes, le système détermine leurs positions relatives dans l'espace à partir des données délivrées par les centrales inertielles, solidaires des sondes et du support, et par le capteur de translation intégré à la liaison glissière. Le principe géométrique du calcul de la version pelvienne est illustré en figure 6. La version pelvienne pourra être calculée, par exemple, en utilisant la formule suivante : (VSP-Elpz (VSP-EDx2 (VSP-E11,2 (VSP-EID Avec : Vsp_Ei = [0 L 0] Rm [Ls DxEl DyEl 0] nt _vs+ D P D iS P o] - Re, et où les différentes variables, mesurées au moment de la validation des images échographiques par l'utilisateur sont : - L : la distance entre les deux sondes échographiques 111 et 112, mesurée par le capteur de distance 90. - Ls : la longueur de la sonde échographique (distance entre le centre de la liaison rotule et l'extrémité de la sonde 111, 112). - Rm : une matrice contenant le roulis, le tangage et le lacet donnés par la centrale inertielle 801 montée sur la structure 10. DH - . une matrice contenant le roulis, le tangage et le lacet donnés par la centrale inertielle 803 montée sur la sonde 112 repérant l'épine iliaque El 41 ou El 42. - RsP s : une matrice contenant le roulis, le tangage et le lacet donnés par la centrale inertielle 802 montée sur la sonde 111 repérant la symphyse pubienne SP 43. - RE:1 : l'abscisse du point représentant l'épine iliaque El 41 ou El 42, détecté sur l'image par segmentation. DH - : l'ordonnée du point représentant l'épine iliaque El 41 ou El 42, détecté sur l'image par segmentation. - DxsP : l'abscisse du point représentant la symphyse pubienne SP 43, détecté sur l'image par segmentation. - DsP : l'ordonnée du point représentant la symphyse pubienne SP 43, détecté sur l'image par segmentation. - vs= : le vecteur reliant l'épine iliaque El 41 ou El 42 avec la symphyse pubienne SP 43 dans l'espace. Version Pelvienne = acos L'appareil de mesure échographique portatif de l'invention permet de résoudre les problèmes d'imprécision ou liés aux méthodes de mesures invasives de la version pelvienne, ainsi que l'autonomie, la portabilité et la facilité d'utilisation du matériel nécessaire à cette mesure. Il permet en effet : l'acquisition et la visualisation de deux images échographiques simultanées (par simultanées, on entend ici deux images acquises au même instant ou à des instants suffisamment proches pour que le patient n'ait pas bougé entre les acquisitions des deux clichés) ; la segmentation automatique des images échographiques et la détection automatique des sites anatomiques d'intérêt ; le repérage spatial des sites anatomiques d'intérêt grâce au système de mesure de positionnement des sondes ; le calcul intégré de la version pelvienne. La méthode de mesure proposée par la présente invention est non-irradiante, et la précision de la mesure, estimée par simulation, présente un écart-type d'environ 1,90, qui est comparable à celle obtenue par Dardenne et al.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure échographique, caractérisé en ce qu'il comprend : un support portant deux sondes échographiques mobiles l'une par rapport à l'autre par liaison glissière, chacune des deux sondes étant mobile par rapport au support par liaison rotule, lesdites sondes étant aptes à effectuer une acquisition simultanée de deux images échographiques ; des premiers moyens de mesure d'un positionnement relatif desdites sondes comprenant un capteur de course et au moins deux capteurs d'orientation ; des seconds moyens de mesure d'un positionnement dudit dispositif par rapport à un plan de référence, comprenant au moins un capteur d'orientation ; des moyens de localisation d'au moins un point d'intérêt sur chacune desdites deux images échographiques ; des moyens de traitement de données issues desdits premiers et seconds moyens de mesure, aptes à délivrer une position relative dans l'espace desdits points d'intérêt localisés sur lesdites images.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites deux images échographiques sont une première image d'une zone supérieure droite ou gauche de l'os iliaque d'un individu et une deuxième image d'une zone inférieure dudit os iliaque, en ce que lesdits points d'intérêt comprennent une épine iliaque antéro-supérieure et une symphyse pubienne dudit individu, et en ce que ledit dispositif comprend des moyens de détermination d'une version pelvienne dudit individu à partir de ladite position relative dans l'espace desdits points d'intérêt.
3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de localisation desdits points d'intérêt comprennent des moyens de traitement desdites images échographiques par segmentation aptes à détecter lesdits points d'intérêt dans lesdites images.
4. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de ladite première image comprennent des moyens d'identification d'un plus long segment dans ladite première image, des moyens d'ajustement d'une parabole sur ledit segment, et des moyens de détection dudit point d'intérêt comme sommet de ladite parabole.
5. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement de ladite deuxième image comprennent des moyens d'identification d'un segment dans ladite deuxième image, des moyens de détermination d'un axe de symétrie dans laditedeuxième image, des moyens d'ajustement d'une droite sur ledit segment et des moyens de détection dudit point d'intérêt comme intersection dudit axe de symétrie et de ladite droite.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de validation par un utilisateur dudit dispositif desdits points d'intérêt détectés par lesdits moyens de localisation.
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un écran permettant de visualiser lesdites images échographiques.
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit écran est fixé sur ledit support par une rotule de réglage.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de localisation comprennent des moyens de sélection desdits points d'intérêt sur un écran par un utilisateur dudit dispositif.
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'une au moins desdites sondes est reliée audit support par une liaison sphérique.15