WO2016071645A1 - Système d'imagerie radiographique et procédé de positionnement d'un tel système - Google Patents

Système d'imagerie radiographique et procédé de positionnement d'un tel système Download PDF

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WO2016071645A1
WO2016071645A1 PCT/FR2015/052998 FR2015052998W WO2016071645A1 WO 2016071645 A1 WO2016071645 A1 WO 2016071645A1 FR 2015052998 W FR2015052998 W FR 2015052998W WO 2016071645 A1 WO2016071645 A1 WO 2016071645A1
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WO
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image
plate
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PCT/FR2015/052998
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Yannick GRONDIN
Philippe Augerat
Philippe Cinquin
Laurent Desbat
Benjamin Spencer
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Université Joseph Fourier
Surgiqual Institute
Centre Hospitalier Universitaire De Grenoble
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to radiographic imaging, especially X-ray imaging, and more particularly to mobile radiographic imaging in the medical field, in particular dental.
  • mobile X-ray systems are used to make X-ray images, particularly X-ray images in a patient's bed.
  • These mobile systems comprise an X-ray unit and an X-ray unit, and these elements are placed on either side of an object, such as a patient, a container, or any other object. for which it is desired to make a radiographic image in order to examine the object.
  • These mobile systems are manipulated by an operator and can misalign, which can produce an image with contrast and / or deformation defects of the object. In this case, the image is difficult to exploit.
  • Some X-ray systems provide means for aligning the transmitting unit with the receiving unit.
  • US2002 / 0150215 discloses an X-ray imaging system using an optical, or ultrasonic, or magnetic camera, located on the X-ray unit and markers placed on the receiving unit. .
  • the camera produces an image of the markers to determine the position of the receiving unit.
  • the field of view of an optical or ultrasonic camera can be obstructed by the object to be analyzed.
  • magnetic cameras may be disturbed by nearby metal objects.
  • US patent application US2007 / 0223657 discloses a method of aligning a transmitter and an X-ray detector displaceable by motorized moving means.
  • the method includes placing the detector in an initial position and, with the aid of the detector, generating a map, in one or more dimensions, of the radiation profile including regions of interest that are identifiable by their intensity level. radiation. Then, the detector is moved to other positions and the new radiation profiles and their coordinates in space are recorded. Once the radiation profile map is obtained, it can be used to align the source and detector.
  • U.S. Patent Application US2002 / 0080922 discloses an X-ray radiographic method using a receiving unit comprising an X-ray detector and an anti-scattering gate located on the detector, the grid comprising pairs of radiopaque alignment bars.
  • a first image of the object is produced, with a radiation delivering a low dose of X-rays, then the relative position of the alignment bars in the first image is measured, the relative angle of the detector with respect to the emission unit, and a second image is produced with radiation delivering a high dose of X-rays, for a radiographic image.
  • the image is displayed using a screen and a distance is measured between the edge of the pattern and the edge of the screen to determine if the receiving unit is centered relative to the unit of the screen. program.
  • the document gives no information on the X-ray dose delivered.
  • the system only allows to center the receiving unit and does not offer the possibility of precisely positioning the receiving unit.
  • An object of the invention is to overcome the drawbacks mentioned above, and in particular to provide means for facilitating the positioning of the receiving unit with respect to the transmission unit of a radiographic imaging system X-ray.
  • Another object is to limit the X-ray doses used when positioning the reception unit with respect to the emission unit.
  • a radiographic imaging system comprising:
  • a plate made of an X-ray opaque material and located between the emission unit and the reception unit.
  • the plate has at least four channels, each channel allowing part of the X-rays emitted by the transmitting unit to pass through the channel; the receiving unit generates an alignment radiographic image having a projected pattern of each channel; and the system includes an image processing unit configured to determine the coordinates of the projected patterns in the alignment image and to calculate a position of the reception unit from the coordinates of the projected patterns in the image of the image. alignment and channel coordinates.
  • the image processing unit may further comprise a memory for storing parameters of a first geometric transformation matrix connecting coordinates of the reference patterns with respectively the coordinates of the channels, each reference pattern corresponding to a projection of a channel in a reference radiographic image generated when the receiving unit is located at a reference distance from the receiving unit, the processing unit being further configured to identify the projected pattern in the radiographic image of aligning each channel, to match the projected patterns in the alignment radiographic image with the channels of the plate respectively, to calculate parameters of a second geometric transformation matrix connecting the coordinates of the projected patterns in the radiographic image with the coordinates of the reference patterns, and to calculate the position of the unit of r receipt from the parameters of the first and second matrices.
  • the plate may comprise several channels forming an asymmetric figure.
  • the plate may comprise at least two channels aligned along a first axis, at least two channels aligned along a second axis perpendicular to the first, and at least three channels aligned along a third axis inclined relative to the first and second axes.
  • the transmitting unit and the receiving unit can be mobile.
  • a mobile X-ray imaging system is provided which is particularly suitable for chest radiography performed in a patient's bed and for dental X-ray.
  • the channels may have a cylindrical shape.
  • the sections of the channels may have different diameters between them.
  • a radiographic imaging system comprising an X-ray emission unit and an X-ray receiving unit, the method comprising the steps of:
  • the plate comprising at least four channels, each channel allowing part of the X-rays emitted by the unit issue to pass through the channel;
  • the calculation step may further comprise a calibration step in which a reference radiographic image is generated by the reception unit located at a reference distance from the transmission unit, and includes a projected reference pattern of each channel, the coordinates of the reference patterns are determined, and parameters of a first geometric transformation matrix connecting the coordinates of the reference patterns to the coordinates of the channels are calculated, a step of identifying the projected pattern in the image radiographic alignment of each channel, a step of matching the projected patterns in the alignment radiographic image with respectively the channels of the plate, a step of calculating the parameters of a second geometrical transformation matrix connecting the coordinates of the projected patterns in the alignment radiographic image with the coordinates of the reference patterns, the position of the unit of reception being determined from the parameters of the first and second matrices.
  • the calculation step may further comprise a calculation of the orientation angles of the receiving unit from the parameters of the first and second matrices.
  • FIG. 1 schematically illustrates an embodiment of a radiographic imaging system according to the invention.
  • FIG. 2 to 8 schematically illustrate embodiments of a plate according to the invention.
  • FIG. 1 shows a radiographic imaging system 1, comprising an X-ray emission unit 2, an X-ray reception unit 3, a plate 1 1, and an image processing unit 4
  • the imaging system 1 is intended to produce a radiographic image of an object 5, for example a patient, a bottle, a portion of a tube, and in particular an area of interest of the object 5 to be examined.
  • the emission unit 2 can be, for example, an X-ray tube.
  • the emission unit 2 comprises a housing 6 in which are housed a source 7 of X-rays and a diaphragm 8.
  • the diaphragm 8 delimits a irradiated zone 8a generally having a rectangular, circular or octagonal shape.
  • the diaphragm 8 can open and close to vary the amount of X-radiation to the receiving unit 3.
  • the source 7 produces X-ray radiation, which passes through the irradiated zone 8a of the diaphragm 8, towards the The reception unit 3.
  • the X-ray beam is shown schematically by the reference A3.
  • the reception unit 3 comprises an X-ray detector 9, and may comprise an anti-diffusion gate 10 for reducing the scattered X-rays and improving the contrast of the images.
  • the grid 10 may be focused, i.e. it may comprise bars oriented towards a focal point, or it may be unfocused when it comprises parallel bars.
  • the reception unit 3 can be positioned so that the incidence of X-rays is normal to the reception unit 3.
  • a longitudinal axis A1 of the reception unit 3 is perpendicular to an axis of propagation. A2 of the X-radiation emitted.
  • the longitudinal axis A1 is inclined by an angle A different from 90 ° with respect to the axis of propagation A2.
  • the receiving unit 3 may be tilted to view certain areas of the object 5 that are masked when using a 90 ° X-ray angle.
  • the transmission unit 2 and the reception unit 3 are movable in translation and in rotation, and are displaceable manually, or by displacement means, respectively represented by the references 12 and 13.
  • the displacement means 12, 13 may be manual or automated micrometric actuators for moving the emission 2 and reception 3 units of the imaging system 1.
  • the transmission unit 2 can be moved in an automated manner and the reception unit 3 can be moved manually by an operator.
  • the processing unit 4 cooperates with the plate 1 1 so as to improve the alignment of the reception unit 3 with respect to the emission unit 2. It is understood by aligning the reception unit 3, the operation which consists in positioning and orienting the reception unit 3 with respect to the emission unit 2, or vice versa, so as to produce an exploitable radiographic image, that is to say an image whose level of contrast allows a user to view the areas of interest of the object 5 to be analyzed.
  • the object 5 to be examined is placed between the reception unit 3 and the emission unit 2, and then the plate is placed. 1 1 on the emission unit 2, and a first IR radiographic image, noted alignment image.
  • the embodiment of the IR alignment image consists in emitting an X-ray radiation, by the emission unit 2, in the direction of the reception unit 3, and then detecting, by the reception unit 3, the X-radiation to generate the IR alignment image.
  • the obtained IR alignment image makes it possible to determine the position and the orientation of the reception unit 3 with respect to the emission unit 2.
  • the plate 1 1 Since the realization of the IR alignment image is carried out when the object 5 is placed between the reception unit 3 and the emission unit 2, it is advantageous to make a plate 1 1 which limits the X-radiation received by the object 5 during the step of alignment of the elements 2, 3 of the imaging system 1. In addition, the plate 1 1 must make it possible to generate an exploitable IR alignment image to precisely determine the position and the orientation of the reception unit 3.
  • the plate 1 1 is made of an X-ray opaque material, by example lead or tungsten.
  • the plate 11 has, for example, a thickness of at least 3 mm to stop the quasi-totality of the photons having an energy used in conventional radiology.
  • the plate 11 is located between the emission unit 2 and the reception unit 3, on the path A3 of the X-rays emitted by the emission unit 2. More particularly, the plate 1 1 is located between the X-ray source 7 and the reception unit 3.
  • the plate 1 1 is preferably mounted on the X-ray tube 2.
  • the plate 1 1 is housed in the housing 6 of the tube 2.
  • the plate 1 1 is located in the housing 6 so that the diaphragm 8 is placed between the plate 1 1 and the source 7 of X-rays.
  • the plate 1 1 is intended to receive an X-radiation emitted by the emission unit 2 in order to be able to align the reception unit 3 with the emission unit 2.
  • the plate 1 1 comprises at least four channels 20 to 23.
  • Each channel 20 to 23 allows part of the X-rays emitted by the emission unit 2 to pass through the channel 20 to 23.
  • a channel 20 to 23 may be an opening, such as a hole or a slot, filled with or not filled with an X-ray transparent material. In any case, the channels allow X-rays to pass.
  • the plate 11 comprises only four channels 20 to 23, thus reducing the quantity of X-rays emitted. towards the object 5.
  • the diameter of the channels 20 to 23 is less than the length of the plate 11.
  • the diameter of at least one channel may be greater than that of the other channels of the plate 1 1.
  • the plate 11 is located perpendicular to the axis of propagation A2 of the X-rays so that the channels 20 to 23 are oriented towards the source 7 to obtain a projection of the channels in the image of alignment IR which is not not distorted.
  • the plate 11 may comprise a single panel in which at least four channels 20 to 23 are formed.
  • the plate 1 1 may also comprise several panels 40 to 43, each panel 40 to 43 comprising at least one of said at least four channels 20 to 23.
  • Each panel 40 to 43 is made of an X-ray opaque material.
  • the plate 1 1 may comprise two panels each having at least two channels 20 to 23.
  • the plate 1 1 may comprise three panels including at least one panel comprises at least two channels 20 to 23.
  • the plate 1 1 may comprise four panels 40 to 43.
  • the panels 40 to 43 may be mounted mobile on the emission unit 2 between a closed position in which the channels 20 to 23 are located inside the X-ray beam A3, and an open position in which the channels 20 to 23 are located outside the X-ray beam A3. In FIG.
  • the channels 20 to 23 can interact or not interact with the beam A3.
  • X It is advantageous that the channels 20 to 23 do not interact in order to reduce the disturbances during the production of the radiographic image of the object 5.
  • the patterns formed by the channels allow additional control of the X-ray image of the object 5.
  • the receiving unit and the transmitting unit are correctly placed relative to the object 5. It is then possible to detect an offset from a prior positioning phase where the plates were in closed positions to generate the IR alignment image. In the open position, the X-ray flux is larger than in the closed position so as to make the X-ray image and not an alignment image.
  • the movable panels 40 to 43 make it possible to move rapidly from the open position to the closed position, in other words to quickly generate the IR alignment image and then the exploitable radiographic image of the object 5, and vice versa.
  • panels 40 to 43 are mounted movable in translation along axes perpendicular to the axis of propagation A2 (the axis of propagation A2 is perpendicular to the plane of the sheet of Figures 6 and 7) to separate them from each other to the open position, and to bring them together others to the closed position.
  • the panels 40 to 43 In the closed position the panels 40 to 43 can be in contact with each other, or be partially juxtaposed with respect to each other, with or without contact between them.
  • the plate 11 can be mounted on a transmission unit 2 which does not include a diaphragm 8.
  • FIGS. 2 to 6 show several embodiments of the plate 11.
  • a front view of the plate 1 1 having four channels 20 to 23, preferably four openings of circular section, that is to say that the channels 20 to 23 have a cylindrical shape.
  • the channels 20 to 23 are located at specific positions in the plate 1 1 so that the figure formed by the four channels 20 to 23 is asymmetrical.
  • the channels 20 to 23 are cylindrical and their sections have different diameters between them.
  • the channels 20 to 23 have the same cylindrical shape and have different diameters.
  • the channels 20 to 23 are differentiated by their size.
  • the channels 20 to 23 have a shape of a truncated cone.
  • the top of each truncated cone may be located in front of the X-ray source 7, their bases being located opposite the reception unit 3.
  • the plate 11 may be situated at an optimal position with respect to the source 7, so that the top of the truncated cones is located on the axis of propagation A2 X-rays.
  • the top of the truncated cones is located on the source 7 X-rays.
  • the plate 1 1 comprises four channels 20 to 23, in particular four openings with circular section.
  • the channels 20 to 23 are located at specific positions in the plate 1 1 so that the figure formed by the four channels 20 to 23 is asymmetrical.
  • the channels 20 to 23 have the same length L, that is to say that their sections have the same diameter.
  • the channels 20 to 23 are differentiated by their position on the plate 11.
  • the plate has four channels 20 to 23 cylindrical arranged to form an asymmetrical figure.
  • the distances separating the channels 20 to 23 are distinct so as to move a channel 22 away from the first two 20, 21.
  • the arrangement of the channels 20 to 26 within the plate 1 1 forms an asymmetrical figure.
  • An asymmetrical pattern makes it possible to obtain, in the IR alignment image, projected patterns from the channels that are located at distinct distances from one another. The distinct distances obtained may facilitate the matching of the projected patterns with the channels of the plate 1 1.
  • the plate 11 comprises three zones Z1 to Z3, each zone comprising several channels, and a cylindrical channel 23 distinct from those of the zones.
  • the three zones Z1 to Z3 each comprise six cylindrical channels arranged symmetrically to form a circle.
  • a zone Z1 to Z3 comprising six channels makes it possible to reduce the dose of x-rays emitted with respect to a single channel that would surround the six channels. It may be noted that each zone Z1 to Z3 forms a symmetrical figure, however, the arrangement of the zones Z1 to Z4 forms an asymmetric figure.
  • the plate 11 comprises fourteen channels 20 to 33.
  • the plate 11 comprises a first group of seven channels 20 to 26 aligned along a first axis B1, a second group of four channels 27 to 30 aligned. according to a second axis B2 perpendicular to the first axis B1, and a third group of three channels 31 to 33 aligned along a third axis B3 inclined at an angle B relative to the first and second axes B1, B2.
  • the four channels 27 to 30 of the second group are aligned along the second axis B2 with the third channel 22 of the first group, starting from the left in FIG. 5.
  • the three channels 31 to 33 of the third group are also aligned.
  • each line of channels may comprise several channels.
  • the channels 20 to 33 have a circular section and have the same diameter.
  • the plate 11 comprises more than four channels when it is desired to align the transmission unit 2 with the reception unit 3 in complex situations, for example in the case where the object 5 is bulky, or when the amount of X-radiation emitted is low.
  • the fact of aligning channels along three distinct axes B1 to B3 makes it possible to improve the robustness of the image processing by improving the determination of the coordinates of the patterns projected in the image.
  • the image processing unit 4 makes it possible to determine the position and the orientation of the reception unit 3 of the imaging system 1.
  • the image processing unit 4 is coupled to the reception unit 3.
  • the processing unit 4 is either integrated within the detector 9, or located outside the detector 9 while being electrically connected to the detector 9 by wired or wireless link.
  • the image processing unit 4 is, for example, a computer.
  • the detector 9 receives the X-radiation emitted by the emission unit 2, and generates an X-ray image of IR alignment corresponding to the X-radiation received by the detector 9.
  • the IR alignment image generated by the detector 9 comprises the respective projections of the channels 20 to 23 of the plate 1 1, that is to say the projected patterns M1 to M4 of the channels 20 to 23.
  • the detector 9 transmits the images generated, by electrical signal, to the processing unit 4 which determines the position and orientation of the reception unit 3 with respect to the transmission unit 2.
  • the determination of the position and the orientation of the reception unit 3 is carried out on the basis of known processing algorithms. integrated image in the processing unit 4.
  • the processing unit 4 determines the coordinates of the projected patterns M1 to M4 in the IR alignment image, then determines a position of the reception unit 3 from the determined coordinates and coordinates of the channels 20 to 23.
  • the processing unit 4 can also determine an inclination of the receiving unit 3 with respect to an axis perpendicular to the plate January 1.
  • the processing unit 4 comprises a memory for storing parameters of a first geometric transformation matrix Kref.
  • the geometric transformation associated with the first matrix Kref corresponds to a projection of the coordinates of the channels 20 to 23 of the plate 11 in a reference radiographic image.
  • the first matrix Kref makes it possible to connect the coordinates of a projected pattern in the reference image with those of the channel 20 to 23 of the plate 11 which has generated the projected pattern.
  • the patterns projected in the reference image are also referred to as reference patterns.
  • the reference patterns are obtained by positioning the reception unit 3 at a reference distance Dref of the reception unit, and by generating the reference radiographic image of the plate 1 1.
  • the receiving unit 3 in a reference orientation in which the plane of the receiving unit 3 is parallel to the plane of the plate 1 1, and perpendicular to the axis of propagation A2 X-rays.
  • the radiographic image is also generated reference with the plate 1 1 located in the housing 6 of the emission unit 2 and without the object 5 to be studied.
  • P a matrix of the coordinates of a channel 20 to 23 of the plate 1 1;
  • - Qref a matrix of the coordinates of the reference pattern corresponding to the projection of the channel 20 to 23 in the reference radiographic image.
  • the processing unit 4 can also calculate the parameters of the first matrix Kref, for each reference pattern and for each channel associated with the reference pattern, and compare the values of the parameters obtained for each calculation.
  • the coordinates of a point in a radiographic image, reference or alignment are expressed according to a two-dimensional image reference defined by two orthonormal vectors U, V and an origin point O.
  • the reference image is linked to radiographic reference and alignment images.
  • a three-dimensional object marker is also defined comprising three orthonormal vectors X, Y, Z and an origin point I, in which the coordinates of the channels are expressed.
  • the object marker is linked to the source 7.
  • the plate 11 is secured to the source 7, and the object marker is also connected to the plate 11.
  • the coordinates of the channels 20 to 23 of the plate 11 are expressed in the object reference.
  • the coordinates of the channels 20 to 23 are previously recorded in the memory of the processing unit 4.
  • the coordinates of a channel 20 to 23 correspond to the coordinates of the center of gravity of a section of the channel 20 to 23.
  • the center of gravity chosen to determine the coordinates of the channel 20 to 23 is the center of gravity of a section of the channel located at the surface of the plate 1 1 placed opposite the source 7.
  • the coordinates of a channel 20 to 23 correspond to the coordinates, expressed in the object reference of a representative point of the channel 20 to 23.
  • the representative point of a channel 20 to 23 is located at the periphery of a section of the channel 20 to 23.
  • the representative point of a channel 20 to 23 is located inside the channel 20 to 23, that is to say on a straight line connecting the center of gravity and a point located at the periphery of the section of the channel 20 to 23.
  • the orientation of the plate 1 1 in the object repository is also stored in the memory.
  • the plate 1 1 has a 90 ° orientation with respect to the X-ray propagation axis.
  • the Kref matrix can be written in the following way: o ⁇
  • - k a conversion factor from meter to pixel, the value of which depends on the type of detector 9 and whose unit is in pixels per meter;
  • U0, V0 coordinates, in the image frame, of a point of the reference image corresponding to the orthogonal projection of the source 7 of the radii
  • Um1, Vm1 the coordinates of a reference pattern in the image reference
  • Xc1, Yc1, Zc1 the coordinates of a channel in the object reference.
  • the IR alignment image is generated with the same plate 1 1 for which the parameters of the first geometric transformation matrix Kref have been determined, and with the object 5 to analyze located between the reception unit 3 and the emission unit 2.
  • the processing unit 4 identifies the projected patterns M1 to M4 in the alignment image IR using image processing algorithms known to detect the contours of the projected patterns M1 to M4.
  • image processing algorithms known to detect the contours of the projected patterns M1 to M4.
  • the same algorithms can be applied to the reference image to identify the reference patterns. For example, Canny filters can be used.
  • the gray alignment thresholding algorithm can be pre-applied to the IR alignment image to provide a simplified image for improved edge detection.
  • filtering may be applied to the IR alignment image to suppress the isolated pixels, i.e., to suppress the noise of the image.
  • image processing algorithms configured to determine the characteristics of each projected pattern can be applied to identify the patterns.
  • Features include, but are not limited to, the shape, length, and coordinates of the projected pattern in the IR alignment image.
  • a Hough transform function can be applied to determine the characteristics of the projected patterns M1 to M4.
  • the Projected patterns M1 to M4 are circles or ellipses.
  • the coordinates of the pattern are those of the center of the circle or ellipse.
  • the coordinates of a pattern correspond to the coordinates of the centroid of the pattern.
  • the coordinates of a projected pattern M1 to M4 correspond to the coordinates, expressed in the image frame, of a point representative of the projected pattern M1 to M4.
  • the representative point of a projected pattern M1 to M4 is located at the periphery of the projected pattern M1 to M4, that is to say situated on the contour of the projected pattern M1 to M4.
  • the representative point of a projected pattern M1 to M4 is located inside the projected pattern M1 to M4, that is to say on a straight line connecting the center of gravity and a point located on the contour. of the projected motif M1 to M4.
  • the other characteristics of the patterns M1 to M4 are the diameters of the circles, the small and large axes of the ellipses.
  • the processing unit 4 matches the identified patterns M1 to M4 with the associated channels 20 to 23 of the plate 11.
  • the processing unit 4 matches the projected patterns M1 to M4 by means of a feature table stored in the memory of the processing unit 4.
  • the table includes the characteristics of the channels 20 to 23 of the plate 1 1, namely their shape, their length and their position in the plate 1 1.
  • the pairing consists in traversing the IR alignment image to identify the projected patterns M1 to M4, and for each identified projected pattern, the processing unit 4 calculates the characteristics of the pattern, such as, for example, its shape, its length, and its position in the IR image. Then the processing unit 4 compares the calculated characteristics with those of the table and locates the channel of the plate that corresponds to the projected pattern.
  • a projected pattern corresponds to a channel of the plate when the calculated characteristics are proportional to those of the table.
  • the proportionality corresponds to an enlargement or a narrowing, as a function of the position of the detector 9.
  • the channels 20 to 23 have the same size, for example the same diameter, the pairing is performed according to the position of the sensors. reasons projected in the image, because the position of the patterns in the image makes it possible to differentiate them from each other. On the contrary, when the channels have different sizes, the matching is done according to the sizes of the projected patterns, because they are different from each other.
  • the processing unit 4 calculates, by known image processing algorithms, parameters of a second geometric transformation matrix H connecting the coordinates of the reference patterns with the coordinates of the projected patterns M1 to M4 in the Radiographic image of IR alignment.
  • the second matrix H corresponds to a planar homography between the reference radiographic image and the radiographic image of IR alignment. This planar homography is mathematically represented by the second matrix H.
  • Qref the coordinate matrix of the reference pattern corresponding to the projection of the channel 20 to 23 in the reference radiographic image
  • Qali a coordinate matrix of the channel 20 to 23 projected in the alignment radiographic image.
  • the projected pattern in the alignment image and the associated reference pattern being generated by the same channel of the plate 1 1.
  • the third geometric transformation associated with the third matrix Kali corresponds to a projection of the coordinates of a channel 20 to 23 of the plate 11 in the IR alignment image.
  • the third matrix Kali makes it possible to connect the coordinates of a projected pattern in the IR alignment image with those of the channel 20 to 23 of the plate 11 which has generated the projected pattern.
  • Kali the third matrix corresponding to the third geometrical transformation
  • k ' another conversion factor from meter to pixel, the value of which depends on the type of detector 9 and whose unit is in pixels per meter;
  • D a distance between the reception unit 3 and the transmission unit 2, expressed in meters, during the generation of the IR alignment image.
  • the processing unit 4 calculates, from the product between the first and second matrices Kref, and H, the parameters of the matrices Kali and Rali. Then, the processing unit 4 calculates the position and orientation of the receiving unit from the calculated parameters. More particularly, the processing unit 4 calculates the distance D between the reception unit 3 and the emission unit 2. Furthermore, the rotation matrix Rali can be decomposed into three matrices, that is, say three other matrices each representing a rotation of the reception unit 3 with respect to an axis X, Y, Z of the object reference.
  • the user can furthermore enter, by means of a graphic interface 14, a position, or a distance between the transmission unit 2 and the reception unit 3, and a desired inclination.
  • the processing unit 4 then calculates the difference in position between the desired position and the determined position, as well as the difference in orientation between the desired orientation and the determined orientation. Using the calculated differences, the processing unit can provide position correction and orientation information.
  • the imaging system 1 may comprise a signaling unit 15, for example a screen, coupled to the processing unit. 4 to indicate to the operator the values of the position and the orientation determined.
  • the signaling unit 15 may further indicate the initial distance determined by the processing unit 4.
  • the signaling unit 15 may also indicate a displacement information, in translation and in rotation, to align the transmission unit. 2.
  • the displacement information corresponds to the displacement of the transmission unit 2 necessary to align it with respect to the reception unit 3.
  • the displacement information is that which makes it possible to move the transmission unit 2 so that the distance between the receiving unit 3 and the transmitting unit 2 is equal to an optimum distance provided by the manufacturer of the receiving unit 3.
  • the optimum distance may be the focal length of the anti-diffusion gate 10 in the case where the reception unit 3 is equipped with such a gate.
  • the housing 6 of the transmission unit 2 may further comprise displacement means 16 for placing and removing the plate 1 1 in an automated manner. When the reception unit 3 and the emission unit 2 are aligned, the plate 11 is removed, and a normal radiographic image of the object 5, denoted diagnostic image, is produced.
  • the projected patterns M1 to M4 of the IR alignment image must have a minimum diameter of 1 mm.
  • the reception unit 3 located at a distance from the transmission unit 2 for which the enlargement factor of the channels 20 to 23 of the plate 1 1 is equal, for example, to 10
  • there will be made a plate January 1 whose channels have a diameter greater than 100 ⁇ .
  • projected patterns M1 to M4 having a diameter of about 1 mm are obtained, which allows their detection.
  • a plate 1 1 may have channels 20 to 23 having an identical shape, however, the diameter of each channel is less than 100 ⁇ .
  • the magnification factor may be 4 and the plate 11 used then has channels 20 to 23 each having a diameter equal to 50 ⁇ .
  • the size of the channels is adapted to the type of detector, in particular according to the size of the pixels.
  • the alignment image is performed with a low dose of X-rays.
  • This low dose corresponds to about ten times less than a normal dose for producing a diagnostic X-ray image.
  • the surface ratio between a plate-free irradiation field with open diaphragms, for example 20 cm x 20 cm, and the plate-field area where X-rays pass only through the channels is For example, for a diagnostic X-ray image requiring a PDS dose area product of the order of 100 cGy.cm2, the additional dose given to the patient during the alignment step is 10 x 10000 times less. or 10 microGy.cm2 in terms of PDS, which is negligible.
  • a succession of radiographic images is carried out beforehand, in the presence of calibrated objects and in the absence of a patient to be analyzed. Simulation is performed by varying the diameter of the channels and recording the delivered X-ray dose required for detection of the projected patterns formed in the radiographic images obtained. In addition, the signal-to-noise ratio can be recorded according to the size of the object and the dose delivered.
  • a set of plates 1 1 respectively associated with different clinical situations, for example situations that require different doses of X-rays. This game includes plates 1 1 optimized for making a radiographic image specific from a given imaging system.
  • the imaging system 1 makes it possible to place a plate 1 1 according to the distance between the reception unit and the emission unit, and therefore the enlargement factor of the reception unit 3.
  • Other parameters can be taken into account, for example the thickness of the area of interest of the object 5, the sensitivity of the reception unit 3, the contrast of the desired image ...
  • the method of positioning the reception unit 3 with respect to the transmission unit, or vice versa can be implemented by the imaging system 1 defined above.
  • the reception unit 3 and the transmission unit 2 are arranged so that the object 5 to be analyzed is located between the transmission unit 2 and the detector 9.
  • the method further comprises the steps of:
  • the plate 1 1 made of an X-ray opaque material, between the emission unit 2 and the reception unit 3, the plate 1 1 comprising at least four channels 20 to 23, each channel allowing a part X-rays emitted by the transmitting unit 2 to pass through the channel;
  • a radiographic imaging system and a system positioning method that minimizes the quantities of X-rays emitted while allowing radiographic images to be made without distortion.
  • the number of images is reduced so as to limit a patient's exposure to X-rays.
  • Such an imaging system is particularly suitable for environments comprising metallic objects that can disturb electromagnetic measurement systems. classic distances.

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Abstract

Système d'imagerie radiographique, comprenant; une unité d'émission (2) de rayons X; une unité de réception (3) de rayons X; et une plaque (11) réalisée dans un matériau opaque aux rayons X et située entre l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3), la plaque (11) comportant au moins quatre canaux (20 à 23), chaque canal permettant à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission (2) de passer à travers le canal; et une unité de traitement d'image (4) configurée pour déterminer les coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) et pour calculer une position de l'unité de réception (3) à partir des coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) et des coordonnées des canaux (20 à 23).

Description

Système d'imagerie radiographique et procédé de positionnement d'un tel système
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne l'imagerie radiographique, notamment l'imagerie par rayons X, et plus particulièrement l'imagerie radiographique mobile dans le domaine médicale, en particulier dentaire.
État de la technique
Actuellement, on utilise des systèmes de radiographie mobile pour réaliser des images radiographiques, en particulier des images radiographiques au lit d'un patient. Ces systèmes mobiles comprennent une unité d'émission de rayons X et une unité de réception de rayons X, et on place ces éléments de part et d'autre d'un objet, tel qu'un patient, un récipient, ou tout autre objet pour lequel on souhaite réaliser une image radiographique en vue d'examiner l'objet. Ces systèmes mobiles sont manipulés par un opérateur et peuvent se désaligner, ce qui peut produire une image avec des défauts de contraste et/ou de déformation de l'objet. Dans ce cas, l'image est difficilement exploitable. Certains systèmes de radiographie proposent des moyens pour aligner l'unité d'émission avec l'unité de réception. On peut citer, par exemple les demandes de brevet américain US2012/0230473, US2013/0051528 et la demande de brevet français FR2899349, qui divulguent un système d'imagerie radiographique à rayons X utilisant un dispositif de positionnement magnétique comprenant un émetteur d'ondes électromagnétiques situé sur l'unité d'émission de rayons X et un récepteur d'ondes situé sur l'unité de réception. Mais de tels systèmes nécessitent un dispositif émetteur/récepteur d'ondes électromagnétiques en plus de l'ensemble unité d'émission/unité de réception de rayons X, ce qui rend le système d'imagerie encombrant. Par ailleurs, le rayonnement électromagnétique du dispositif de positionnement peut être perturbé par des appareils situés à proximité.
La demande de brevet américain US2002/0150215 divulgue un système d'imagerie à rayons X utilisant une caméra optique, ou à ultrasons, ou magnétique, située sur l'unité d'émission de rayons X et des marqueurs placés sur l'unité de réception. La caméra produit une image des marqueurs afin de déterminer la position de l'unité de réception. Mais le champ de vision d'une caméra optique ou à ultrasons peut être obstrué par l'objet à analyser. En outre, les caméras magnétiques peuvent être perturbées par des objets métalliques situés au voisinage.
La demande de brevet américain US2007/0223657 divulgue un procédé d'alignement d'un émetteur et d'un détecteur à rayons X déplaçables par des moyens de déplacement motorisés. Le procédé consiste à placer le détecteur dans une position initiale et, à l'aide du détecteur, de générer une carte, à une ou plusieurs dimensions, du profil du rayonnement comprenant des régions d'intérêt identifiables de part leur niveau d'intensité de rayonnement. Puis, on déplace le détecteur vers d'autres positions et on enregistre les nouveaux profils du rayonnement et leurs coordonnées dans l'espace. Une fois la carte du profil de rayonnement obtenue, elle peut être utilisée pour aligner la source et le détecteur. Mais un tel procédé nécessite d'effectuer de nombreuses images radiographiques et de pouvoir déplacer le détecteur selon l'axe de propagation du rayonnement, ce qui n'est pas toujours possible lorsque le détecteur est placé au-dessous du lit d'un patient, lors notamment d'une radiographie du thorax d'une personne alitée.
La demande de brevet américain US2002/0080922 divulgue un procédé radiographique à rayons X utilisant une unité de réception comprenant un détecteur de rayons X et une grille anti-diffusion située sur le détecteur, la grille comprenant des paires de barres d'alignement opaques aux rayons X. Dans ce procédé, on réalise une première image de l'objet, avec un rayonnement délivrant une faible dose de rayons X, puis on mesure la position relative des barres d'alignement dans la première image, on ajuste l'angle relatif du détecteur par rapport à l'unité d'émission, et on réalise une deuxième image avec un rayonnement délivrant une forte dose de rayons X, pour une image radiographique. Mais ce procédé nécessite d'utiliser une grille anti-diffusion située sur le détecteur, ce qui n'est pas toujours le cas, notamment en radiologie dentaire qui utilise des détecteurs intra-oral ne comportant pas de grille. En outre, dans le cas où la grille est focalisée, le procédé ne permet pas de déterminer la distance entre l'unité de réception et l'unité d'émission qui doit être alors égale à la distance focale de la grille. On peut citer également la demande de brevet américain US2006/0280293 qui divulgue un système d'imagerie radiographique à rayons X utilisant un réticule opaque aux rayons X placé sur l'unité d'émission de rayons X. Le réticule comporte une ou plusieurs ouvertures qui laissent passer une partie des rayons X, afin d'obtenir une image comprenant la projection spécifique d'un motif unique des ouvertures. Puis on affiche l'image à l'aide d'un écran et on mesure une distance entre le bord du motif et le bord de l'écran afin de déterminer si l'unité de réception est centrée par rapport à l'unité d'émission. Cependant, le document ne donne aucun renseignement sur la dose de rayons X délivrée. En outre, le système permet uniquement de centrer l'unité de réception et n'offre pas la possibilité de positionner précisément l'unité de réception.
Objet de l'invention
Un objet de l'invention consiste à pallier les inconvénients cités ci-avant, et en particulier à fournir des moyens pour faciliter le positionnement de l'unité de réception par rapport à l'unité d'émission d'un système d'imagerie radiographique à rayon X.
Un autre objet est de limiter les doses de rayons X utilisées lors du positionnement de l'unité de réception par rapport à l'unité d'émission.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système d'imagerie radiographique, comprenant :
- une unité d'émission de rayons X ;
- une unité de réception de rayons X ; et
- une plaque réalisée dans un matériau opaque aux rayons X et située entre l'unité d'émission et l'unité de réception.
La plaque comporte au moins quatre canaux, chaque canal permettant à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission de passer à travers le canal ; l'unité de réception génère une image radiographique d'alignement comportant un motif projeté de chaque canal ; et le système comporte une unité de traitement d'image configurée pour déterminer les coordonnées des motifs projetés dans l'image d'alignement et pour calculer une position de l'unité de réception à partir des coordonnées des motifs projetés dans l'image d'alignement et des coordonnées des canaux. L'unité de traitement d'image peut en outre comporter une mémoire pour stocker des paramètres d'une première matrice de transformation géométrique reliant des coordonnées des motifs de référence avec respectivement les coordonnées des canaux, chaque motif de référence correspondant à une projection d'un canal dans une image radiographique de référence générée lorsque l'unité de réception est située à une distance de référence de l'unité de réception, l'unité de traitement étant en outre configurée pour identifier le motif projeté dans l'image radiographique d'alignement de chaque canal, pour apparier les motifs projetés dans l'image radiographique d'alignement avec respectivement les canaux de la plaque, pour calculer des paramètres d'une deuxième matrice de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs projetés dans l'image radiographique avec les coordonnées des motifs de référence, et pour calculer la position de l'unité de réception à partir des paramètres des première et deuxième matrices.
La plaque peut comporter plusieurs canaux formant une figure asymétrique.
La plaque peut comporter au moins deux canaux alignés selon un premier axe, au moins deux canaux alignés selon un deuxième axe perpendiculaire au premier, et au moins trois canaux alignés selon un troisième axe incliné par rapport aux premier et deuxième axes.
L'unité d'émission et l'unité de réception peuvent être mobiles. Ainsi, on fournit un système d'imagerie radiographique mobile particulièrement adapté à la radiographie thoracique effectuée au lit d'un patient et à la radiographie dentaire.
Les canaux peuvent avoir une forme cylindrique. Les sections des canaux peuvent avoir des diamètres différents entre eux.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de positionnement d'un système d'imagerie radiographique comprenant une unité d'émission de rayons X et une unité de réception de rayons X, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- disposer une plaque réalisée dans un matériau opaque aux rayons X, entre l'unité d'émission et l'unité de réception, la plaque comprenant au moins quatre canaux, chaque canal permettant à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission de passer à travers le canal ;
- émettre des rayons X par l'unité d'émission ;
- générer, par l'unité de réception, une image radiographique d'alignement comportant un motif projeté de chaque canal ;
- déterminer des coordonnées des motifs projetés dans l'image radiographique d'alignement ; et
- calculer une position de l'unité de réception à partir des coordonnées des motifs projetés dans l'image radiographique d'alignement et des coordonnées des canaux.
L'étape de calcul peut en outre comporter une étape de calibration dans laquelle on génère, par l'unité de réception située à une distance de référence de l'unité d'émission, une image radiographique de référence comportant un motif de référence projeté de chaque canal, on détermine les coordonnées des motifs de référence, et on calcule des paramètres d'une première matrice de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs de référence avec les coordonnées des canaux, une étape d'identification du motif projeté dans l'image radiographique d'alignement de chaque canal, une étape d'appariement des motifs projetés dans l'image radiographique d'alignement avec respectivement les canaux de la plaque, une étape de calcul des paramètres d'une deuxième matrice de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs projetés dans l'image radiographique d'alignement avec les coordonnées des motifs de référence, la position de l'unité de réception étant déterminée à partir des paramètres des première et deuxième matrices.
L'étape de calcul peut en outre comporter un calcul des angles d'orientation de l'unité de réception à partir des paramètres des première et deuxième matrices. Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 , illustre schématiquement un mode de réalisation d'un système d'imagerie radiographique selon l'invention ; et
- les figures 2 à 8, illustrent schématiquement des modes de réalisation d'une plaque selon l'invention.
Description détaillée
Sur la figure 1 , on a représenté un système d'imagerie radiographique 1 , comprenant une unité d'émission 2 de rayons X, une unité de réception 3 de rayons X, une plaque 1 1 , et une unité de traitement d'image 4. Le système d'imagerie 1 est destiné à réaliser une image radiographique d'un objet 5, par exemple un patient, une bouteille, une partie de tube, et en particulier une zone d'intérêt de l'objet 5 à examiner. L'unité d'émission 2 peut être, par exemple, un tube à rayons X. L'unité d'émission 2 comprend un boîtier 6 dans lequel sont logés une source 7 de rayons X et un diaphragme 8. Le diaphragme 8 délimite une zone irradiée 8a ayant généralement une forme rectangulaire, circulaire ou encore octogonale. Le diaphragme 8 peut s'ouvrir et se fermer pour faire varier la quantité de rayons X à destination de l'unité de réception 3. La source 7 produit un rayonnement X, qui traverse la zone irradiée 8a du diaphragme 8, en direction de l'unité de réception 3. On a représenté schématiquement le faisceau de rayons X par la référence A3. L'unité de réception 3 comporte un détecteur 9 à rayons X, et peut comporter une grille anti-diffusion 10 pour réduire les rayons X diffusés et améliorer le contraste des images. La grille 10 peut être focalisée, c'est-à-dire qu'elle peut comprendre des barres orientées vers un point focal, ou être non focalisée lorsqu'elle comprend des barres parallèles. On peut positionner l'unité de réception 3 de manière que l'incidence des rayons X soit normale à l'unité de réception 3. Dans ce cas, un axe longitudinal A1 de l'unité de réception 3 est perpendiculaire à un axe de propagation A2 du rayonnement X émis. Par ailleurs, pour certains examens, on peut utiliser une incidence oblique du rayonnement X, et dans ce cas l'axe longitudinal A1 est incliné d'un angle A différent de 90° par rapport à l'axe de propagation A2. Par exemple, on peut incliner l'unité de réception 3 pour visualiser certaines zones de l'objet 5 qui sont masquées lorsqu'on utilise une incidence de rayons X à 90°. En outre, l'unité d'émission 2 et l'unité de réception 3 sont mobiles en translation et en rotation, et sont déplaçables manuellement, ou par des moyens de déplacements, représentés respectivement par les références 12 et 13. Les moyens de déplacements 12, 13 peuvent être des actionneurs micrométriques manuels, ou automatisés, pour déplacer les unités d'émission 2 et de réception 3 du système d'imagerie 1 . En variante, l'unité d'émission 2 peut être déplacée de manière automatisée et l'unité de réception 3 peut être déplacée manuellement par un opérateur. L'unité de traitement 4 coopère avec la plaque 1 1 de manière à améliorer l'alignement de l'unité de réception 3 par rapport à l'unité d'émission 2. On entend par aligner l'unité de réception 3, l'opération qui consiste à positionner et orienter l'unité de réception 3 par rapport à l'unité d'émission 2, ou inversement, de manière à produire une image radiographique exploitable, c'est-à-dire une image dont le niveau de contraste permet à un utilisateur de visualiser les zones d'intérêt de l'objet 5 à analyser. De manière à aligner l'unité de réception 3 par rapport à l'unité d'émission 2, on place l'objet 5 à examiner entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2, puis on place la plaque 1 1 sur l'unité d'émission 2, et on réalise une première image radiographique IR, notée image d'alignement. La réalisation de l'image d'alignement IR consiste à émettre un rayonnement X, par l'unité d'émission 2, en direction de l'unité de réception 3, puis détecter, par l'unité de réception 3, le rayonnement X pour générer l'image d'alignement IR. L'image d'alignement IR obtenue permet de déterminer la position et l'orientation de l'unité de réception 3 par rapport à l'unité d'émission 2. Etant donné que la réalisation de l'image d'alignement IR est effectuée lorsque l'objet 5 est placé entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2, il est avantageux de réaliser une plaque 1 1 qui limite le rayonnement X reçu par l'objet 5 lors de l'étape d'alignement des éléments 2, 3 du système d'imagerie 1 . En outre, la plaque 1 1 doit permettre de générer une image d'alignement IR exploitable pour déterminer précisément la position et l'orientation de l'unité de réception 3. La plaque 1 1 est réalisée dans un matériau opaque aux rayons X, par exemple en plomb ou en tungstène. La plaque 1 1 a, par exemple, une épaisseur d'au moins 3 mm pour arrêter la quasi -totalité des photons ayant une énergie utilisée en radiologie conventionnelle. La plaque 1 1 est située entre l'unité d'émission 2 et l'unité de réception 3, sur le trajet A3 des rayons X émis par l'unité d'émission 2. Plus particulièrement, la plaque 1 1 est située entre la source 7 de rayons X et l'unité de réception 3. La plaque 1 1 est de préférence montée sur le tube 2 à rayon X. Par exemple, la plaque 1 1 est logée dans le boîtier 6 du tube 2. Avantageusement, la plaque 1 1 est située dans le boîtier 6 de façon que le diaphragme 8 soit placé entre la plaque 1 1 et la source 7 de rayons X.
La plaque 1 1 est destinée à recevoir un rayonnement X émis par l'unité d'émission 2 afin de pouvoir aligner l'unité de réception 3 avec l'unité d'émission 2. La plaque 1 1 comporte au moins quatre canaux 20 à 23. Chaque canal 20 à 23 permet à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission 2 de passer à travers le canal 20 à 23. Un canal 20 à 23 peut être une ouverture, tel un trou ou une fente, remplie ou non d'un matériau transparent aux rayons X. En tout état de cause, les canaux laissent passer les rayons X. Par exemple, la plaque 1 1 comprend uniquement quatre canaux 20 à 23, ainsi on réduit la quantité de rayons X émis vers l'objet 5. De façon générale, le diamètre des canaux 20 à 23 est inférieur à la longueur de la plaque 1 1 . Le diamètre d'au moins un canal peut être supérieur à celui des autres canaux de la plaque 1 1 . Préférentiellement, la plaque 1 1 est située perpendiculairement à l'axe de propagation A2 des rayons X de manière que les canaux 20 à 23 soient orientés vers la source 7 pour obtenir une projection des canaux dans l'image d'alignement IR qui ne soit pas déformée.
La plaque 1 1 peut comprendre un panneau unique dans lequel au moins quatre canaux 20 à 23 sont formés. La plaque 1 1 peut également comprendre plusieurs panneaux 40 à 43, chaque panneau 40 à 43 comportant au moins un canal parmi lesdits au moins quatre canaux 20 à 23. Chaque panneau 40 à 43 est réalisé dans un matériau opaque aux rayons X. Par exemple, la plaque 1 1 peut comprendre deux panneaux ayant chacun au moins deux canaux 20 à 23. La plaque 1 1 peut comprendre trois panneaux dont au moins un panneau comporte au moins deux canaux 20 à 23. La plaque 1 1 peut comporter quatre panneaux 40 à 43. Les panneaux 40 à 43 peuvent être montés mobiles sur l'unité d'émission 2 entre une position fermée dans laquelle les canaux 20 à 23 sont situés à l'intérieur du faisceau A3 de rayons X, et une position ouverte dans laquelle les canaux 20 à 23 sont situés à l'extérieur du faisceau A3 de rayons X. Sur la figure 6 on a représenté une plaque 1 1 à quatre panneaux 40 à 43 dans une position fermée, et sur la figure 7 on a représenté les panneaux 40 à 43 dans une position ouverte. Ainsi, dans la position fermée, on peut générer l'image d'alignement IR. Lorsque les panneaux 40 à 43 sont dans la position ouverte, on peut produire une image radiographique exploitable de l'objet 5. En particulier, dans la position ouverte, les canaux 20 à 23 peuvent interagir ou ne pas interagir avec le faisceau A3 de rayons X. Il est avantageux que les canaux 20 à 23 n'interagissent pas de manière à réduire les perturbations lors de la réalisation de l'image radiographique de l'objet 5. Cependant comme illustré à la figure 8, il peut être également avantageux de laisser les canaux 20 à 23 dans le faisceau lorsque les panneaux sont en position ouverte. Les motifs formés par les canaux permettent un contrôle supplémentaire de l'image radiographique de l'objet 5. Il est alors possible de s'assurer que l'unité de réception et l'unité d'émission sont correctement placées par rapport à l'objet 5. Il est alors possible de détecter un décalage par rapport à une phase préalable de positionnement où les plaques étaient en positions fermées pour générer l'image d'alignement IR. Dans la position ouverte, le flux de rayon X est plus important que dans la position fermée de manière à réaliser l'image radiographique et non une image d'alignement.
Les panneaux 40 à 43 mobiles permettent de passer rapidement de la position ouverte à la position fermée, en d'autres termes pour générer rapidement l'image d'alignement IR puis l'image radiographique exploitable de l'objet 5, et inversement. Par exemple les panneaux 40 à 43 sont montés mobiles en translation selon des axes perpendiculaires à l'axe de propagation A2 (l'axe de propagation A2 est perpendiculaire au plan de la feuille des figures 6 et 7) pour les écarter les uns des autres vers la position ouverte, et pour les rapprocher les uns des autres vers la position fermée. Dans la position fermée les panneaux 40 à 43 peuvent être en contact les uns avec les autres, ou être juxtaposés en partie les uns par rapport aux autres, avec ou sans contact entre eux. La plaque 1 1 peut être montée sur une unité d'émission 2 qui ne comprend pas de diaphragme 8. On a illustré sur les figures 2 à 6, plusieurs modes de réalisation de la plaque 1 1 . Sur la figure 1 , on a représenté une vue de face de la plaque 1 1 comportant quatre canaux 20 à 23, de préférence quatre ouvertures à section circulaire, c'est-à-dire que les canaux 20 à 23 ont une forme cylindrique. Les canaux 20 à 23 sont situés à des positions spécifiques dans la plaque 1 1 de sorte que la figure formée par les quatre canaux 20 à 23 est asymétrique. Par exemple, les canaux 20 à 23 sont cylindriques et leurs sections ont des diamètres différents entre eux. Dans l'exemple illustré à la figure 1 , les canaux 20 à 23 ont une même forme cylindrique et ont des diamètres différents. Ainsi, on différencie les canaux 20 à 23 par leur taille.
Selon un autre exemple, les canaux 20 à 23 ont une forme d'un cône tronqué. Le sommet de chaque cône tronqué peut être situé en face de la source 7 de rayons X, leurs bases étant situées en face de l'unité de réception 3. Par exemple, la plaque 1 1 peut être située à une position optimale par rapport à la source 7, de sorte que le sommet des cônes tronqués est situé sur l'axe de propagation A2 des rayons X. Avantageusement, le sommet des cônes tronqués est situé sur la source 7 des rayons X. Sur la figure 2, la plaque 1 1 comporte quatre canaux 20 à 23, en particulier quatre ouvertures à section circulaire. Les canaux 20 à 23 sont situés à des positions spécifiques dans la plaque 1 1 de sorte que la figure formée par les quatre canaux 20 à 23 est asymétrique. En outre, les canaux 20 à 23 ont une même longueur L, c'est-à-dire que leurs sections ont le même diamètre. Ainsi, on différencie les canaux 20 à 23 par leur position sur la plaque 1 1 .
Sur la figure 3, la plaque comporte quatre canaux 20 à 23 cylindriques disposés de manière à former une figure asymétrique. De préférence, les distances séparant les canaux 20 à 23 sont distinctes de manière à éloigner un canal 22 des deux premiers 20, 21 . Préférentiellement, la disposition des canaux 20 à 26 au sein de la plaque 1 1 forme une figure asymétrique. Une figure asymétrique permet d'obtenir dans l'image d'alignement IR des motifs projetés des canaux qui sont situés à des distances distinctes les uns des autres. Les distances distinctes obtenues pourront faciliter l'appariement des motifs projetés avec les canaux de la plaque 1 1 .
Sur la figure 4, la plaque 1 1 comporte trois zones Z1 à Z3, chaque zone comprenant plusieurs canaux, et un canal cylindrique 23 distinct de ceux des zones. Les trois zones Z1 à Z3 comprennent, chacune, six canaux cylindriques disposés de façon symétrique pour former un cercle. Une zone Z1 à Z3 comprenant six canaux permet de diminuer la dose de rayons X émise par rapport à un seul canal qui entourerait les six canaux. On peut noter que chaque zone Z1 à Z3 forme une figure symétrique, cependant, la disposition des zones Z1 à Z4 forme une figure asymétrique.
Sur la figure 5, la plaque 1 1 comprend quatorze canaux 20 à 33. En particulier, la plaque 1 1 comprend un premier groupe de sept canaux 20 à 26 alignés selon un premier axe B1 , un deuxième groupe de quatre canaux 27 à 30 alignés selon un deuxième axe B2 perpendiculaire au premier axe B1 , et un troisième groupe de trois canaux 31 à 33 alignées selon un troisième axe B3 incliné, d'un angle B, par rapport aux premier et deuxième axes B1 , B2. En outre, les quatre canaux 27 à 30 du deuxième groupe sont alignés selon le deuxième axe B2 avec le troisième canal 22 du premier groupe, en partant de la gauche sur la figure 5. Les trois canaux 31 à 33 du troisième groupe sont également alignés selon le troisième axe B3 avec le troisième canal 22 du premier groupe. Par exemple, l'angle B est égal à 45°. Chaque ligne de canaux peut comprendre plusieurs canaux. Dans ce mode de réalisation, les canaux 20 à 33 ont une section circulaire et ont le même diamètre. En particulier, la plaque 1 1 comporte plus de quatre canaux lorsqu'on souhaite aligner l'unité d'émission 2 avec l'unité de réception 3 dans des situations complexes, par exemple dans le cas où l'objet 5 est volumineux, ou lorsque le dosage de rayonnement X émis est faible. En outre, le fait d'aligner des canaux selon trois axes distincts B1 à B3 permet d'améliorer la robustesse du traitement de l'image en améliorant la détermination des coordonnées des motifs projetés dans l'image.
L'unité de traitement d'image 4 permet de déterminer la position et l'orientation de l'unité de réception 3 du système d'imagerie 1 . L'unité de traitement d'image 4 est couplée à l'unité de réception 3. L'unité de traitement 4 est soit intégrée au sein du détecteur 9, soit située à l'extérieur du détecteur 9 en étant reliée électriquement au détecteur 9 par liaison filaire ou sans fil. L'unité de traitement d'image 4 est, par exemple, un ordinateur. Le détecteur 9 reçoit le rayonnement X émis par l'unité d'émission 2, et génère une image radiographique d'alignement IR correspondant au rayonnement X reçu par le détecteur 9. L'image d'alignement IR générée par le détecteur 9 comporte les projections respectives des canaux 20 à 23 de la plaque 1 1 , c'est-à-dire les motifs projetés M1 à M4 des canaux 20 à 23. En outre, le détecteur 9 transmet les images générées, par signal électrique, à l'unité de traitement 4 qui détermine la position et l'orientation de l'unité de réception 3 par rapport à l'unité d'émission 2. La détermination de la position et l'orientation de l'unité de réception 3 est effectuée à partir d'algorithmes connus de traitement d'image intégrés dans l'unité de traitement 4. De façon générale, l'unité de traitement 4 détermine les coordonnées des motifs projetés M1 à M4 dans l'image d'alignement IR, puis détermine une position de l'unité de réception 3 à partir des coordonnées déterminées et des coordonnées des canaux 20 à 23. En outre, l'unité de traitement 4 peut également déterminer une inclinaison de l'unité de réception 3 par rapport à un axe perpendiculaire à la plaque 1 1.
Plus particulièrement, l'unité de traitement 4 comporte une mémoire pour stocker des paramètres d'une première matrice Kref de transformation géométrique. La transformation géométrique associée à la première matrice Kref correspond à une projection des coordonnées des canaux 20 à 23 de la plaque 1 1 dans une image radiographique de référence. En d'autres termes, la première matrice Kref permet de relier les coordonnées d'un motif projeté dans l'image de référence avec celles du canal 20 à 23 de la plaque 1 1 qui a généré le motif projeté. Les motifs projetés dans l'image de référence sont également appelés motifs de référence. On obtient les motifs de référence, en positionnant l'unité de réception 3 à une distance de référence Dref de l'unité de réception, et en générant l'image radiographique de référence de la plaque 1 1. En particulier, on place l'unité de réception 3 selon une orientation de référence dans laquelle le plan de l'unité de réception 3 est parallèle au plan de la plaque 1 1 , et perpendiculaire à l'axe de propagation A2 des rayons X. On génère également l'image radiographique de référence avec la plaque 1 1 située dans le boîtier 6 de l'unité d'émission 2 et sans l'objet 5 à étudier. Ainsi, l'image de référence comporte les motifs projetés respectifs des canaux de la plaque 1 1. On peut alors écrire, pour un canal 20 à 23 de la plaque 1 1 et pour le motif projeté du canal 20 à 23 dans l'image radiographique de référence, la relation suivante : Qref = Kref x P
avec :
- Kref : la première matrice de transformation géométrique ;
- P : une matrice des coordonnées d'un canal 20 à 23 de la plaque 1 1 ; et
- Qref : une matrice des coordonnées du motif de référence correspondant à la projection du canal 20 à 23 dans l'image radiographique de référence.
Puis, l'unité de traitement 4 détermine les coordonnées d'un motif de référence, et calcule les paramètres de la première matrice Kref à partir de la relation Qref = Kref x P, c'est-à-dire à partir des coordonnées du motif de référence, exprimées par la matrice Qref, et des coordonnées du canal associé au motif de référence, exprimées par la matrice P. L'unité de traitement 4 peut également calculer les paramètres de la première matrice Kref, pour chaque motif de référence et pour chaque canal associé au motif de référence, et comparer les valeurs des paramètres obtenues pour chaque calcul. Pour simplifier les calculs, les coordonnées d'un point dans une image radiographique, de référence ou d'alignement, sont exprimées selon un repère image à deux dimensions défini par deux vecteurs orthonormés U, V et un point d'origine O. Le repère image est lié aux images radiographiques de référence et d'alignement. On définit également un repère objet tridimensionnel comprenant trois vecteurs orthonormés X, Y, Z et un point d'origine I, dans lequel on exprime les coordonnées des canaux. Le repère objet est lié à la source 7. En outre, lorsqu'on place la plaque 1 1 dans le boîtier 6, la plaque 1 1 est solidaire de la source 7, et le repère objet est aussi lié à la plaque 1 1 . Les coordonnées des canaux 20 à 23 de la plaque 1 1 sont exprimées dans le repère objet. Les coordonnées des canaux 20 à 23 sont préalablement enregistrées dans la mémoire de l'unité de traitement 4. De façon générale les coordonnées d'un canal 20 à 23 correspondent aux coordonnées du barycentre d'une section du canal 20 à 23. Plus particulièrement, le barycentre choisi pour déterminer les coordonnées du canal 20 à 23 est le barycentre d'une section du canal situé au niveau de la surface de la plaque 1 1 placée en regard de la source 7. En variante, les coordonnées d'un canal 20 à 23 correspondent aux coordonnées, exprimées dans le repère objet d'un point représentatif du canal 20 à 23. Par exemple, le point représentatif d'un canal 20 à 23 est situé à la périphérie d'une section du canal 20 à 23. Selon un autre exemple, le point représentatif d'un canal 20 à 23 est situé à l'intérieur du canal 20 à 23, c'est-à-dire sur une droite reliant le barycentre et un point situé à la périphérie de la section du canal 20 à 23. En outre, l'orientation de la plaque 1 1 dans le référentiel objet est également stockée dans la mémoire. De préférence, la plaque 1 1 a une orientation à 90° par rapport à l'axe de propagation des rayons X. Par exemple, on peut écrire la matrice Kref de la façon suivante : o υσ
Kref 0 kxDref V0
0 0 1 . avec :
- Dref : la distance de référence de l'unité de réception 3, exprimée en mètre ;
- k : un facteur de conversion de mètre en pixel, dont la valeur est fonction du type de détecteur 9 et dont l'unité est en pixel par mètre ;
- U0, V0 : des coordonnées, dans le repère image, d'un point de l'image de référence correspondant à la projection orthogonal de la source 7 des rayons
X.
Les autres matrices peuvent s'écrire également de la façon suivante :
Figure imgf000019_0001
avec
- Um1 , Vm1 : les coordonnées d'un motif de référence dans le repère image ; et
Xcl
Ycl
Zcl.
Xc1 , Yc1 , Zc1 : les coordonnées d'un canal dans le repère objet.
Pour déterminer le positionnement de l'unité de réception 3, on génère l'image d'alignement IR avec la même plaque 1 1 pour laquelle on a déterminé les paramètres de la première matrice de transformation géométrique Kref, et avec l'objet 5 à analyser situé entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2. A partir de l'image radiographique d'alignement IR, l'unité de traitement 4 identifie les motifs projetés M1 à M4 dans l'image d'alignement IR à l'aide d'algorithmes de traitement d'image connus pour détecter les contours des motifs projetés M1 à M4. Les mêmes algorithmes peuvent être appliqués à l'image de référence pour identifier les motifs de référence. Par exemple, on peut utiliser des filtres de Canny. On peut préalablement appliquer à l'image d'alignement IR des algorithmes de segmentation par seuillage des niveaux de gris, pour obtenir une image simplifiée afin d'améliorer la détection des contours. En outre, un filtrage peut être appliqué à l'image d'alignement IR pour supprimer les pixels isolés, c'est-à-dire pour supprimer le bruit de l'image. Puis, on peut appliquer des algorithmes de traitement d'image configurés pour déterminer les caractéristiques de chaque motif projeté afin d'identifier les motifs. Les caractéristiques sont, notamment, la forme, la longueur et les coordonnées du motif projeté dans l'image d'alignement IR. Par exemple, on peut appliquer une fonction de transformée de Hough pour déterminer les caractéristiques des motifs projetés M1 à M4. Lorsque les canaux 20 à 23 sont cylindriques, les motifs projetés M1 à M4 sont des cercles ou des ellipses. Dans ce cas, les coordonnées du motif sont celles du centre du cercle ou de l'ellipse. De façon générale, les coordonnées d'un motif correspondent aux coordonnées du barycentre du motif. En variante, les coordonnées d'un motif projeté M1 à M4 correspondent aux coordonnées, exprimées dans le repère image, d'un point représentatif du motif projeté M1 à M4. Par exemple, le point représentatif d'un motif projeté M1 à M4 est situé à la périphérie du motif projeté M1 à M4, c'est-à- dire situé sur le contour du motif projeté M1 à M4. Selon un autre exemple, le point représentatif d'un motif projeté M1 à M4 est situé à l'intérieur du motif projeté M1 à M4, c'est-à-dire sur une droite reliant le barycentre et un point situé à sur le contour du motif projeté M1 à M4. Les autres caractéristiques des motifs M1 à M4 sont les diamètres des cercles, les petits et grands axes des ellipses. Puis, l'unité de traitement 4 apparie les motifs identifiés M1 à M4 avec les canaux associés 20 à 23 de la plaque 1 1 . En d'autres termes, l'unité de traitement 4 apparie les motifs projetés M1 à M4 à l'aide d'une table de caractéristiques stockée dans la mémoire de l'unité de traitement 4. Par exemple, la table comprend les caractéristiques des canaux 20 à 23 de la plaque 1 1 , à savoir leur forme, leur longueur et leur position dans la plaque 1 1 . Plus particulièrement, l'appariement consiste à parcourir l'image d'alignement IR pour identifier les motifs projetés M1 à M4, et à chaque motif projeté identifié, l'unité de traitement 4 calcule les caractéristiques du motif, comme par exemple sa forme, sa longueur, et sa position dans l'image IR. Puis l'unité de traitement 4 compare les caractéristiques calculées avec celles de la table et repère le canal de la plaque qui correspond au motif projeté. Par exemple, un motif projeté correspond à un canal de la plaque lorsque les caractéristiques calculées sont proportionnelles à celles de la table. La proportionnalité correspond à un agrandissement ou un rétrécissement, en fonction de la position du détecteur 9. Par ailleurs, lorsque les canaux 20 à 23 ont la même taille, par exemple le même diamètre, l'appariement est effectué en fonction de la position des motifs projetés dans l'image, car la position des motifs dans l'image permet de les différencier les uns des autres. Au contraire, lorsque les canaux ont des tailles différentes, l'appariement est effectué en fonction des tailles des motifs projetés, car elles sont différentes entre elles.
Ensuite, l'unité de traitement 4 calcule, par des algorithmes de traitement d'image connus, des paramètres d'une deuxième matrice H de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs de référence avec les coordonnées des motifs projetés M1 à M4 dans l'image radiographique d'alignement IR. La deuxième matrice H correspond à une homographie planaire entre l'image radiographique de référence et l'image radiographique d'alignement IR. Cette homographie planaire est représentée mathématiquement par la deuxième matrice H. On peut écrire, pour chaque motif projeté dans l'image de référence, la relation suivante :
Qali = H x Qref
avec:
- H : la deuxième matrice de transformation géométrique ;
- Qref : la matrice des coordonnées du motif de référence correspondant à la projection du canal 20 à 23 dans l'image radiographique de référence ;
- Qali : une matrice des coordonnées du motif du canal 20 à 23 projeté dans l'image radiographique d'alignement.
L'unité de traitement 4 calcule les paramètres de la deuxième matrice à partir de la relation Qali = H x Qref, c'est-à-dire à partir des coordonnées d'un motif projeté dans l'image d'alignement, exprimées par la matrice Qali, et des coordonnées du motif de référence associé, exprimées par la matrice Qref. Le motif projeté dans l'image d'alignement et le motif de référence associé étant générés par le même canal de la plaque 1 1. En outre, on peut relier les coordonnées d'un motif projeté M1 à M4 dans l'image d'alignement IR avec les cordonnées du canal de la plaque 1 1 qui a généré le motif projeté, à partir d'une troisième matrice Kali de transformation géométrique. La troisième transformation géométrique associée à la troisième matrice Kali correspond à une projection des coordonnées d'un canal 20 à 23 de la plaque 1 1 dans l'image d'alignement IR. En d'autres termes, la troisième matrice Kali permet de relier les coordonnées d'un motif projeté dans l'image d'alignement IR avec celles du canal 20 à 23 de la plaque 1 1 qui a généré le motif projeté.
On peut encore écrire la relation suivante :
Qali = Kali x Rali x P
avec :
- Kali : la troisième matrice correspondant à la troisième transformation géométrique ; et
- Rali : une matrice de rotation de la troisième transformation géométrique. A partir des relations décrites ci-avant, on obtient la relation suivante :
Kali x Rali = H x Kref
Par exemple, on peut écrire la troisième matrice Kali de la troisième transformation géométrique de la façon suivante :
Figure imgf000023_0001
avec : - k' : un autre facteur de conversion de mètre en pixel, dont la valeur est fonction du type de détecteur 9 et dont l'unité est en pixel par mètre ;
- D : une distance entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2, exprimée en mètre, lors de la génération de l'image d'alignement IR.
L'unité de traitement 4 calcule, à partir du produit entre les première et deuxième matrices Kref, et H, les paramètres des matrices Kali et Rali. Puis, l'unité de traitement 4 calcule la position et l'orientation de l'unité de réception à partir des paramètres calculés. Plus particulièrement, l'unité de traitement 4 calcule la distance D entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2. Par ailleurs, la matrice de rotation Rali peut être décomposée en trois matrices, c'est-à-dire trois autres matrices représentant, chacune, une rotation de l'unité de réception 3 par rapport à un axe X, Y, Z du référentiel objet.
L'utilisateur peut en outre, saisir à l'aide d'une interface graphique 14 une position, ou une distance entre l'unité d'émission 2 et l'unité de réception 3, et une inclinaison souhaitée. L'unité de traitement 4 calcule alors la différence de position entre la position souhaitée et la position déterminée, ainsi que la différence d'orientation entre l'orientation souhaitée et l'orientation déterminée. A l'aide des différences calculées, l'unité de traitement peut fournir des informations de corrections de position et d'orientation.
Puis, à partir des informations de correction de position et d'orientation obtenues, on peut aligner l'unité d'émission 2 avec l'unité de réception 3, de façon manuelle par un opérateur, ou automatique à l'aide des moyens de déplacement 12, 13 qui peuvent être motorisés et commandés par l'unité de traitement d'image 4. En outre, le système d'imagerie 1 peut comprendre une unité de signalisation 15, par exemple un écran, couplée à l'unité de traitement 4 pour indiquer à l'opérateur les valeurs de la position et de l'orientation déterminées. L'unité de signalisation 15 peut en outre indiquer la distance initiale déterminée par l'unité de traitement 4. L'unité de signalisation 15 peut également indiquer une information de déplacement, en translation et en rotation, pour aligner l'unité d'émission 2. Préférentiellement, l'information de déplacement correspond au déplacement de l'unité d'émission 2 nécessaire pour l'aligner par rapport à l'unité de réception 3. Par exemple, l'information de déplacement est celle qui permet de déplacer l'unité d'émission 2 de sorte que la distance entre l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2 est égale à une distance optimale fournie par le fabriquant de l'unité de réception 3. La distance optimale peut être la distance focale de la grille anti-diffusion 10 dans le cas où l'unité de réception 3 est équipé d'une telle grille. Le boîtier 6 de l'unité d'émission 2 peut encore comprendre des moyens de déplacement 16 pour placer et retirer la plaque 1 1 de façon automatisée. Lorsque l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2 sont alignées, on retire la plaque 1 1 , et on réalise une image radiographique normale de l'objet 5, notée image de diagnostic.
De façon générale, pour déterminer la position et l'inclinaison de l'élément de réception 3, les motifs projetés M1 à M4 de l'image d'alignement IR doivent avoir un diamètre minimum de 1 mm. Dans ce cas, lorsqu'on souhaite réaliser une image d'alignement IR avec l'unité de réception 3 située à une distance de l'unité d'émission 2 pour laquelle le facteur d'agrandissement des canaux 20 à 23 de la plaque 1 1 est égal, par exemple, à 10, on réalisera une plaque 1 1 dont les canaux ont un diamètre supérieur à 100 μΐη. Ainsi, on obtient dans l'image d'alignement IR des motifs projetés M1 à M4 ayant un diamètre d'environ 1 mm qui permet leur détection. Lorsque l'unité de réception 3 a un facteur d'agrandissement plus petit, par exemple pour un système d'imagerie utilisé dans le domaine dentaire pour lequel les distances entre les éléments mobiles 2, 3 sont réduites, on utilise une plaque 1 1 pouvant avoir des canaux 20 à 23 ayant une forme identique, cependant dont le diamètre de chaque canal est inférieur à 100 μΐη. Par exemple, le facteur d'agrandissement peut être égal à 4 et la plaque 1 1 utilisée a alors des canaux 20 à 23 ayant, chacun, un diamètre égal à 50 μΐη. Selon le détecteur radiographique utilisé, on adapte la taille des canaux avec le type de détecteur, en particulier en fonction de la taille des pixels.
En particulier, la réalisation de l'image d'alignement est effectuée avec une dose faible de rayons X. Cette dose faible correspond à environ dix fois moins qu'une dose normale pour réaliser une image radiographique de diagnostic. En outre, le rapport de surface entre un champ d'irradiation sans plaque avec des diaphragmes ouverts, par exemple de 20 cm x 20 cm, et la surface du champ avec plaque où les rayons X ne passent qu'à travers les canaux est d'environ 10 000. Par exemple, pour une image radiographique de diagnostic nécessitant un produit dose surface PDS de l'ordre de 100 cGy.cm2, la dose supplémentaire donnée au patient lors de l'étape d'alignement est 10 x 10000 fois moins, soit 10 microGy.cm2 en terme de PDS, ce qui est négligeable. Pour réaliser les dimensions et les motifs des canaux, on réalise préalablement une succession d'images radiographiques, en présence d'objets calibrés et en l'absence de patient à analyser. On procède par simulation en faisant varier le diamètre des canaux et on enregistre la dose de rayons X délivrée nécessaire à une détection des motifs projetés formés dans les images radiographiques obtenues. En outre, on peut enregistrer le rapport signal/bruit en fonction de la taille de l'objet 5 et de la dose délivrée. On obtient alors un jeu de plaques 1 1 associées respectivement à des situations cliniques différentes, par exemple des situations qui nécessitent des doses de rayons X différentes. Ce jeu comprend des plaques 1 1 optimisées pour réaliser une image radiographique spécifique à partir d'un système d'imagerie donné. Le système d'imagerie 1 permet de placer une plaque 1 1 en fonction de la distance entre l'unité de réception et l'unité d'émission, et donc du facteur d'agrandissement de l'unité de réception 3. D'autres paramètres peuvent être pris en compte, par exemple l'épaisseur de la zone d'intérêt de l'objet 5, la sensibilité de l'unité de réception 3, le contraste de l'image souhaité...
On peut également réaliser une deuxième image d'alignement pour vérifier l'alignement de l'unité de réception 3.
Le procédé de positionnement de l'unité de réception 3 par rapport à l'unité d'émission, ou inversement, peut être mise en œuvre par le système d'imagerie 1 défini ci-avant. Lors d'une étape initiale, on dispose l'unité de réception 3 et l'unité d'émission 2 de manière que l'objet 5 à analyser soit situé entre l'unité d'émission 2 et le détecteur 9.
Le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- disposer la plaque 1 1 réalisée dans un matériau opaque aux rayons X, entre l'unité d'émission 2 et l'unité de réception 3, la plaque 1 1 comprenant au moins quatre canaux 20 à 23, chaque canal permettant à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission 2 de passer à travers le canal ;
- émettre des rayons X par l'unité d'émission 2 ;
- générer, par l'unité de réception 3, une image radiographique d'alignement comportant un motif projeté de chaque canal ;
- déterminer des coordonnées des motifs projetés dans l'image radiographique d'alignement ; et
- calculer une position de l'unité de réception 3 à partir des coordonnées déterminées et des coordonnées des canaux. En outre, préalablement à l'étape de génération de l'image d'alignement, on peut générer une image radiographique de référence de manière à identifier les transformations géométriques pour relier les coordonnées des canaux avec les coordonnées de motifs projetés des canaux dans l'image d'alignement.
Lors de l'émission du rayonnement X, on utilise une dose faible de rayons X, par rapport à la dose utilisée pour réaliser une image radiographique de diagnostic de l'objet 5.
Ainsi, on fournit un système d'imagerie radiographique et un procédé de positionnement du système qui minimise les quantités de rayons X émis tout en permettant de réaliser des images radiographiques sans distorsion. En outre, on diminue le nombre de réalisation d'images afin de limiter l'exposition d'un patient aux rayons X. Un tel système d'imagerie est particulièrement adapté à des environnements comprenant des objets métalliques pouvant perturber les systèmes électromagnétiques de mesure de distance classiques.

Claims

Revendications
1. Système d'imagerie radiographique, comprenant :
- une unité d'émission (2) de rayons X ;
- une unité de réception (3) de rayons X ; et
- une plaque (1 1 ) réalisée dans un matériau opaque aux rayons X et située entre l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3),
caractérisé en ce que :
- la plaque (1 1 ) comporte au moins quatre canaux (20 à 23), chaque canal permettant à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission (2) de passer à travers le canal ;
- l'unité de réception (3) génère une image radiographique d'alignement (IR) comportant un motif projeté (M1 à M4) de chaque canal (20 à 23) ; et
- le système comporte une unité de traitement d'image (4) configurée pour déterminer les coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR), et pour calculer une position de l'unité de réception (3) à partir des coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) et des coordonnées des canaux (20 à 23).
2. Système selon la revendication 1 , dans lequel la plaque (1 1 ) comprend un panneau unique dans lequel lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont formés.
3. Système selon la revendication 1 , dans lequel la plaque (1 1 ) comprend au moins deux panneaux (40 à 43), chaque panneau (40 à 43) comportant au moins un canal parmi lesdits au moins quatre canaux (20 à 23).
4. Système selon la revendication 3, dans lequel la plaque (1 1 ) comprend quatre panneaux (40 à 43).
5. Système selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'unité d'émission (2) émet un faisceau (A3) de rayons X en direction de l'unité de réception (3) et les panneaux (40 à 43) sont montés mobiles sur l'unité d'émission (2) entre une position fermée dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'intérieur du faisceau (A3) de rayons X, et une position ouverte dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'extérieur du faisceau (A3) de rayons X.
6. Système selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'unité d'émission (2) émet un faisceau (A3) de rayons X en direction de l'unité de réception (3) et les panneaux (40 à 43) sont montés mobiles sur l'unité d'émission (2) entre une position fermée dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'intérieur du faisceau (A3) de rayons X, et une position ouverte dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'intérieur du faisceau (A3) de rayons X.
7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de traitement d'image (4) comporte une mémoire pour stocker des paramètres d'une première matrice de transformation géométrique reliant des coordonnées des motifs de référence avec respectivement les coordonnées des canaux (20 à 23), chaque motif de référence correspondant à une projection d'un canal (20 à 23) dans une image radiographique de référence générée lorsque l'unité de réception (3) est située à une distance de référence de l'unité d'émission (2), l'unité de traitement d'image (4) est en outre configurée pour identifier le motif projeté (M1 à M4) dans l'image d'alignement (IR) de chaque canal (20 à 23), pour apparier les motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) avec respectivement les canaux de la plaque (1 1 ), pour calculer des paramètres d'une deuxième matrice de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) avec les coordonnées des motifs de référence, et pour calculer la position de l'unité de réception (3) à partir des paramètres des première et deuxième matrices.
8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la plaque (1 1 ) comporte plusieurs canaux formant une figure asymétrique.
9. Système selon l'une des revendications revendication 1 à 8, dans lequel la plaque (1 1 ) comporte au moins deux canaux alignés selon un premier axe (B1 ), au moins deux canaux alignés selon un deuxième axe (B2) perpendiculaire au premier, et au moins trois canaux alignés selon un troisième axe (B3) incliné par rapport aux premier et deuxième axes (B1 ,B2).
10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3) sont mobiles.
11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les canaux ont une forme cylindrique.
12. Système selon la revendication 1 1 , dans lequel les sections des canaux ont des diamètres différents entre eux.
13. Procédé de positionnement d'un système d'imagerie radiographique comprenant une unité d'émission (2) de rayons X et une unité de réception (3) de rayons X, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - disposer une plaque (1 1 ) réalisée dans un matériau opaque aux rayons X, entre l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3), la plaque (1 1 ) comprenant au moins quatre canaux (20 à 23), chaque canal permettant à une partie des rayons X émis par l'unité d'émission (2) de passer à travers le canal ;
- émettre des rayons X par l'unité d'émission (2) ;
- générer, par l'unité de réception (3), une image radiographique d'alignement (IR) comportant un motif projeté (M1 à M4) de chaque canal (20 à 23) ;
- déterminer des coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) ; et
- calculer une position de l'unité de réception (3) à partir des coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) et des coordonnées des canaux (20 à 23).
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la plaque (1 1 ) comprend au moins deux panneaux (40 à 43) montés mobiles sur l'unité d'émission (2), chaque panneau (40 à 43) comportant au moins un canal parmi lesdits au moins quatre canaux (20 à 23), l'unité d'émission (2) émet un faisceau (A3) de rayons X en direction de l'unité de réception (3), et, lors de la génération de l'image radiographique d'alignement (IR), on déplace les panneaux (40 à 43) dans une position fermée dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'intérieur du faisceau (A3) de rayons X, et on déplace les panneaux (40 à 43) dans une position ouverte dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'extérieur du faisceau (A3) de rayons X pour générer une image radiographique de diagnostic d'un objet situé entre l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3).
15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la plaque (1 1 ) comprend au moins deux panneaux (40 à 43) montés mobiles sur l'unité d'émission (2), chaque panneau (40 à 43) comportant au moins un canal parmi lesdits au moins quatre canaux (20 à 23), l'unité d'émission (2) émet un faisceau (A3) de rayons X en direction de l'unité de réception (3), et, lors de la génération de l'image radiographique d'alignement (IR), on déplace les panneaux (40 à 43) dans une position fermée dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'intérieur du faisceau (A3) de rayons X, et on déplace les panneaux (40 à 43) dans une position ouverte dans laquelle lesdits au moins quatre canaux (20 à 23) sont situés à l'intérieur du faisceau (A3) de rayons X pour générer une image radiographique de diagnostic d'un objet situé entre l'unité d'émission (2) et l'unité de réception (3).
16. Procédé selon la revendication 13, 14 ou 15, dans lequel l'étape de calcul comporte une étape de calibration dans laquelle on génère, par l'unité de réception située à une distance de référence de l'unité d'émission, une image radiographique de référence comportant un motif de référence projeté de chaque canal (20 à 23), on détermine les coordonnées des motifs de référence, et on calcule des paramètres d'une première matrice de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs de référence avec les coordonnées des canaux (20 à 23), une étape d'identification du motif projeté (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) de chaque canal (20 à 23), une étape d'appariement des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) avec respectivement les canaux (20 à 23) de la plaque (1 1 ), une étape de calcul des paramètres d'une deuxième matrice de transformation géométrique reliant les coordonnées des motifs projetés (M1 à M4) dans l'image radiographique d'alignement (IR) avec les coordonnées des motifs de référence, la position de l'unité de réception (3) étant déterminée à partir des paramètres des première et deuxième matrices.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'étape de calcul comporte en outre un calcul des angles d'orientation de l'unité de réception à partir des paramètres des première et deuxième matrices.
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