FR3004653A1 - Procede de controle de qualite de positionnement radiotherapique - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un Procédé de détermination d'une efficience d'un déplacement effectué sur un patient lors d'une séance de radiothérapie, procédé mis en œuvre par un dispositif de traitement de données à partir d'au moins une image de planification de traitement et d'au moins une image de suivi de traitement. Selon l'invention un tel procédé comprend : - une phase d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi ; - une première phase de calcul d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; une deuxième phase de calcul d'une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; - une phase de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement.

Description

Procédé de contrôle de qualité de positionnement radiothérapique 1. Domaine de l'invention L'invention se rapporte au traitement de données d'imagerie médicale. L'invention se rapporte plus particulièrement à une méthode de traitement de données médicales permettant un contrôle postérieur au traitement radiothérapique. On rappelle que la radiothérapie est une méthode de traitement de cancers qui utilise des radiations pour détruire les cellules cancéreuses. L'irradiation a pour but de détruire des cellules tumorales tout en épargnant des tissus sains périphériques. Pour permettre une irradiation, un accélérateur linéaire d'électrons est utilisé, lequel produit un faisceau d'irradiation. 2. Art antérieur L'histoire de la radiothérapie est relativement récente. La radiothérapie gagne en efficacité en fonction de l'évolution des progrès techniques. Ainsi, grâce à la mise en oeuvre d'un scanner, la planification des traitements de radiothérapie en trois- dimensions devint possible, ce qui représentait une avancée majeure par rapport aux traitements en deux dimensions. Les traitements basés sur l'utilisation du scanner permettent aux radiooncologues de déterminer plus précisément la distribution de la dose de radiation en utilisant des images tomodensitométriques de l'anatomie du patient. Des techniques d'imagerie ont permis l'apparition de la radiothérapie guidée par l'image (IGRT) qui permet de mieux contrôler la position de la zone à traiter au fur et à mesure du traitement. Des innovations au niveau des appareils de traitement comme l'apparition des collimateurs multi-lames ont permis l'apparition de la radiothérapie conformationnelle avec modulation d'intensité (RCMI) qui permet d'adapter plus précisément l'irradiation à la forme des organes à traiter. Il a été ainsi possible de visualiser et de traiter plus efficacement les tumeurs, ce qui s'est traduit par un meilleur pronostic pour les patients, une meilleure préservation des organes sains et moins d'effets secondaires. La radiothérapie guidée par l'image est une technique d'irradiation utilisant une imagerie embarquée avec l'accélérateur, ou imagerie de suivi (le plus souvent le CBCT « cone beam computed tomography » pour « imagerie (tomographie) volumique 3D numérisée à base d'un faisceau radiographique conique ») pour localiser la cible tumorale au sein du patient alors que celui-ci est allongé sous l'accélérateur, et ainsi s'assurer du bon positionnement de la cible tumorale avant la séance d'irradiation. Si la cible tumorale est décalée sous l'accélérateur par rapport à sa position théorique définie dans le scanner de planification, la table sur laquelle est allongé le patient est déplacée. Ce déplacement du patient est basé sur une opération de recalage « rigide » de la cible tumorale entre des données d'imagerie issues du scanner de planification et les données d'imagerie issues du CBCT. Ce recalage est appelé « rigide » car il est basé sur des transformations appliquées à tous les organes du patient (rotation, translation). Ce recalage doit être à la fois précis et réalisé très rapidement (quelques secondes) lors de la séance d'irradiation. En effet, d'une part l'utilisation des matériels nécessaires à l'irradiation coute cher (il faut donc que les patients soient traités le plus rapidement possible) et d'autre part une irradiation prolongé des patients (par exemple en multipliant les données d'imagerie issues du CBCT) n'est pas souhaitable. La tâche de recalage, qui est essentielle car elle permet le bon repositionnement du patient, est donc effectuée très rapidement, ce qui peut nuire au final à une bonne prise en charge du patient. Il y a principalement deux modalités de recalage : - soit par une visualisation de la structure tumorale dans différents plans de l'espace et une mise en correspondance manuelle de la structure tumorale visualisée avec celle obtenue par l'intermédiaire de l'image de planification ; - soit à l'aide d'algorithmes de recalage d'images intégrés au système de pilotage des accélérateurs, le recalage automatiquement réalisé étant ensuite validé visuellement par un opérateur après une éventuelle correction manuelle. Le problème tient à l'absence d'outil de contrôle de qualité de la précision du recalage tumoral effectué sous l'accélérateur et correspondant au traitement effectué (quelles que soient par ailleurs les modalités de recalage). Cet outil de contrôle de qualité est crucial car son absence expose à un risque élevé de récidive si le recalage tumoral effectué est approximatif. En effet, au mieux un recalage approximatif entraine le traitement partiel de la cible tumorale. Au pire, un recalage approximatif entraine une irradiation d'un organe non atteint au détriment du traitement de la cible tumorale.

Les solutions préexistantes de contrôle qualité du recalage sont basées sur deux approches : La première solution correspond à l'utilisation de marqueurs radio-opaques implantés dans la tumeur avant traitement et visualisés par deux images orthogonales. La mise en correspondance des marqueurs est plus précise que les deux modalités de recalage décrites ci-dessus. Cette mise en correspondance peut servir à la fois au recalage en temps réel mais peut également être utilisée pour quantifier la précision des recalages effectués. Cette première solution suppose cependant l'insertion de marqueurs radio- opaques. Cette solution est donc invasive et limitée du fait de l'absence de prise en compte des limites tridimensionnelles de la tumeur lors de la mise en correspondance des images orthogonales. La deuxième solution est la mise en correspondance manuelle de plusieurs points de références anatomiques visualisés d'une part sur les données d'imagerie issues du scanner et d'autre part sur les données d'imagerie issues du CBCT. Cette approche comprend une certaine approximation du fait de la difficulté d'identifier des points anatomiques très spécifiques. Il est donc nécessaire de proposer une méthode de contrôle de qualité de recalages effectués préalablement aux séances de radiothérapie qui ne comprennent pas ces inconvénients de l'art antérieur. 3. Résumé de l'invention La technique proposée ne présente pas ces inconvénients de l'art antérieur. Plus particulièrement, la technique proposée se rapporte à un procédé de détermination d'une efficience d'un déplacement effectué sur un patient lors d'une séance de radiothérapie, procédé mis en oeuvre par un dispositif de traitement de données à partir d'au moins une image de planification de traitement et d'au moins une image de suivi de traitement. Un tel procédé comprend : une phase d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi en tenant compte d'une part de ladite au moins une image de planification et d'au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification ; une première phase de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, et d'au moins une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient, d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; - une deuxième phase de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de planification et de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, d'au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; - une phase de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement. Selon un mode de réalisation particulier, ladite au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification comprend au moins une donnée représentative d'un contour de ladite structure tumorale.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite phase d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale comprend : - une étape de calcul d'au moins une transformation géométrique à appliquer à ladite image de planification en fonction de ladite image de suivi ; une étape d'application de ladite transformation géométrique à ladite au moins une donnée spécifique. Selon un mode de réalisation particulier, ladite première phase de calcul comprend : une étape de calcul d'au moins une transformation géométrique à appliquer à ladite image de suivi en fonction d'une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient ; - au moins une étape de calcul d'au moins un indice de recouvrement réalisé. Selon un mode de réalisation particulier, ladite deuxième phase de calcul comprend: une étape de recalage appliqué sur ladite image de suivi à partir de ladite image de planification ; - au moins une étape de calcul d'au moins un indice de recouvrement optimal. La technique proposée concerne également, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif de détermination d'une efficience d'un déplacement effectué sur un patient lors d'une séance de radiothérapie, à partir d'au moins une image de planification de traitement et d'au moins une image de suivi de traitement. Un tel dispositif comprend : des moyens d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi en tenant compte d'une part de ladite au moins une image de planification et d'au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification ; des moyens de simulation, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, et d'au moins une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient, d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; des moyens de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de planification et de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; des moyens de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement.

Selon une implémentation préférée, les différentes étapes des procédés selon l'invention sont mises en oeuvre par un ou plusieurs logiciels ou programmes d'ordinateur, comprenant des instructions logicielles destinées à être exécutées par un processeur de données d'un module relais selon l'invention et étant conçu pour commander l'exécution des différentes étapes des procédés. En conséquence, l'invention vise aussi un programme, susceptible d'être exécuté par un ordinateur ou par un processeur de données, ce programme comportant des instructions pour commander l'exécution des étapes d'un procédé tel que mentionné ci-dessus.

Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un processeur de données, et comportant des instructions d'un programme tel que mentionné ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.

Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Selon un mode de réalisation, l'invention est mise en oeuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme "module" peut correspondre dans ce document aussi bien à un composant logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et logiciels. Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Un tel composant logiciel est exécuté par un processeur de données d'une entité physique (terminal, serveur, passerelle, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (firmware), etc. Chaque composante du système précédemment décrit met bien entendu en oeuvre ses propres modules logiciels. Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux pour la mise en oeuvre de l'invention. 4. Figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente un synoptique de la technique proposée ; - la figure 2 illustre la première phase de la technique proposée ; - la figure 3 illustre la deuxième phase de la technique proposée ; la figure 4 illustre la troisième phase de la technique proposée ; - la figure 5 décrit un dispositif pour la mise en oeuvre de la technique proposée. . Description d'un mode de réalisation 5.1. Rappel du principe de la technique La solution proposée repose sur l'utilisation de contours obtenus sur les données d'imagerie de suivi issues d'un TDM à faisceau conique ( ou CBCT) (appelés par la suite « images de suivi »), par exemple par propagation élastique puis correction par un expert, par exemple un expert humain (un expert logiciel peut également être envisagé dans certains cas). Cette obtention de contours (délinéation) est utilisée pour obtenir les paramètres d'un repositionnement optimal (issu d'une étape de recalage automatique). Ce repositionnement optimal sert de référence pour évaluer le repositionnement réalisé en clinique. En d'autres termes, la méthode proposée permet de comparer un repositionnement idéal à un repositionnement effectivement réalisé. L'une des problématiques est qu'il est nécessaire de simuler le repositionnement réalisé postérieurement au traitement lui-même. L'avantage de l'approche proposée est qu'elle ne nécessite aucune implantation ni sélection manuelle de marqueurs, ce qui la rend efficace dans un contexte de contrôle qualité où des mesures doivent être effectuées régulièrement. De manière générale, on utilise, pour mettre en oeuvre la technique proposée, au moins deux images tridimensionnelles : (i) au moins une image de planification, généralement TDM (tomodensitométrique ou image scanner ou image CT (Computed Tomography)) de planification, acquise préalablement au traitement pour définir une balistique d'irradiation qui doit être utilisée lors des différentes séances de traitement (par exemple cinq séances de traitement par semaine pendant huit semaines, soit quarante séances au total) ; Cette image est appelée image de planification. (ii) au moins une image de suivi, généralement TDM à faisceau conique (ou image CBCT (Cone Beam Computed Tomography) ), acquise au cours du traitement, par exemple en début de séance, de façon à repositionner la tumeur avant une séance d'irradiation. Cette image est appelée image de suivi. Pour poser le problème du contrôle de la qualité des déplacements qui sont mis en oeuvre pour le patient lors de la séance de traitement, on dispose ainsi de données g d'imagerie qui sont issues de deux phases différentes liées au traitement. La première phase est une phase préparatoire, la deuxième est une phase exécutoire. On dispose également de données de déplacement, que ce soit des données de déplacement réelles ou de données fournies par un logiciel intégré au système de traitement.

En partant de ces données, on souhaite quantifier l'efficacité (l'efficience) du déplacement effectué ou proposé. La quantification peut être utilisée pour répondre à au moins deux problématiques : d'une part évaluer la qualité des déplacements effectués et d'autre part évaluer les risques de toxicité du traitement en fonction des déplacements réalisés ou proposés.

Le principe général de la méthode proposée est d'utiliser des données spécifiques disponibles sur la cible tumorale, d'une part, à partir de l'image de planification et, d'autre part, à partir de l'image de suivi, afin de réaliser une comparaison du repositionnement effectivement réalisé sous l'appareil de traitement (ou proposé par l'algorithme de recalage de l'accélérateur) avec un repositionnement théorique idéal basé sur les données spécifiques et calculé ultérieurement. Les données spécifiques qui peuvent être utilisées sont par exemple des contours de cible tumorale, qui peuvent être soit directement présents sur l'une ou l'autre des images ou bien calculés automatiquement à partir d'un dispositif ou d'un module adéquat. Les données spécifiques peuvent également être des différences de contraste, voire de couleur, lesquelles permettent également d'identifier une zone, un organe ou une cible tumorale. Les données spécifiques peuvent également être des données complémentaires, associées aux images, par exemple sous la forme de métadonnées descriptives. Dans la cadre de la mise en oeuvre de la technique décrite, l'important est de disposer d'une ou plusieurs images de références, ces images de référence pouvant être utilisées pour réaliser une ou plusieurs transformations sur des images courantes pour évaluer d'une part la localisation d'une cible tumorale et d'autre part l'efficience d'un déplacement effectué sur un dispositif de traitement lors d'une ou plusieurs séances de traitement. La technique proposée comprend les phases suivantes : une phase d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi en tenant compte d'une part de ladite au moins une image de planification et d'au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification ; une première phase de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, et d'au moins une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient, d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; - une deuxième phase de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de planification et de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, d'au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; une phase de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement. Dans la suite, on présente une mise en oeuvre de la technique proposée basée sur des contours de cibles tumorales. Toute autre mise en oeuvre, notamment basée sur d'autres données de recalage peut bien entendue être envisagée. 5.2. Description d'un mode de réalisation On décrit, en relation avec la figure 1, dans ce mode de réalisation, une mise en oeuvre de la technique proposée. On rappelle que l'on doit faire une distinction entre le repositionnement et le recalage. On parle de "repositionnement" du patient sous l'accélérateur lors d'une fraction de traitement. Ce repositionnement (du patient) a pour objectif de positionner la tumeur à la même position que celle considérée lors de la planification. On peut alors parler de "recalage" de la tumeur entre sa position lors de la séance de traitement et sa position lors de la planification. Ce recalage de la tumeur peut lui-même reposer sur une étape de "recalage d'images" qui est une méthode de traitement d'images permettant, à partir de deux images, d'estimer automatiquement la transformation géométrique entre ce qui est représenté dans deux images. Un recalage d'images entre l'image de planification et l'image « per-traitement » permet donc un recalage de la tumeur qui se traduit par un repositionnement du patient. Le principe général de ce mode de réalisation est d'utiliser les contours de la cible tumorale générés, d'une part, sur l'image de planification et, d'autre part, sur l'image de suivi, afin de réaliser une comparaison du repositionnement effectivement réalisé sous l'appareil de traitement (ou proposé par l'algorithme de recalage de l'accélérateur) avec un repositionnement théorique idéal basé sur l'information des contours et calculé ultérieurement. Cette comparaison est réalisée à trois niveaux : la comparaison des contours délinéés sur les deux images, qui permet d'estimer une éventuelle modification de volume ou de forme de la tumeur (cette comparaison ne prend pas le repositionnement du patient en compte) ; après estimation du déplacement optimal du patient, comparaison entre ce déplacement optimal et le déplacement réalisé sous machine (ou celui proposé par le système de traitement) ; comparaison : (i) d'un indice de superposition entre le volume tumoral délinéé à la planification et le volume tumoral correspondant à la séance de traitement suivant le repositionnement réalisé ; (ii) du même indice correspondant au repositionnement optimal. Ces indices de recouvrement permettant de quantifier la correspondance géométrique entre la tumeur à la planification (à partir de laquelle le traitement a été planifié) et la tumeur lors du traitement, ils sont très informatifs sur la qualité du repositionnement, et donc sur la conformité de l'irradiation de ladite tumeur par rapport à la planification. 5.2.1. Génération des contours Les contours que l'on cherche à générer sur les images de départ se rapportent à la tumeur et éventuellement à des organes ou des zones à risque. Les contours de l'image de planification sont, en routine clinique (c'est-à-dire de manière standard), générés systématiquement lors de la phase de planification de traitement. Cette délinéation est réalisée manuellement, à l'aide d'une propagation à partir d'un atlas ou une autre méthode automatique ou semi-automatique. Les contours de l'image de suivi peuvent être générés soit manuellement soit, dans un objectif de gain de temps, grâce à une propagation élastique des contours de l'image de planification, cette propagation étant suivie d'une validation et, si besoin, d'une correction manuelle par un opérateur humain. La figure 2 décrit une telle propagation élastique des contours. Une méthode de recalage d'images permet d'estimer la transformation non-rigide entre les deux images. Par exemple, la méthode implémentée repose sur un ensemble de points de contrôle répartis suivant une grille régulière dans l'espace de l'image de planification. À chacun des points de contrôle est associée une transformation géométrique, correspondant au déplacement, dans l'espace tridimensionnel, de ce point de contrôle. Cette grille permet, par interpolation, de définir une transformation géométrique sur l'ensemble de l'image de planification. La transformation associée à chaque point de contrôle est modifiée itérativement de façon à optimiser une métrique, mesurant la qualité de correspondance entre l'image de planification transformée suivant les points de contrôle et l'image de suivi. La métrique utilisée dans cet exemple est l'information mutuelle. Une fois le contour propagé, il est validé et éventuellement corrigé par un expert. 5.2.2. Simulation de l'impact du repositionnement réalisé sous l'appareil de traitement sur la position des organes À partir d'une part des données de contours (image de planification et image de suivi) et d'autre part du relevé des déplacements de table et de la position de l'isocentre de traitement pour les deux images, l'impact du repositionnement sur la position des organes est simulé. Le déplacement de table peut correspondre à celui effectivement réalisé sous l'appareil de traitement, ou à celui proposé par le système intégré à l'accélérateur (intégrant ou non les rotations). Ceci dépend de l'objet du contrôle qualité effectué. Lorsque l'on souhaite effectuer un contrôle qualité des procédures automatiques, alors on utilise les déplacements proposés par le système. Lorsque l'on souhaite effectuer un contrôle qualité des actions effectivement réalisées, on utilise les déplacements réels. L'isocentre de traitement est considéré comme point analogue dans les deux images. Il correspond au centre de rotation de l'appareil de traitement. Il permet de positionner les deux images dans le même référentiel. Il est matérialisé sur les deux images considérées, généralement par une structure spécifique pour l'image de planification (située par exemple au centre de la cible) et par le centre de l'image pour l'image de suivi. La transformation géométrique (translation et éventuellement rotation) correspondant au repositionnement est appliquée aux contours de l'image de suivi de façon à obtenir la position des structures lors de la séance d'irradiation. Suivant les contours disponibles sur l'image de suivi (cible tumorale et éventuellement organes à risque), différents indices de recouvrement des structures sont calculés, de façon à évaluer la couverture de la cible et l'irradiation des organes à risque. Par exemple, la couverture du volume cible anatomo-clinique (tumeur, CTV (Clinical Target Volume)) par le volume cible prévisionnel (ou PTV (Planning Target Volume) correspondant au volume cible anatomo-clinique auquel des marges de sécurité sont ajoutées) est calculée (cette couverture devant être la plus élevée possible). De même la couverture des organes à risque par le volume cible prévisionnel peut être calculée (cette couverture devant être la plus faible possible). Le calcul des indices de recouvrement repose sur une représentation de chaque structure par une image 3D binaire (c'est-à-dire contenant deux valeurs, par exemple 0 et 1 : 0 est attribué aux voxels à l'extérieur de la structure et 1 est attribué aux voxels à l'intérieur de la structure).

Différents indices de recouvrement sont alors calculés, avec par exemple (ici pour deux volumes X et Y, et N(X) le nombre de voxels de l'ensemble X): D= N(X)+ N(Y) 2N(X n Y) indice de Dice : indice de Jaccard : I = N(X U Y) N(X n Y) Ces indices de recouvrement sont alors enregistrés pour une phase ultérieure du contrôle. 5.2.3. Calcul du repositionnement optimal Le repositionnement "optimal" basé contours est également calculé. Il repose sur une méthode automatique de recalage d'images. Par exemple, une transformation rigide (intégrant ou pas les rotations) est estimée entre les volumes binaires représentant les cibles tumorales. Le recalage est initialisé en superposant les centres des structures. Une optimisation itérative par descente de gradient ou une recherche exhaustive est utilisée pour minimiser/maximiser/optimiser une ou plusieurs métriques, par exemple la somme des différences au carré entre : (i) le volume binaire correspondant à la cible dans l'image de planification après la transformation géométrique estimée et (ii) le volume binaire correspondant à la cible dans l'image de suivi. Cette métrique peut aussi correspondre directement à une mesure de recouvrement, comme les indices de Dice ou de Jaccard décrits précédemment. Elle peut aussi intégrer non seulement des critères géométriques, mais aussi des critères dosimétriques, liés à la dose reçue par les organes. Par exemple, elle peut intégrer la dose minimale reçue par la cible. Dans ce cas, la matrice de dose planifiée est positionnée sur l'image de suivi suivant la position de l'isocentre de traitement. Ceci permet de mieux estimer encore le repositionnement optimal qui aurait dû être réalisé. Le recalage optimal peut aussi consister à trouver le meilleur compromis (optimiser) un ensemble de métriques (par exemple : indice de dice sur la tumeur et dose minimale sur un organe à risque avoisinant).

Au résultat de ce recalage correspondent des déplacements spécifiques de la cible tumorale (intégrant ou non des rotations). Les indices de recouvrement calculés précédemment peuvent également être calculés pour ce repositionnement optimal. Ces indices de recouvrement « optimaux » sont enregistrés pour une phase ultérieure du contrôle. 5.2.4. Comparaison des deux modalités de repositionnement (réalisé et idéal) La précision du repositionnement réalisé sous machine est finalement quantifiée par comparaison des indices de repositionnement et des déplacements correspondant d'une part au repositionnement réalisé et d'autre part au repositionnement optimal reposant un recalage contours (Figure 1). Les volumes d'intérêt dérivés des images de planification et de suivi seront aussi comparés. Ils peuvent être différents du fait des incertitudes de contourage, mais aussi d'une fonte tumorale en cours de traitement. Une forte divergence correspondant à cette deuxième cause peut d'ailleurs déclencher éventuellement une procédure de radiothérapie adaptative (replanifications). L'ensemble de cette approche peut s'intégrer dans une approche globale associant également une évaluation de la dose cumulée dans les différentes structures par recalage élastique. 5.3. Dispositif de mise en oeuvre.

La méthode décrite est de préférence mise en oeuvre par l'intermédiaire d'un équipement de calcul dédié décrit en relation avec la figure 5. Un tel équipement comprend une mémoire 41, une unité de traitement 42 équipée par exemple d'un microprocesseur, et pilotée par le programme d'ordinateur 43, mettant en oeuvre au moins une partie du procédé tel que décrit. Dans au moins un mode de réalisation, l'invention est mise en oeuvre sous la forme d'une application installée sur un dispositif de planification. Un tel dispositif comprend : - des moyens d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi en tenant compte d'une part de ladite au moins une image de planification et d'au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification ; des moyens de simulation, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, et d'au moins une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient, d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; des moyens de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de planification et de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; des moyens de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement.

Ces moyens sont mis en oeuvre par l'intermédiaire de modules logiciels et/ou matériels dédiés. Ces modules sont aptes à mettre en oeuvre les interfaces de réception et de transmission de données présentes sur ledit dispositif (I et T). Dans au moins un mode de réalisation, la technique décrite peut être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'un réseau de communication auquel un dispositif est connecté. Dans au moins un mode de réalisation, la technique décrite est mise en oeuvre au sein d'une console de planification de traitement de radiothérapie.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'une efficience d'un déplacement effectué sur un patient lors d'une séance de radiothérapie, procédé mis en oeuvre par un dispositif de traitement de données à partir d'au moins une image de planification de traitement et d'au moins une image de suivi de traitement, procédé caractérisé en ce qu'il comprend : une phase d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi en tenant compte d'une part de ladite au moins une image de planification et d'au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification ; une première phase de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, et d'au moins une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient, d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; une deuxième phase de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de planification et de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, d'au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; une phase de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification comprend au moins une donnée représentative d'un contour de ladite structure tumorale.30
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite phase d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale comprend : une étape de calcul d'au moins une transformation géométrique à appliquer à ladite image de planification en fonction de ladite image de suivi ; une étape d'application de ladite transformation géométrique à ladite au moins une donnée spécifique.
4. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première phase de calcul comprend : une étape de calcul d'au moins une transformation géométrique à appliquer à ladite image de suivi en fonction d'une donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient ; au moins une étape de calcul d'au moins un indice de recouvrement réalisé.
5. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième phase de calcul comprend : une étape de recalage appliqué sur ladite image de suivi à partir de ladite image de planification ; au moins une étape de calcul d'au moins un indice de recouvrement optimal.
6. 6. Dispositif de détermination d'une efficience d'un déplacement effectué sur un patient lors d'une séance de radiothérapie, à partir d'au moins une image de planification de traitement et d'au moins une image de suivi de traitement, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens d'obtention d'au moins une position d'une structure tumorale au sein de ladite image de suivi en tenant compte d'une part de ladite au moins une image de planification et d'au moins une donnée spécifique associée à ladite image de planification ; des moyens de simulation, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, et d'au moinsune donnée représentative d'un déplacement appliqué audit patient, d'un déplacement de ladite structure tumorale, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé ; - des moyens de calcul, à partir de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de planification et de ladite d'au moins une position de ladite structure tumorale au sein de ladite au moins une image de suivi, délivrant au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal ; - des moyens de comparaison de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement réalisé et de ladite au moins une donnée représentative d'un repositionnement optimal, délivrant au moins un indicateur d'efficience de déplacement.
7. 7. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution d'un procédé selon la revendication 1, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.20