Fusion dimages: application au contr^ole de la distribution des biopsies prostatiques

L’objectif est de réaliser un échantillonnage probabiliste de la prostate sachant néanmoins que certaines équipes tentent actuellement, afin d’en améliorer la sensibilité, de diriger ces biopsies vers une cible déterminée à partir d’image IRM [1].

L’évaluation de la qualité de l’échantillonnage est donc un critère particulièrement important à prendre en compte pour la prise en charge des patients. Cette évaluation ne peut pas être réalisée en étudiant uniquement la position externe de la sonde d’échographie à cause des mouvements du patient, des mouvements de la prostate et de sa déformation sous l’action de la sonde endorectale.

Dans le cadre de cette évaluation, nous présentons les résultats concernant les capacités d’un opérateur à réaliser un planning de biopsies guidées par échographie endorectale 2D en nous basant sur la fusion d’images échographiques 3D.

La fusion d’images consiste à mettre en correspondance des images d’une même modalité d’imagerie (fusion monomodale) acquises à des instants différents ou bien des images de modalités d’imagerie différentes (fusion multimodale).

Elle peut être rigide si l’on part du principe qu’il n’y a pas de déformation entre les différentes modalités mises en correspondance ou élastique dans le cas contraire.

Après fusion des 12 volumes échographiques acquis au cours des biopsies, le volume échographique prostatique de référence R0 contenant l’ensemble des biopsies (cf. fig. 2) a été reformaté dans le plan frontal au sein d’une boîte englobante limitée au volume de la prostate.

Cette boîte englobante a elle-même été subdivisée en 12 boîtes de même taille permettant ainsi de déterminer au sein de l’image les cibles correspondant au planning (cf. fig. 3). Pour chaque biopsie, la longueur de l’aiguille à l’intérieur de chaque cible a été mesurée afin de comparer le planning au geste réalisé.

Sur 15 patients, 6 cancers ont été diagnostiqués (40%). L’âge, le taux de PSA et le volume prostatique sont reportés dans le tableau I.

Aucun effet secondaire des biopsies n’a été observé. La douleur à été rapportée comme étant en moyenne de 1,5 sur une échelle visuelle analogique côté de 0 à 10.

L’ensemble des volumes échographiques a été analysé. Chaque recalage a pris en moyenne 6 secondes sur un ordinateur standard et il a fonctionné dans plus de 96 % des cas.

Les échecs de fusion étaient dus à des images échographiques de mauvaise qualité.

La précision de la fusion des images a été calculée en mesurant la distance entre des calcifications nettement individualisables dans deux images fusionnées. La précision mesurée sur l’ensemble des fusions a été notée comme étant en moyenne de 1,41 mm (max=3,84 mm).

Dans 10 cas, il a été possible de visualiser le trajet d’une même biopsie dans deux volumes échographiques différents. La fusion des volumes et la comparaison des trajectoires ont mis en évidence une erreur moyenne de 4° et maximum de 10°.

En moyenne la cible a été atteinte dans 63 % des cas. Le taux de succès atteint 100 % pour la cible moyenne et parasagitale et il est plus faible pour les cibles latérales que pour les cibles parasagitales (cf. tableau II). Le taux de succès particulièrement faible pour la cible située à l’apex latéral peut-être expliqué par le fait que celle-ci contient peu de prostate.

Le faible pourcentage de longueur de biopsie à l’intérieur des cibles tend à prouver une faible concordance entre un planning de biopsies qui sont théoriquement parallèles et leur réalisation qui est contrainte par l’accès transrectal.

Cette étude permet de mettre en évidence qu’il existe une imprécision notable entre le planning prévu et les biopsies réellement réalisées. Ainsi, si le manque de précision des biopsies de prostate a déjà été mis en évidence par la faible corrélation avec les pièces de prostatectomies radicales [2], les mesures données par la méthode de recalage mise en oeuvre sont plus précises. Une possibilité potentiellement intéressante de cette technique est de pouvoir fusionner différentes séries de biopsies pour s’assurer que des zones différentes ont bien été prélevées.

• La fusion rigide consiste à rechercher 3 rotations et 3 translations permettant de superposer au mieux les images à fusionner. Elle peut-être recherchée entre une image volumique et une série d’images projectives 2D, par exemple pour superposer une image scanner et des images de fluoroscopie, ou entre deux images volumiques. Le résultat peut être exprimé sous la forme d’une matrice dite de transformation.• La fusion élastique est plus complexe que la fusion rigide, car elle prend en compte des déformations globales et locales entre les modalités que l’on souhaite mettre en correspondance. Ce type de fusion peut être utilisé pour comparer des images de patients différents, mais auss