FR3061424A1 - Procede et dispositif de mesure de l’endometre - Google Patents

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Abstract

Procédé et dispositif de quantification de la dynamique de l'endomètre, mettant en œuvre des mesures ultrasonores effectuées par un module fixé sur la ceinture pelvienne dans l'axe du nombril de la patiente, et par un traitement de séparation de sources et d'identification aveugle du signal représentant la variation de l'épaisseur de l'endomètre sur une fenêtre temporelle supra-journalière suivi par une quantification de la dynamique de l'endomètre comparé à un modèle d'endomètre normal dans le cycle menstruel.

Description

© Titulaire(s) : CHILDERIX TECHNOLOGIES.
O Demande(s) d’extension :
© Mandataire(s) : CHILDERIX TECHNOLOGIES.
(54) PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE L'ENDOMETRE.
FR 3 061 424 - A1 (© Procédé et dispositif de quantification de la dynamique de l'endomètre, mettant en oeuvre des mesures ultrasonores effectuées par un module fixé sur la ceinture pelvienne dans l'axe du nombril de la patiente, et par un traitement de séparation de sources et d'identification aveugle du signal représentant la variation de l'épaisseur de l'endomètre sur une fenêtre temporelle supra-journalière suivi par une quantification de la dynamique de l'endomètre comparé à un modèle d'endomètre normal dans le cycle menstruel.
Figure FR3061424A1_D0001
Figure FR3061424A1_D0002
Figure FR3061424A1_D0003
PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE L’ENDOMETRE
DOMAINE DE L'INVENTION AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
La présente invention se rapporte au domaine des instruments de mesures médicales et de diagnostic utilisant des ultrasons, à la surveillance de paramètres physiologiques.
Elle concerne un dispositif de mesure automatique non invasive de paramètres de muqueuses ou de cavités corporelles et un procédé de quantification de leur normalité, utilisant ledit dispositif.
Elle trouve des applications de diagnostic et de surveillance gynécologique, notamment concernant l’épaisseur de l’endomètre.
ART ANTERIEUR
L’endomètre est une muqueuse utérine : il s’agit de la paroi interne de la cavité utérine. L’épaisseur de l’endomètre croit puis décroît durant un cycle menstruel. La connaissance du fonctionnement de l’endomètre lors du cycle menstruel, de son angiogenèse normale ou pathologique, constituent un enjeu majeur de médecine.
Plusieurs techniques d’exploration de l’endomètre existent dans l’art antérieur.
- Les techniques par prélèvements
- Les techniques d’explorations non invasives d’imagerie.
Les techniques par prélèvements, soit à partir d’analyse indirectes de biologie sanguine et hormonales, soit à partir de biopsies de l’endomètre, ont l’inconvénient de mettre en œuvre des protocoles contraignants.
Les techniques d’explorations non invasives d’imagerie ultrasonore mettent en œuvre des procédés tendant à émettre des signaux ultrasonores, mesurer les échos et extraire les signaux pertinents, construire des images 2D/3D affichables, les vues pertinentes étant sélectionnées manuellement pour diagnostic par un observateur humain. La nécessité d’une intervention manuelle humaine constitue un inconvénient de l’art antérieur de cette famille de techniques.
Le brevet US2013150718 « Ultrasound imaging System and method for imaging an endometrium » (Dion Adam & al. ; General Electric company) expose l’inconvénient de la sélection manuelle de l’image ultrasonore pertinente par le clinicien et définit un procédé de construction et de sélection d’une seule image de l’endomètre. Ce brevet se place néanmoins dans le paradigme de la mesure de l’endomètre sur la base d’une image visualisée par le praticien spécialiste. La nécessité de construire une image de l’endomètre et de faire appel à un spécialiste humain est un inconvénient majeur du procédé de l’art antérieur.
Historiquement, les premières pratiques d’explorations non invasives dans les années 1980 sont des imageries ultrasonores externes. Un inconvénient est qu’une sonde externe opère dans un environnement très bruité, loin de sa cible qui peut être masquée, défavorable à la reconstruction efficace d’image par les techniques de traitement du signal, de filtrage ou de reconnaissance de forme. Utiliser un capteur externe pour construire des images de l’endomètre conduit donc à des inconvénients majeurs : il faut donc choisir de manière exclusive entre le caractère externe du capteur et la mise en œuvre d’une construction explicite d’images exploitables par un clinicien. C’est pourquoi la pratique médicale actuelle d’explorations non invasives d’imagerie est de mesurer l’épaisseur de l’endomètre par échographie endovaginale (sondes ultrasonores/Doppler 3D). La pratique et les procédés sont décrits notamment dans l’ouvrage de référence :
« Echographie endovaginale : Doppler - 3D en gynécologie-obstétrique» par Nicolas Perrot et Isabelle Frey, collection d’imagerie médicale diagnostic ; Elsevier Masson ISBN 978-2-294-72428-2.
L’article « Piezocomposite and CMUT Arrays Assessment Through In Vitro Imaging Performances” (IEEE Ultrasonic symposium 2008 ;DOI:10.1109/ULTSYM.2008.0275 ; Mathieu Legros al., Vermon S.A., INSERM) indique : “ultrasound images are wellknown to be difficult to quantify with on-screen images” et promeut des sondes sophistiquées comprenant de gros réseaux de transducteurs dans un instrument dirigé à la main pendant une durée limitée, ce qui constitue un inconvénient de tels dispositifs et procédés associés ne permettant pas l’automatisation.
De la publication EP2101191 « Method and apparatus for ultrasound synthetic imaging » (Supersonic imagine ; Bercoff Jeremy and al.), nous retenons que le procédé proposé nécessite un grand nombre de transducteurs ultrasonores pour assurer la formation de faisceau sur la zone à focaliser, ce qui a un inconvénient de coût.
Les techniques d’imagerie ultrasonores externes ou endovaginales ont d’autres inconvénients : cela nécessite un appareillage coûteux disponible uniquement en cabinet médical en présence d’un spécialiste qui réalise l’interprétation immédiatement. De plus c’est économiquement incompatible d’un suivi quotidien sur tout un cycle menstruel pour la population générale ou à risque.
Un inconvénient de la pratique et des outils actuels est que ces techniques sont adaptées à des mesures épisodiques de l’endomètre, donc rares et isolées. C’est-àdire que le praticien utilise seulement les images prises instantanément : il n’y a pas de longue dynamique temporelle prise en compte. La pratique médicale et les considérations économiques ne permettent pas d’observer la dynamique de l’endomètre sur des cycles menstruels entiers d’une patiente non hospitalisée et encore moins constituer une base de séquences de mesures menstruelles pour une cohorte représentative de la population.
De la publication US20163171131 «medical diagnostic imaging ultrasound probe battery pack radio » (Siemens Medical Solutions USA inc. Schwartz Klessel Jodi et al.) nous retenons la séparation entre d’une part le module contenant le transducteur ultrason et d’autre part le système d’imagerie proprement dite, via une interface de radiocommunication. Les inconvénients propres au paradigme de l’imagerie interprétée par un praticien expert médical sont néanmoins persistants dans cette publication.
Notons que les procédés cités supra dont la finalité est la construction d’images ne mettent pas en œuvre des techniques statistiques d’ordre supérieur et d’identification aveugle directement sur les signaux de réponse ultrasonores, telles que connues de l’homme de l’art et illustrées par exemple dans le brevet FR 2853 480 « procédé et dispositif d’identification autodidacte d’un mélange sous déterminé de sources au quatrième ordre » (Anne Ferreol & al. ; Thaïes intellectual property), dans la mesure où elles tendent à ignorer la dynamique de long terme des muqueuses ou cavités corporelles ciblées.
La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un dispositif de mesure automatique non invasive de la dynamique évolutive de l’endomètre et un procédé de quantification de sa normalité, utilisant ledit dispositif.
La présente invention vise à mettre en œuvre un dispositif de mesures de l’environnement de l’endomètre et de traitements automatiques comprenant :
- un module (M) contenant au moins un transducteur ultrasonore et un moyen de transmission de signaux numérisés, connecté à un serveur (S) de traitements distant,
- un serveur (S) de traitements distant des mesures ultrasonores transmises par ledit module (M), caractérisé en ce que :
- ledit module est fixé sur la ceinture pelvienne dans l’axe du nombril de la patiente,
- lesdites mesures ultrasonores effectuées par ledit module sont espacées sur une fenêtre temporelle comprenant une pluralité de jours ou une pluralité de périodes nocturnes et/ou diurnes,
- lesdits traitements sont effectués directement sur les mesures ultrasonores,
- lesdits traitements mettent en œuvre un procédé basé sur une technique de traitement statistique du signal d’ordre supérieur, de séparation de sources et d’identification aveugle de la variation de l’épaisseur de l’endomètre extraite des mesures ultrasonores, suivie par une quantification de la dynamique de l’endomètre identifié par rapport à un modèle d’endomètre normal.
Le module est portable par la patiente de manière temporaire ou permanente, utilisable sans intervention humaine directe.
Le serveur de traitement distant, associé à au moins un module dont il reçoit les mesures, met en œuvre des techniques de traitement du signal connu de l’homme de l’art dans le domaine des traitements statistiques d’ordre supérieur, de cyclostationnarités, de séparation de sources et de techniques d’identification aveugle.
Ainsi, les traitements sont effectués directement sur les mesures scalaires des signaux numérisés, issus de la réception des échos ultrasonores. Un avantage est donc qu’il n’est pas tenté de construire une image 2D.
Le serveur en dérive une quantification de la dynamique de l’endomètre, c’est-à-dire qu’au lieu de mesurer l’épaisseur instantanée de l’endomètre selon l’art antérieur, le serveur met en œuvre une approche différentielle d’estimation des variations de ladite épaisseur par identification aveugle. Il la compare à un modèle paramétrique représentant la dynamique normale (standard ou typique d’un cycle menstruel normal) de l’endomètre normal et calcule une information quantitative de synthèse - qui est transmise à l’utilisatrice du dispositif.
Le procédé associé au dispositif de l’invention est caractérisé en ce qu’il tire parti de la dynamique temporelle propre de l’endomètre sur plusieurs jours vis-à-vis des constantes de temps beaucoup plus faibles de son environnement proche (e.g. dynamique infra-journalière de la vessie, dynamique des mouvements corporels) dans la mise en œuvre d’une technique d’identification aveugle. Utiliser une séquence supra-journalière est caractéristique de la modalité principale du procédé.
Une particularité du procédé associé est qu’il ne vise pas à reconstruire une ou plusieurs images spatiales de l’état instantané de l’endomètre dans une fenêtre temporelle courte de l’ordre de la minute, mais au contraire met en œuvre une approche basée sur des mesures différentielles de l’environnement de l’endomètre cumulées sur une longue fenêtre temporelle comprenant plusieurs périodes nocturnes et/ou diurnes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d’une modalité du dispositif selon l'invention,
- la figure 2 est une représentation schématique d’une autre modalité du dispositif selon l'invention,
- la figure 3 est un schéma-bloc fonctionnel du procédé mis en œuvre par le dispositif.
où
- (M) est un module contenant au moins un transducteur ultrasonore (M-TU), une unité de commande (M-C) et un moyen de transmission de signaux numérisés (M-TS),
- (11) est une interface de transmission de signaux numérisés connue par l’homme de l’art, telle qu’une interface Bluetooth ou de transmission numérique en champ proche NFC ou de radiocommunication mobile
- (PHONE) est un appareil de communication intermédiaire, tel qu’un téléphone intelligent, mettant en œuvre les interfaces 11 et I2 et servant de relais de transmission de données entre (M) et (S)
- (12) est une interface de communication numérique connue par l’homme de l’art, telle qu’une interface de radiocommunication mobile donnant accès à un serveur (S), par exemple via internet
- un serveur (S) de traitements distant des mesures ultrasonores transmises par ledit module (M).
et où un cycle de mesures comprend les étapes suivantes :
- E1 correspond à l’étape de commande d’une mesure, par (PHONE) ou par (S)
- E2 correspond à l’étape assurant l’émission d’une salve ulturasonore, la réception des échos ultrasonores et leur numérisation par (M) sous la forme (SIGNAL)
- E3 correspond à l’étape de transmission des signaux numérisés (SIGNAL), de (M) à (S) via éventuellement (PHONE) et, après la répétition de plusieurs cycles de mesures,
- E4 correspond à l’étape de traitement dans (S) utilisant les informations (SIGNAL) issues de plusieurs cycles de mesure, conduisant au résultat (INFO)
- E5 correspond à l’étape de mise à disposition d’une information (INFO) par (S)
- E6 correspond à l’étape optionnelle d’affichage de l’information (INFO) dans (PHONE).
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, le dispositif conforme à l'invention comprend un module (M) et un serveur (S).
Le module (M) est positionné sur la ceinture pelvienne de la patiente dans l’axe du nombril, afin d’être à proximité de l’environnement de l’endomètre. Avantageusement, le module reste en position pendant toute la durée des cycles de mesure.
Avantageusement, le module reste positionné pendant plusieurs période nocturnes successives.
Avantageusement, le module reste positionné lorsque que la patiente est en position allongée.
Avantageusement, le module reste positionné lorsque que la patiente est en position statique en l’absence de locomotion de la patiente.
Le module (M) communique avec le serveur (S) pour
- Recevoir un ordre d’effectuer immédiatement une mesure, la date et heure dudit ordre étant connue du serveur (S)
- Transmettre au serveur les signaux numérisés (SIGNAL)
Le serveur (S) effectue une identification aveugle du signal de variation de l’épaisseur de l’endomètre, à partir des signaux (SIGNAL) reçus à des dates successives sur une fenêtre temporelle largement supérieure aux constantes de temps des dynamiques internes corporelles infra-journalières (mouvements naturels du corps, dilatation temporaire de la vessie). Ce signal identifié définit la dynamique de l’endomètre de la patiente qui est comparée à un modèle de dynamique de d’un endomètre théorique, dit endomètre normal. Un paramètre scalaire de quantification de l’écart à l’endomètre normal est calculé par le serveur et est mis à disposition de la patiente par le serveur.
Dans une autre modalité, le dispositif conforme à l'invention comprend un module (M), un appareil (PHONE) et un serveur (S). Comparé à la modalité principale, la commande de la mesure est effectuée par une application dans l’appareil (PHONE) au lieu de la commande par le serveur (S) et l’information (INFO) est envoyée à l’appareil (PHONE) par le serveur.
Dans une modalité secondaire, le serveur effectue un calcul de quantification et produit l’information (INFO) dès que sont disponibles des signaux numérisés sur une fenêtre temporelle suffisamment longue (par exemple supérieure à huit heures) et effectue une mise à jour du calcul de quantification à chaque nouvelle réception de signaux numérisés.
Le dispositif ainsi décrit permet de réaliser le procédé de quantification de la dynamique de l’épaisseur de l’endomètre, mettant en œuvre des mesures ultrasonores, caractérisé en ce que :
- lesdites mesures ultrasonores sont espacées sur une fenêtre temporelle comprenant une pluralité de jours ou une pluralité de périodes nocturnes et/ou diurnes, une séquence supra-journalière desdites mesures ultrasonores est soumise à des traitements de séparation de sources et d’identification aveugle du signal représentant la variation de l’épaisseur de l’endomètre, suivie par une quantification de la dynamique de l’endomètre comparée à un modèle d’endomètre normal dans le cycle menstruel.
Le dispositif est proposé selon une modalité principale et une modalité secondaire, à savoir :
1- Dispositif de mesures de l’environnement de l’endomètre et de traitements automatiques mettant en œuvre le procédé supra comprenant un module (M) contenant au moins un transducteur ultrasonore et un moyen de transmission de signaux numérisés( SIGNAL), connecté à un serveur (S) de traitements distant, caractérisé en ce que ledit module (M) est fixé sur la ceinture pelvienne dans l’axe du nombril de la patiente.
2- Dispositif de mesures de l’environnement de l’endomètre et de traitements automatiques comprenant également un appareil (PHONE), connecté au module (M) et au serveur (S), acheminant les informations entre le module et le serveur et affichant les informations (INFO) reçues du serveur (S).
Un avantage du dispositif est que le module (M) est externe et donc non intrusif, sans créer de risque de contamination corporelle.
Une modalité secondaire du dispositif et du procédé est caractérisée en ce qu’un paramètre scalaire de quantification de l’écart à l’endomètre normal dans le cycle menstruel est calculé par le serveur (S) et affiché par l’appareil (PHONE).
APPLICATION INDUSTRIELLE
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné
- au suivi de pathologies de type endométriose
- à la quantification de la dynamique du cycle menstruel.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims (3)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de quantification de la dynamique de l’épaisseur de l’endomètre, mettant en œuvre des mesures ultrasonores, caractérisé en ce que
    - lesdites mesures ultrasonores sont espacées sur une fenêtre temporelle comprenant une pluralité de jours ou une pluralité de périodes nocturnes et/ou diurnes,
    - une séquence supra-journalière desdites mesures ultrasonores est soumise à des traitements de séparation de sources et d’identification aveugle du signal représentant la variation de l’épaisseur de l’endomètre, suivie par une quantification de la dynamique de l’endomètre comparée à un modèle d’endomètre normal dans le cycle menstruel.
  2. 2. Dispositif de mesures de l’environnement de l’endomètre et de traitements automatiques mettant en œuvre le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comprend un module contenant au moins un transducteur ultrasonore et un moyen de transmission de signaux numérisés, connecté à un serveur de traitements distant, ledit module étant agencé pour être porté sur la ceinture pelvienne dans l’axe du nombril de la patiente.
  3. 3. Dispositif de mesures de l’environnement de l’endomètre et de traitements automatiques selon la revendication 2 caractérisé en ce qu’il comprend également un appareil, connecté au module et au serveur, acheminant les informations entre le module et le serveur et affichant les informations reçues du serveur, un paramètre scalaire de quantification de l’écart à l’endomètre normal dans le cycle menstruel étant calculé par le serveur et affiché par l’appareil.
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