FR3142878A1 - Système d’imagerie pour système endoscopique médical supprimant le nid d’abeilles dans les images des fibres optiques multicoeurs - Google Patents
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Abstract
Système d’imagerie pour système endoscopique médical supprimant le nid d’abeille s dans les images des fibres optiques multicoeurs L’objet de l’invention concerne un système d’imagerie d’une cible comportant : - un système endoscopique médical (1) pourvu de deux fibres optiques multicœurs (11), (12) présentant chacune, une pluralité de cœurs (11c), (12c) séparés par une structure de séparation (11d), (12d), - un appareil d’acquisition et de traitement d’images (15) comportant : * au moins une source d’éclairage configurée et au moins capteur d’imagerie (18), (19) configuré pour recevoir des faisceaux lumineux en provenance des fibres optiques multicœurs, le capteur d’imagerie recevant les images d’un système de configuration (31) pour créer sur le capteur d’imagerie, des images de la cible dont la position de la structure de séparation de la première fibre optique multicoeurs est différente de la position de la structure de séparation de la deuxième fibre optique multicoeurs; *un processeur d’imagerie (25) configuré pour traiter les images pour reconstituer une image composite de la cible dans laquelle l’image des structures de séparation n’apparait pas. Figure pour l’abrégé : Fig. 4.
Description
La présente invention concerne le domaine technique des systèmes d’imagerie mis en œuvre dans le cadre des systèmes endoscopiques médicaux au sens général permettant d’accéder à l’intérieur d’un corps comme une cavité ou un canal par exemple et elle vise plus précisément comme systèmes endoscopiques médicaux, les cathéters médicaux et les endoscopes médicaux.
Le système endoscopique médical mis en œuvre dans le cadre de la présente invention trouve des applications particulièrement avantageuses pour permettre d’accéder à la surface interne d’un organe creux, d’une cavité ou d’un conduit naturel ou artificiel du corps humain en vue d’effectuer diverses opérations à des fins thérapeutiques, chirurgicales ou de diagnostic, et pouvant être utilisé dans le domaine des voies urinaires, des voies gastro-intestinales, du système respiratoire, du système cardiovasculaire, de la trachée, de la cavité du sinus, du système de reproduction de la femme, de la cavité abdominale ou de tout autre partie du corps humain à explorer par une voie naturelle ou artificielle.
Classiquement, un système endoscopique médical du type cathéter médical ou endoscope médical comporte une poignée de commande à laquelle est fixé un tube d’insertion présentant à l’opposé de sa partie fixée à la poignée de commande, une tête distale. Ce tube d’insertion présente une longueur et une flexibilité plus ou moins importante de manière à pouvoir être introduit dans une voie d’accès naturelle ou artificielle en vue d’effectuer diverses opérations ou fonctions à des fins thérapeutiques, chirurgicales ou de diagnostic. Il est à noter qu’un tel système endoscopique est conçu pour présenter une section la plus petite possible pour pouvoir accéder à des voies d’accès possédant une section de passage limitée.
Pour un système endoscopique médical du type endoscope, la tête distale est équipée notamment d’un système de vision permettant d’examiner l’organe, la cavité ou le conduit du corps humain. En amont de cette tête distale, le tube d’insertion comporte une structure de flexion ou partie de béquillage formée de vertèbres articulées permettant l’orientation de la tête distale. Cet endoscope médical est destiné à être relié à un appareil électronique médical comportant une unité de traitement des signaux d’image délivrés par le système de vision de l’endoscope. Les images prises sont visualisées sur un écran de cet appareil ou sur un écran déporté connecté à cet appareil.
Le système de vision monté à la partie distale du tube comporte une caméra associée ou non à une ou plusieurs sources lumineuses telles que des diodes électroluminescentes. La caméra, voire les sources lumineuses sont raccordées électriquement à des composants électriques situés dans la poignée ou dans l’appareil médical. Selon l’exemple de réalisation décrit par la demande de brevet US 2022/0160218, la caméra et les sources lumineuses situées à la partie distale du tube d’insertion sont raccordées aux composants électriques situés dans la poignée. Il est à noter qu’un système endoscopique médical est généralement utilisé dans un environnement dans lequel fonctionnent divers équipements électriques tels que bistouris électriques, appareils de radiographie à rayons X, scanners ou écrans, susceptibles d’affecter le fonctionnement de la caméra et/ou le signal délivré par la caméra. Par ailleurs, dans le cas d’un système endoscopique jetable, les sources lumineuses et la caméra sont jetées. De plus, ces composants électroniques sont des déchets électroniques nécessitant un recyclage augmentant le coût d’un tel système.
Il est également connu par le brevet US 11 061 185, un système endoscopique médical comportant une fibre optique multicœurs composée d’une multitude de cœurs séparés par une matrice et logés dans une gaine commune. Cette fibre multicoeurs reçoit le rayonnement d’une cible au niveau de son extrémité distale et transmet le rayonnement sur toute sa longueur pour délivrer à sa partie proximale, le rayonnement à un capteur d’imagerie. Le système endoscopique médical comporte également une source d’éclairage délivrant à l’extrémité proximale d’une fibre optique d’éclairage, un faisceau lumineux sortant de l’extrémité distale de la fibre d’éclairage pour éclairer la cible.
Un tel système endoscopique médical nécessite l’utilisation d’une fibre optique multicoeurs et d’une fibre optique d’éclairage en vue d’obtenir une image de qualité de la cible. Cependant, compte tenu de la mise en œuvre de fibres muliticoeurs, il apparait sur les images prises, un tracé en forme de nid d’abeilles, correspondant à la matrice de séparation des cœurs de ces fibres optiques multicoeurs. Cette structure de séparation gène l’observation de la partie de la cible située en relation de correspondance de cette structure de séparation.
Exposé de l’invention
Exposé de l’invention
L’objet de l’invention vise à remédier aux inconvénients de l’état de la technique en proposant un système d’imagerie permettant d’obtenir une image complète de la cible tout en présentant une insensibilité aux perturbations électromagnétiques et une réduction des composants électroniques en tant que déchets.
Pour atteindre cet objectif, le système d’imagerie selon l’invention pour système endoscopique médical de visualisation d’une cible comporte :
- un système endoscopique médical comportant un instrument d’insertion se terminant à l’opposé d’une partie proximale, par une tête distale, cet instrument d’insertion étant pourvu d’une première fibre optique multicœurs et d’une deuxième première fibre optique multicœurs présentant chacune, une extrémité distale, une extrémité proximale et une pluralité de cœurs, séparés par une structure de séparation, les extrémités distales de la première fibre optique multicoeurs et de la deuxième fibre optique multicoeurs étant situées à la tête distale de l’instrument d’insertion;
- un appareil d’acquisition et de traitement d’images comportant :
* au moins une source d’éclairage configurée, pour délivrer un faisceau lumineux selon au moins un premier spectre de longueurs d’onde, à la tête distale de l’instrument d’insertion;
* au moins capteur d’imagerie, configuré pour recevoir des faisceaux lumineux en provenance au moins de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicœurs et de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicœurs, le capteur d’imagerie recevant les images d’un système de configuration pour créer sur le capteur d’imagerie, des images de la cible dont la position du nid d’abeilles de la première fibre optique multicoeurs est différente de la position du nid d’abeilles de la deuxième fibre optique multicoeurs;
*un processeur d’imagerie relié au capteur d’imagerie et configuré pour traiter les images provenant de la première fibre optique multicœurs et de la deuxième fibre optique multicœurs, pour reconstituer une image composite de la cible dans laquelle l’image du nid d’abeilles n’apparait pas.
- un système endoscopique médical comportant un instrument d’insertion se terminant à l’opposé d’une partie proximale, par une tête distale, cet instrument d’insertion étant pourvu d’une première fibre optique multicœurs et d’une deuxième première fibre optique multicœurs présentant chacune, une extrémité distale, une extrémité proximale et une pluralité de cœurs, séparés par une structure de séparation, les extrémités distales de la première fibre optique multicoeurs et de la deuxième fibre optique multicoeurs étant situées à la tête distale de l’instrument d’insertion;
- un appareil d’acquisition et de traitement d’images comportant :
* au moins une source d’éclairage configurée, pour délivrer un faisceau lumineux selon au moins un premier spectre de longueurs d’onde, à la tête distale de l’instrument d’insertion;
* au moins capteur d’imagerie, configuré pour recevoir des faisceaux lumineux en provenance au moins de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicœurs et de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicœurs, le capteur d’imagerie recevant les images d’un système de configuration pour créer sur le capteur d’imagerie, des images de la cible dont la position du nid d’abeilles de la première fibre optique multicoeurs est différente de la position du nid d’abeilles de la deuxième fibre optique multicoeurs;
*un processeur d’imagerie relié au capteur d’imagerie et configuré pour traiter les images provenant de la première fibre optique multicœurs et de la deuxième fibre optique multicœurs, pour reconstituer une image composite de la cible dans laquelle l’image du nid d’abeilles n’apparait pas.
Selon un mode de réalisation, l’appareil d’acquisition et de traitement d’images comporte un seul capteur d’imagerie configuré pour recevoir soit sur deux zones séparées, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs et de la deuxième fibre optique multicœurs, soit sur une zone commune mais décalée dans le temps, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs et de la deuxième fibre optique multicœurs.
Selon un autre mode de réalisation, l’appareil d’acquisition et de traitement d’images comporte deux capteurs d’imagerie, configurés pour recevoir chacun un faisceau lumineux en provenance soit de la première fibre optique multicœurs soit de la deuxième fibre optique multicœurs.
Selon une caractéristique avantageuse de mise en œuvre, le système de configuration est configuré afin que les images provenant de la première fibre optique multicœurs et les images provenant de la deuxième fibre optique multicœurs, puissent être mises en correspondance.
Avantageusement, le processeur d’imagerie traite les images pour déterminer une orientation de la tête distale.
Selon un exemple de réalisation, le système de configuration est réalisé par la première fibre optique multicœurs et la deuxième fibre optique multicœurs présentant des sections de formes différentes.
Selon un autre exemple de réalisation, le système de configuration est réalisé par la première fibre optique multicœurs et la deuxième fibre optique multicœurs présentant des orientations différentes.
Selon un autre exemple de réalisation, le système de configuration est réalisé par une première fibre optique multicœurs et une deuxième fibre optique multicœurs présentant des ouvertures numériques différentes.
Selon un autre exemple de réalisation, le système de configuration est réalisé par un système optique disposé à l’extrémité distale des fibres optiques multicoeurs pour créer des profondeurs de champs différentes.
Selon un autre exemple de réalisation, le système de configuration est réalisé par la première fibre optique multicœurs présentant des cœurs selon un diamètre déterminé tandis que la deuxième fibre optique multicœurs présente des cœurs avec un diamètre différent du diamètre des cœurs de la première fibre optique.
Selon un autre exemple de réalisation, le système de configuration est réalisé par la première fibre optique multicœurs présentant une section de forme déterminée tandis que la deuxième fibre optique multicœurs présente une section de forme différente de la forme de la section de la première fibre optique multicoeurs.
Avantageusement, la source d’éclairage est configurée pour délivrer un faisceau lumineux à au moins une fibre optique multicoeurs.
Selon un autre exemple de mise en œuvre, une source d’éclairage est configurée pour délivrer un faisceau lumineux à une fibre optique acheminant la lumière jusqu’à la tête distale de l’instrument d’insertion.
Selon une caractéristique avantageuse de mise en œuvre, le ou les capteurs d’imagerie reçoivent les images du système de configuration configuré pour créer sur le ou les capteurs d’imagerie, des images provenant des deux fibres optiques multicoeurs et contenant des indicateurs de taille de la cible et le processeur d’imagerie traite les images pour déterminer une mesure de la cible à partir des indicateurs de taille.
Tel que cela ressort des figures, l’objet de l’invention concerne un système d’imagerie I pour un système endoscopique médical 1 du type endoscope ou cathéter au sens général conçu pour accéder à l’intérieur d’un corps comme une cavité ou un canal par exemple. De manière classique, un système endoscopique 1 du type endoscope ou cathéter comporte un instrument d’insertion 2 présentant une partie proximale 2a et à l’opposé, une partie distale formant une extrémité libre. L’instrument d’insertion 2 se termine ainsi à son extrémité libre, par une tête distale 2b à partir de laquelle est visualisée une cible C au sens général.
Selon un mode d’application pour lequel le système endoscopique médical 1 est un endoscope (figures 1, 2 et 9), le système endoscopique médical comporte en tant qu’instrument d’insertion 2, un tube d’insertion 3 présentant une extrémité libre formant la tête distale 2b et maintenu à son extrémité opposée par une poignée de commande 4 dont tout ou partie forme la partie proximale 2a de l’instrument d’insertion. Le tube d’insertion 3 est fixé de manière temporaire ou définitive sur la poignée de commande 4. Dans l’exemple illustré aux figures 1 et 2, le tube d’insertion 3 est engagé par son extrémité opposée à son extrémité libre, dans un logement d’un embout 3a destiné à être fixé à la partie distale de la poignée de commande 4. Ce tube d’insertion 3 qui présente une longueur et une flexibilité plus ou moins importante est destiné à être introduit dans une voie d’accès naturelle ou artificielle en vue d’effectuer diverses opérations ou fonctions à des fins thérapeutiques, chirurgicales ou de diagnostic.
Le tube d'insertion 3 est réalisé en un matériau semi rigide tel que par exemple en thermoplastique élastomère (TPE). Le tube d’insertion 3 présente une longueur adaptée à la longueur du conduit à inspecter et pouvant être comprise entre 5 cm et 3 m. Le tube d’insertion 3 présente diverses formes de section transversale telle que carrée, ovale ou circulaire. Ce tube d’insertion 3 qui est en contact avec les tissus, les organes humains ou des appareillages médicaux (trocarts ou sondes), relève essentiellement d’un usage unique ou multiple d’un patient voire d’un usage réutilisable après décontamination, désinfection ou stérilisation.
Le système endoscopique 1 de type endoscope comporte également à l’intérieur du tube d’insertion 3, un conduit tubulaire 6 formant un canal opérateur ou de travail s’étendant à partir de la poignée de commande 4 jusqu’à la tête distale 2b pour permettre au niveau de cette tête distale, l’amenée de divers outillages et/ou de fluides et/ou l’aspiration de fluides ( ). Le conduit tubulaire 6 est entouré par le tube d’insertion 3 sur toute sa longueur entre la tête distale 2b et la poignée de commande 4. Classiquement, le conduit tubulaire 6 se prolonge au-delà de l’embout 3a à l’intérieur de la poignée de commande 4.
De manière classique, le système endoscopique 1 de type endoscope comporte également un mécanisme de commande 8 permettant d’orienter la tête distale 2b par rapport à l’axe longitudinal du tube d’insertion 3. A cet effet, le tube d’insertion 3 comporte en amont de la tête distale 2b, une structure de flexion, de pliage ou de béquillage 9 permettant l’orientation de la tête distale 2b par rapport à l’axe longitudinal du tube d’insertion 3. Le mécanisme de commande 8 peut être réalisé de toute manière appropriée de manière que la tête distale 2b puisse être déplacée entre une position de repos dans laquelle le tube d’insertion 3 est rectiligne et une position béquillée dans laquelle la partie de béquillage 9 est courbée. Par exemple, le mécanisme de commande 8 peut comporter un levier de commande manuelle entraînant en rotation une poulie sur laquelle est fixé au moins un câble d’actionnement monté pour être fixé au niveau de la tête distale 2b.
Selon un autre mode d’application pour lequel le système endoscopique médical 1 est un cathéter ( ), le système endoscopique médical comporte en tant qu’instrument d’insertion 2, un cathéter se terminant à l’opposé d’une partie proximale 2a, par une tête distale 2b. Ledit cathéter peut être de conception classique sans système d’actionnement permettant de faire mouvoir la partie distale selon un ou plusieurs axes. Il peut être aussi équipé d’un système de déflexion avec un rappel de position par une structure à mémoire de forme, comme par exemple une lame ou un fil en nithinol. Un autre dispositif d’actionnement de la partie distale peut être réalisé au moyen, de câbles, de pièces déformables en jouant sur l’élasticité des matériaux.
Conformément à l’invention, l’instrument d’insertion 2 est pourvu d’au moins une première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième fibre optique multicoeurs 12. Chaque fibre optique multicoeurs 11, 12 présente respectivement une extrémité distale 11a, 12a et une extrémité proximale 11b, 12b. L’extrémité distale 11a, 12a des fibres optiques multicoeurs est située à la tête distale 2b de l’instrument d’insertion 2 de manière à visualiser la cible C. Chaque fibre optique multicoeurs 11, 12 s’étend au moins jusqu’à la partie proximale 2a de l’instrument d’insertion et est pourvue d’au moins un connecteur optique 13 à son extrémité proximale 11b, 12b.
Bien entendu, le connecteur optique 13 équipant l’extrémité proximale 11b, 12b des fibres optiques multicoeurs 11, 12 est destiné à coopérer avec un connecteur optique complémentaire mâle ou femelle en fonction du type femelle ou mâle du connecteur optique 13. Avantageusement, une lentille de focalisation est montée dans le connecteur complémentaire permettant d'améliorer la connexion optique, en offrant une tolérance de positionnement plus large. En effet, le connecteur optique 13 peut être destiné à être jeté avec l’instrument d’insertion. Dans ce cas, le connecteur optique 13 peut être réalisé de manière économique avec des écarts de tolérances importants.
De manière connue, une fibre optique multicoeurs 11, 12 est une fibre optique comportant une multitude de cœurs 11c, 12c ( ), par exemple au moins 10 000 cœurs séparés par un revêtement commun ou une structure de séparation telle qu’une matrice 11d, 12d. Ces cœurs 11c, 12c revêtus de la structure de séparation 11d, 12d sont montés à l’intérieur d’une gaine commune 11e, 12e. Cette structure de séparation 11d, 12d des cœurs 11c, 12c entre eux, présente, selon la section de la fibre optique multicoeurs, une forme en nid d’abeilles qui apparait sur les images prises, sous la forme d’une zone sombre G comme cela est illustré à la . Par exemple, peuvent être utilisées comme fibres optiques multicoeurs 11, 12, des fibres optiques commercialisées sous la dénomination commerciale ESKA par la société Mitsubishi Rayon Co., MBI par la société Asahi Kasei ou encore FIGP par la société Fujikura.
Le système d’imagerie I comporte également un appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comportant une seule source d’éclairage 16 comme dans les variantes illustrées aux figures 5 et 7 et une première source d’éclairage 16 et une deuxième source d’éclairage 17 comme dans les variantes illustrées aux figures 6 et 8. Chaque source d’éclairage 16, 17 est configurée pour délivrer un faisceau lumineux selon au moins un premier spectre de longueurs d’onde, à une fibre optique multicoeurs 11, 12 via le connecteur optique 13. Chaque source d’éclairage 16, 17 est réalisée de toute manière appropriée pour permettre à la fibre optique multicoeurs 11, 12, de délivrer à son extrémité distale 11a, 12a, un faisceau lumineux adapté pour éclairer la cible C à imager. Par exemple, les sources d’éclairage 16, 17 peuvent être réalisées par des diodes électroluminescentes, des lampes halogènes, des sources de lumière de rayons infra-rouges ou ultra-violets. L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte également au moins un capteur d’imagerie 18 comme dans les variantes de réalisation illustrées aux figures 5 et 6 et un premier capteur d’imagerie 18 et un deuxième capteur d’imagerie 19 comme dans les variantes de réalisation illustrées aux figures 7 et 8. Chaque capteur d’imagerie 18, 19 est configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale d’une fibre optique multicœurs 11, 12, équipée chacune du connecteur optique 13.
Tel que cela ressort des différentes variantes de réalisation, il est à noter que les sources d’éclairage 16, 17 et les capteurs d’imagerie 18, 19 font partie de l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 et sont ainsi déportés par rapport au système endoscopique médical 1. Il s’ensuit que dans le cas où le système endoscopique médical 1 est du type jetable, les sources d’éclairage 16, 17 et les capteurs d’imagerie 18, 19 peuvent être réutilisés avec un autre système endoscopique médical 1, réduisant ainsi les déchets électroniques. Par ailleurs, dans le cas où le système endoscopique médical 1 nécessite une opération de décontamination, l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 n’est pas concerné par une telle opération de sorte que les sources d’éclairage 16, 17 et les capteurs d’imagerie 18, 19 qui font partie de cet appareil ne sont pas susceptibles d’être détériorés par cette opération de décontamination.
Il est à noter que dans l’exemple d’application illustré à la pour lequel un endoscope est utilisé en tant que système endoscopique médical 1, l’extrémité proximale de la ou des fibres optiques multicoeurs, pourvue du connecteur optique 13 est située à la partie proximale 2a de l’instrument d’insertion c’est-à-dire au niveau de la poignée de commande 4. Les fibres optiques multicoeurs 11, 12 sont montées à l’intérieur du tube d’insertion 3 mais à l’extérieur du conduit tubulaire 6. Les fibres optiques multicoeurs 11, 12 s’étendent ainsi à partir de la tête distale du tube d’insertion, en s’insérant sur toute la longueur du tube d’insertion 3, entre ce dernier et le conduit tubulaire 6. Les fibres optiques multicoeurs 11, 12 se prolongent à l’intérieur de la poignée de commande 4 jusqu’à un ou plusieurs connecteurs optiques 13 monté(s) à la partie proximale de la poignée de commande 4.
Selon cet exemple, un câble optique 21 assure une liaison optique entre le ou les connecteurs optiques 13 et l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 pour assurer l’acheminement des faisceaux lumineux entre d’une part, les fibres optiques multicoeurs 11, 12 et d’autre part, la ou les sources d’éclairage 16, 17 et le ou les capteurs d’imagerie 18, 19. Le câble optique 21 peut être réalisé de toute manière appropriée sous la forme d’une ou de plusieurs fibres optiques. Typiquement, le câble optique 21 est pourvu à l’opposé de sa partie connectée au connecteur optique 13, d’un connecteur optique 13a fixé à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15.
Il est à noter que dans l’exemple d’application illustré à la pour lequel un endoscope est utilisé en tant que système endoscopique médical 1, l’extrémité proximale des fibres optiques multicoeurs, pourvue du connecteur optique 13 est reliée directement à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15. Selon cet exemple, l’extrémité proximale des fibres optiques multicoeurs, pourvue du connecteur optique 13 est fixée directement à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15. Ainsi, les fibres optiques multicoeurs 11, 12 s’étendent à partir de la tête distale du tube d’insertion, en s’insérant sur toute la longueur du tube d’insertion 3, entre ce dernier et le conduit tubulaire 6. Les fibres optiques multicoeurs 11, 12 se prolongent à l’intérieur de la poignée de commande 4 pour sortir de la partie proximale de la poignée de commande de manière à être raccordées au connecteur optique 13 fixé à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15.
Il est à noter que dans l’exemple d’application illustré à la pour lequel un cathéter est utilisé en tant que système endoscopique médical 1, ce cathéter est formé au moins par les fibres optiques multicoeurs 11, 12 dont l’extrémité distale 11a, 12a forme la tête distale 2b de l’instrument d’insertion 2. Dans la mesure où deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 sont utilisées, l’instrument d’insertion 2 est formé par un manchon de protection dans lequel sont montées les deux fibres optiques multicoeurs 11, 12. Il est à noter que l’extrémité proximale des fibres optiques multicoeurs 11, 12 est reliée via le connecteur optique 13, directement à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 (comme illustré sur la ) ou indirectement à l’aide du câble optique 21 (comme expliqué en relation de la ).
Selon un premier exemple de réalisation illustré à la , le système endoscopique 1 comporte une première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième fibre optique multicœurs 12. L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte :
- une source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- un unique capteur d’imagerie 16 configuré pour présenter une première zone de réception d’un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième zone de réception séparée de la première zone de réception, pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12. Il est à noter que le seul capteur d’imagerie 16 est configuré pour recevoir soit sur deux zones séparées, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs 11 et de la deuxième fibre optique multicœurs 12, soit sur une zone commune mais décalée dans le temps, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs 11 et de la deuxième fibre optique multicœurs 12.
- une source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- un unique capteur d’imagerie 16 configuré pour présenter une première zone de réception d’un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième zone de réception séparée de la première zone de réception, pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12. Il est à noter que le seul capteur d’imagerie 16 est configuré pour recevoir soit sur deux zones séparées, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs 11 et de la deuxième fibre optique multicœurs 12, soit sur une zone commune mais décalée dans le temps, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs 11 et de la deuxième fibre optique multicœurs 12.
L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte un système optique de séparation 22 disposé sur le trajet optique entre l’extrémité proximale de la fibre optique multicœurs 11 et le capteur d’imagerie 18 et réfléchissant en direction de l’extrémité proximale de la fibre optique multicœurs 11, le faisceau lumineux provenant de la source d’éclairage 16. Ce système optique de séparation 22 peut être réalisé par tous moyens appropriés tels que par une lame semi-réfléchissante, un séparateur de faisceau ou un système optique à prismes.
Cet exemple présente l’avantage de pouvoir obtenir deux images simultanément qui peuvent être traitées en même temps pour faire de la surrésolution comme cela sera décrit dans la suite de la description.
Selon un deuxième exemple de réalisation illustré à la , le système endoscopique 1 comporte une première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième fibre optique multicœurs 12. L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte :
- une première source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- une deuxième source d’éclairage 17 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la deuxième fibre optique multicoeurs 12,
- un unique capteur d’imagerie 18 configuré pour présenter une première zone de réception d’un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième zone de réception séparée de la première zone de réception, pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
- une première source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- une deuxième source d’éclairage 17 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la deuxième fibre optique multicoeurs 12,
- un unique capteur d’imagerie 18 configuré pour présenter une première zone de réception d’un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième zone de réception séparée de la première zone de réception, pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte un système optique de séparation 22 disposé sur le trajet optique entre l’extrémité proximale de chaque fibre optique multicœur 11,12 et le capteur d’imagerie 18 et réfléchissant en direction de l’extrémité proximale de chaque fibre optique multicœur 11, 12, le faisceau lumineux provenant des sources d’éclairage 16.
Cet exemple de réalisation permet d’éclairer la cible avec des faisceaux lumineux présentant des spectres de longueurs d’ondes différentes afin d’obtenir une image de surrésolution spectrale. Cette solution offre l’avantage de pouvoir visualiser les tumeurs. En effet, en choisissant un spectre spécifique de longueurs d’ondes, la vascularisation des tissus peut être mise en évidence. Or, comme une tumeur correspond à une zone fortement vascularisée, une tumeur peut être plus facilement observée en mettant en œuvre cette technique.
Selon un troisième exemple de réalisation illustré à la , le système endoscopique 1 comporte une première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième fibre optique multicœurs 12. L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte :
- une source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- un premier capteur d’imagerie 18 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11,
- un deuxième capteur d’imagerie 19 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
- une source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- un premier capteur d’imagerie 18 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11,
- un deuxième capteur d’imagerie 19 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte un système optique de séparation 22 disposé sur le trajet optique entre l’extrémité proximale de la fibre optique multicœurs 11 et le capteur d’imagerie 18 et réfléchissant en direction de l’extrémité proximale de la fibre optique multicœurs 11, le faisceau lumineux provenant de la source d’éclairage 16.
Cet exemple permet de faire de la surrésolution dans la mesure où il est possible d’acquérir deux images sur deux capteurs d’imagerie. Il est aussi possible d’acquérir les images l’une après l’autre avec différentes longueurs d’ondes.
Selon un quatrième exemple de réalisation illustré à la , le système endoscopique 1 comporte une première fibre optique multicoeurs 11 et une deuxième fibre optique multicœurs 12. L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte :
- une première source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- une deuxième source d’éclairage 17 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la deuxième fibre optique multicoeurs 12,
- un premier capteur d’imagerie 18 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11,
- un deuxième capteur d’imagerie 19 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
- une première source d’éclairage 16 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la première fibre optique multicoeurs 11,
- une deuxième source d’éclairage 17 configurée pour délivrer un faisceau lumineux à la deuxième fibre optique multicoeurs 12,
- un premier capteur d’imagerie 18 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicoeurs 11,
- un deuxième capteur d’imagerie 19 configuré pour recevoir un faisceau lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte un système optique de séparation 22 disposé sur le trajet optique entre l’extrémité proximale de chaque fibre optique multicœurs 11, 12 et le capteur d’imagerie 18, 19 et réfléchissant en direction de l’extrémité proximale de chaque fibre optique multicœurs 11, 12, le faisceau lumineux provenant des sources d’éclairage 16, 17.
Selon cet exemple, il est possible d’obtenir des images avec deux fois plus de résolution. Un avantage de cette solution est de pouvoir visualiser les tumeurs.
Il est à noter que sur les figures 5 à 8, l’extrémité proximale des fibres optiques multicoeurs, pourvue du connecteur optique 13 est schématisée comme étant reliée directement à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15. Bien entendu, l’extrémité proximale des fibres optiques multicoeurs 11, 12, pourvue du connecteur optique 13 peut être située à la partie proximale 2a de l’instrument d’insertion de sorte qu’un câble optique 21 assure la liaison optique entre le connecteur optique 13 fixé à la poignée de commande 4 et l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15.
Dans le même sens, il doit être considéré que l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 est configuré de manière à assurer l’acheminement de la lumière entre les capteurs d’imagerie 18, 19 et les connecteurs optiques 13, 13a fixés à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15. De même, l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 est configuré de manière à assurer par tous moyens appropriés, l’acheminement de la lumière entre les sources d’éclairage 16, 17 et les connecteurs optiques 13, 13a fixés à l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15.
Il est à noter que selon les figures 5 à 8, les fibres optiques multicoeurs 11, 12 assurent notamment l’acheminement du flux lumineux des sources d’éclairage jusqu’à la tête distale 2b de l’instrument d’insertion. Il est à noter, comme illustré aux figures 11 et 12, qu’il peut être envisagé que le système endoscopique médical 1 comporte au moins une fibre optique d’éclairage 28 et dans l’exemple illustré à la , trois fibres optiques d’éclairage 28, permettant l’amenée d’un flux lumineux supplémentaire. Cette fibre optique d’éclairage 28 présente une extrémité distale 28a et une extrémité proximale 28b récupérant le flux lumineux d’une source de lumière 29. L’extrémité distale 28a de la fibre optique d’éclairage 28 est située à la tête distale 2b de l’instrument d’insertion tandis que l’extrémité proximale de la fibre optique d’éclairage est située à la partie proximale 2a de l’instrument d’insertion en étant pourvue d’un connecteur optique par lequel est acheminé un faisceau lumineux d’éclairage fourni par la source de lumière 29.
L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte également comme illustré à la , un processeur d’imagerie 25 relié aux capteurs d’imagerie 18, 19 et configuré pour former des images de la cible C, à partir des signaux délivrés par les capteurs d’imagerie 18, 19. Le processeur d’imagerie 25 pilote les capteurs d’imagerie 18, 19 afin d’acquérir les images de la cible à des instants déterminés. Le processeur d’imagerie 25 pilote également les sources d’éclairage 16, 17 pour contrôler l’éclairage émis notamment lors de l’acquisition des images par les capteurs d’imagerie 18, 19 comme cela décrit dans la suite de la description. Le processeur d’imagerie 25 est connecté à un écran de visualisation 26 permettant d’afficher les images de la cible C. Cet écran de visualisation 26 peut faire partie de l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 ou être déporté par rapport à cet appareil. Bien entendu, le processeur d’imagerie 25 peut être connecté à une mémoire pour l’enregistrement des images.
L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 peut se présenter sous différentes manières. Classiquement, l’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 peut se présenter sous la forme d’une tablette électronique pourvue de l’écran de visualisation 26 et d’une interface homme/machine permettant à un utilisateur d'entrer des données ou de piloter cet appareil. Cette interface homme/machine peut être un clavier, une souris, ou l’écran par exemple réalisé par un écran tactile. L’appareil d’acquisition et de traitement d’images 15 comporte également une unité de communication configurée pour communiquer avec une base de données généralement distante, faisant partie d’un système informatique.
Le système d’imagerie I selon l’invention peut être mis en œuvre de différentes manières qui découlent directement de la description qui précède.
Selon un exemple de mise en œuvre, la ou les sources d’éclairage 16, 17 sont configurées pour délivrer des faisceaux lumineux selon des spectres de longueurs d’onde différentes et le ou les capteurs d’imagerie 18, 19 sont adaptés pour acquérir des images de spectres de longueurs d’ondes différentes. Typiquement, il peut être envisagé d’acquérir des images avec des temps d’acquisition différents avant de les reconstruire. Avantageusement, le processeur d’imagerie 25 traite les images de spectres de longueurs d’ondes différentes pour obtenir une image de surrésolution spectrale. En d’autres termes, l’image résultante présente une résolution plus grande que la résolution des images prises.
Selon un exemple avantageux de réalisation, la ou les sources d’éclairage 16, 17 sont configurées pour délivrer des faisceaux lumineux selon des spectres de longueurs d’onde du rouge, du vert et du bleu et le ou les capteurs d’imagerie 18, 19 sont configurés pour acquérir des images de spectres de longueurs d’onde du rouge Ir, du vert Iv et du bleu Ib. Dans l’exemple illustré à la , la première source d’éclairage 16 est pilotée pour délivrer un faisceau lumineux selon un spectre de longueur d’onde du rouge et le premier capteur d’imagerie 18 est configuré pour acquérir des images de spectre de longueur d’onde du rouge Ir. La deuxième source d’éclairage 17 est configurée pour délivrer successivement des faisceaux lumineux selon des spectres de longueurs d’onde du vert et du bleu et le deuxième capteur d’imagerie 19 est configuré pour acquérir des images de spectres de longueurs d’onde du vert Iv et du bleu Ib.
Par ailleurs, le processeur d’imagerie 25 traite les images de spectres de longueurs d’ondes pour obtenir une image contrastée ou colorée In pouvant être une image blanche. Dans l’exemple illustré, le processeur d’imagerie 25 traite les images de spectres de longueurs d’onde du rouge Ir, du vert Iv et du bleu Ib pour obtenir une image blanche In. Typiquement, pour un capteur d’imagerie 18, 19 de type CMOS avec une matrice de BAYER, chaque image de longueurs du rouge Ir, du vert Iv et du bleu Ib présente par exemple une résolution de 40 000 pixels. La prise en compte de ces images permet d’obtenir une image blanche de résolution de 120 000 pixels.
Selon un autre exemple avantageux de réalisation, la ou les sources d’éclairage 16, 17 sont configurées pour délivrer successivement des faisceaux lumineux selon des spectres de longueurs d’onde différentes comme un rayonnement lumineux infrarouge et un rayonnement lumineux ultraviolet.
Selon un autre exemple de mise en œuvre, le processeur d’imagerie 25 pilote le ou les capteurs d’imagerie 18, 19 pour acquérir des images décalées dans le temps. Le processeur d’imagerie 25 traite les images décalées dans le temps pour obtenir une image de surrésolution temporelle. Ainsi, le processeur d’imagerie 25 traite une série d’images prises successivement dans le temps de manière à obtenir une image résultante avec une résolution améliorée par rapport à la résolution de chaque image prise.
Selon un autre exemple de mise en œuvre, le processeur d’imagerie 25 pilote le ou les capteurs d’imagerie 18, 19 pour acquérir des images décalées dans l’espace tout en présentant une zone de recouvrement. Ces images sont décalées dans l’espace à la suite du déplacement de l’instrument d’insertion 2 ou compte tenu du décalage des deux fibres optiques multicoeurs au niveau de la tête distale 2b. Le processeur d’imagerie 25 traite les images décalées dans l’espace mais également dans le temps pour obtenir une image de surrésolution spatiale. Ainsi, le processeur d’imagerie 25 traite une série d’images prises successivement pour des positions différentes de la tête distale de manière à obtenir une image résultante avec une résolution améliorée par rapport à la résolution de chaque image prise.
Les images de surrésolution spatiale, temporelle et spectrale sont réalisées à l’aide d’algorithmes de traitements d’images à partir des méthodes de super résolution multi-images. Ces méthodes sont basées sur trois approches différentes connues sous les dénominations en langue anglaise : Interpolation Based approaches ; Frequency domain-based approaches ; Reconstruction based approaches. Ces méthodes sont décrites brièvement notamment dans les publications suivantes : 1 - S. Borman and R. Stevenson, Super-Resolution from Image Sequences : A Review, in Midwest Symposium on Circuits and Systems, Notre Dame, IN, USA, 8 1998, pp. 374-378. S. C. Park, M. K. Park, and M. G. Kang. 2-Super-Resolution Image Reconstruction: A Technical Overview, IEEE Signal Processing Magazine, vol. 20, no. 3, pp. 21-36, 5 200. 3-C. Mancas-Thillou and M. Mirmehdi, An Introduction to Super-Resolution Text, in Digital Document Processing, ser. Advances in Pattern Recognition. Springer London, 2007, pp. 305-327. 4- Tian and K.-K. Ma, A survey on super-resolution imaging, Signal, Image and Video Processing (SIViP), vol. 5, no. 3, pp. 329-342, 2011.
Comme cela découle des diverses variantes de réalisation qui précèdent, au moins un capteur d’imagerie 18, 19 est configuré pour recevoir des faisceaux lumineux en provenance de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicœurs 11 et de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicœurs 12. Conformément à l’invention, le capteur d’imagerie 18, 19 reçoit les images d’un système de configuration 31 pour créer sur le capteur d’imagerie 18, 19, des images de la cible C dont la position par rapport à la cible, de la structure de séparation ou matrice 11d de la première fibre optique multicoeurs 11 est différente de la position par rapport à la cible, de la structure de séparation ou matrice 12d de la deuxième fibre optique multicoeurs 12.
Le processeur d’imagerie 25 est configuré pour traiter les images provenant de la première fibre optique multicœurs 11 et de la deuxième fibre optique multicœurs 12, pour reconstituer une image composite de la cible dans laquelle l’image des matrices ou des structures de séparation 11d, 12d n’apparait pas. En effet, compte tenu de la présence d’une structure de séparation 11d, 12d des cœurs 11c, 12c pour chaque fibre optique multicoeurs 11, 12, les images I11 et I12 ( ) prises à partir du rayonnement lumineux acheminé respectivement par la première fibre optique multicœurs 11 et la deuxième fibre optique multicœurs 12, font apparaitre des zones sombres G en forme de grille ou de nids d’abeilles correspondant aux images de la structure de séparation 11d, 12d des fibres optiques multicoeurs. Ces zones sombres G correspondent à des zones de la cible C qui ne sont pas observées par les capteurs d’imagerie.
Le principe de l’invention a pour objectif que les flux lumineux acheminés par la première fibre optique multicœurs 11 et la deuxième fibre optique multicœurs 12 couvrent toute une zone de la cible C. Dans la mesure où la position sur le capteur d’imagerie, de la matrice 11d de la première fibre optique multicoeurs 11 est différente de la position sur le capteur d’imagerie, de la matrice 12d de la deuxième fibre optique multicoeurs 12, toute la zone de la cible C se trouvent observée. Bien entendu, la zone de la cible C observée correspond à la zone commune de la cible observée à la fois par les deux fibres optiques multicoeurs 11, 12. Il est à noter que les champs d’observation des deux fibres optiques multicoeurs peuvent ne pas coïncider. Dans ce cas, seule la partie commune des champs d’observation des deux fibres optiques multicoeurs permettent la reconstruction d’une image composite dépourvue de l’image des structures de séparation 11d, 12d.
Le processeur d’imagerie 25 est configuré pour construire une image composite Ic à partir des images I11 provenant de la première fibre optique multicœurs 11 et des images I12 provenant de la deuxième fibre optique multicœurs 12. Les parties manquantes d’une image provenant de la première fibre optique multicœurs 11 et correspondant à la zone sombre G sont reconstituées à partir des parties d’une image provenant de la deuxième fibre optique multicœurs 11 et ne correspondant pas à une zone sombre de ladite image. En d’autres termes, la partie manquante d’une image provenant de la première fibre optique multicoeurs est complétée par la partie correspondante d’une image provenant de la deuxième fibre optique multicoeurs. Bien entendu, inversement, la partie manquante d’une image provenant de la deuxième fibre optique multicoeurs est complétée par la partie correspondante d’une image provenant de la première fibre optique multicoeurs. Dans l’image composite Ic ainsi construite n’apparait pas, l’image des matrices c’est-à-dire l’image de la structure de séparation 11d, 12d des cœurs des deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 comme illustré à la . Une telle image Ic surrésolue permet d’obtenir une image de la totalité de la cible avec une résolution améliorée. Au sens de l’invention, il est admis que l’image composite Ic ainsi reconstruite puisse comporter une ou plusieurs zones indéfinies correspondant à des zones sombres.
Bien entendu, le processeur d’imagerie 25 met en œuvre des programmes de traitement d’images permettant à partir des images I11 et I12 prises à partir des fibres optiques multicœurs 11, 12, de construire une image composite. De tels programmes de traitement d’images peuvent faire appel à des réseaux de neurones pour lesquels une phase d’apprentissage a été réalisée avec des images de référence de cibles.
Bien entendu, le système de configuration 31 pour créer des images de la cible C dont la position sur le capteur d’imagerie, de la matrice 11d de la première fibre optique multicoeurs 11 est différente de la position sur le capteur d’imagerie, de la matrice 12d de la deuxième fibre optique multicoeurs 12 peut être réalisé de toute manière appropriée.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, au moins une variante de réalisation du système de configuration 31 décrite ci-après est adaptée pour créer sur le ou les capteurs d’imagerie, des images provenant des deux fibres optiques multicoeurs et contenant des indicateurs de taille de la cible. Les images ainsi créées sont traitées par le processeur d’imagerie 25 pour déterminer une mesure de la cible à partir des indicateurs de taille présents sur les images. Comme cela ressortira des exemples décrits ci-après, les indicateurs de taille de la cible sont liés aux caractéristiques physiques des fibres optiques multicoeurs 11, 12 telles que par exemple, le diamètre des cœurs 11c, 12c, le diamètre de ces fibres optiques multicoeurs, l’épaisseur des matrices 11d, 12d ou les formes des sections des fibres optiques multicoeurs 11, 12.
Selon une variante avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 est réalisé par la première fibre optique multicœurs 11 et la deuxième fibre optique multicœurs 12 présentant des orientations différentes ( ). Selon cet exemple, la première fibre optique multicœurs 11 et la deuxième fibre optique multicœurs 12 relèvent d’un même type de fibres et les extrémités distales 11a, 12a de ces fibres optiques multicoeurs 11, 12 sont positionnées au niveau de la tête distale 2b de manière que ces fibres optiques multicoeurs 11, 12 observent la cible avec des structures de séparation 11d, 12d décalées spatialement entre elles. Il est à noter que deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 peuvent être utilisées pour réaliser des mesures de dimensions de la cible à partir des images de la cible prises par ces deux fibres optiques multicoeurs. En effet, les structures de séparation 11d, 12d peuvent servir d’indicateurs de taille pour déterminer une mesure de taille de la cible.
Selon une autre variante avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 est réalisé par la première fibre optique multicœurs 11 présentant des cœurs 11c selon un diamètre déterminé tandis que la deuxième fibre optique multicœurs 12 présente des cœurs 12c avec un diamètre différent du diamètre des cœurs de la première fibre optique. Dans l’exemple illustré à la , les cœurs 11c de la première fibre optique multicœurs 11 présente à titre d’exemple, un diamètre plus petit que les cœurs 12c de la deuxième fibre optique multicœurs 12.
Selon l’exemple ci-dessus, les deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 possèdent la même section c’est-à-dire le même diamètre. Il est à noter que selon une autre variante avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 peut être réalisé par la première fibre optique multicœurs 11 et la deuxième fibre optique multicœurs 12 qui présentent des sections différentes. Ainsi, le diamètre de la première fibre optique multicœurs 11 peut être inférieur au diamètre de la deuxième fibre optique multicœurs 12. Il est à noter que la mise en œuvre de deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 de dimensions différentes mais connues peut être utilisée comme indicateurs de taille pour réaliser des mesures de dimensions de la cible à partir des images de la cible prises par ces deux fibres optiques multicoeurs.
Selon une autre variante avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 est réalisé par la première fibre optique multicœurs 11 présentant une section de forme déterminée tandis que la deuxième fibre optique multicœurs 12 présente une section de forme différente de la forme de la section de la première fibre optique. Dans l’exemple illustré à la , la première fibre optique multicœurs 11 possède une section carrée tandis que la deuxième fibre optique multicœurs 12 possède une section ronde. Il est à noter que la mise en œuvre de deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 avec des sections de formes différentes peut être utilisée comme indicateurs de taille pour réaliser des mesures de dimensions de la cible à partir des images de la cible prises par ces deux fibres optiques multicoeurs. En effet, les dimensions des sections de ces deux fibres optiques multicoeurs étant connues, il est ainsi possible de réaliser des mesures de la cible sur les images prises ces deux fibres optiques multicoeurs.
Selon une autre variante avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 est réalisé par un système optique 31a, 31b disposé à l’extrémité distale des fibres optiques multicoeurs 11, 12 pour créer des profondeurs de champs différentes. Tel que cela ressort de la , le système optique peut comporter par exemple une première lentille 31a disposée à l’extrémité distale 11a de la première fibre optique multicoeurs 11 pour observer la cible C à une profondeur de champ Pf1. Une deuxième lentille 31b est disposée à l’extrémité distale 12a de la deuxième fibre optique multicoeurs 12 pour observer la cible C à une profondeur de champ Pf2 qui est différente de la profondeur de champ Pf1.
Selon une autre variante avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 est réalisé par l’utilisation d’une première fibre optique multicœurs 11 et d’une deuxième fibre optique multicœurs 12 présentant des ouvertures numériques différentes. Ainsi, comme l’ouverture d’une fibre optique multicoeurs 11, 12 définit son champ d’observation, les images obtenues par des fibres optiques multicoeurs d’ouvertures différentes sont différentes.
Il ressort de la description qui précède que le système de configuration 31 peut être réalisé par l’une et/ou l’autre des variantes de réalisation décrites ci-dessus. En d’autres termes, il doit être compris que ces diverses variantes de réalisation du système de configuration 31 peuvent être combinées entre elles de toute manière appropriée. Par exemple, les fibres optiques multicœurs 11, 12 peuvent présenter des cœurs de diamètres différents mais également des sections de formes différentes.
Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, le système de configuration 31 est configuré afin que les images I11 provenant de la première fibre optique multicœurs 11 et les images I12 provenant de la deuxième fibre optique multicœurs 12, puissent être mises en correspondance. En effet, pour reconstruire les parties manquantes d’une image par les parties correspondantes d’une autre image, il convient que les positions des images soient référencées entre elles. La détermination de la position relative des images entre elles peut être réalisée de toute manière appropriée. Par exemple, la mise en œuvre d’un repère ou d’une marque apparaissant sur les images prises permet cette mise en correspondance dans la mesure où le positionnement relatif des extrémités distales 11a, 12a des fibres optiques multicoeurs 11, 12 au niveau de la tête distale 2b de l’instrument d’insertion est connu.
Il est à noter que la mise en œuvre de deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 avec des sections de formes différentes peut être utilisée pour mettre en correspondance les images prises par les fibres optiques multicoeurs 11, 12. En effet, le positionnement relatif des fibres optiques multicoeurs 11, 12 au niveau de la tête distale 2b de l’instrument d’insertion étant connu, il est possible de déterminer la position relative des images à partir de leur forme caractéristique. Avantageusement, le processeur d’imagerie 25 traite les images provenant des deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 pour déterminer une orientation de la tête distale 2b. En effet, les images provenant des deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 avec des sections de formes différentes présentent des indicateurs d’orientation permettant de déterminer l’orientation de la tête distale 2b puisque l’orientation relative des deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 est connue au niveau de la tête distale 2b.
Selon un autre aspect, un système d’imagerie I comportant deux fibres optiques multicoeurs 11, 12 avec des sections de formes différentes peut être avantageusement utilisé pour aider à la localisation de la tête distale par rapport à la cible.
Claims (14)
- Système d’imagerie pour système endoscopique médical de visualisation d’une cible comportant :
- un système endoscopique médical (1) comportant un instrument d’insertion (2) se terminant à l’opposé d’une partie proximale (2a), par une tête distale (2b), cet instrument d’insertion étant pourvu d’une première fibre optique multicœurs (11) et d’une deuxième première fibre optique multicœurs (12) présentant chacune, une extrémité distale, une extrémité proximale et une pluralité de cœurs (11c), (12c) séparés par une structure de séparation (11d), (12d), les extrémités distales de la première fibre optique multicoeurs et de la deuxième fibre optique multicoeurs étant situées à la tête distale de l’instrument d’insertion;
- un appareil d’acquisition et de traitement d’images (15) comportant :
* au moins une source d’éclairage configurée (16),(17) pour délivrer un faisceau lumineux selon au moins un premier spectre de longueurs d’onde, à la tête distale de l’instrument d’insertion;
* au moins capteur d’imagerie (18), (19) configuré pour recevoir des faisceaux lumineux en provenance au moins de l’extrémité proximale de la première fibre optique multicœurs et de l’extrémité proximale de la deuxième fibre optique multicœurs, le capteur d’imagerie recevant les images d’un système de configuration (31) pour créer sur le capteur d’imagerie, des images de la cible dont la position de la structure de séparation de la première fibre optique multicoeurs est différente de la position de la structure de séparation de la deuxième fibre optique multicoeurs;
*un processeur d’imagerie (25) relié au capteur d’imagerie et configuré pour traiter les images provenant de la première fibre optique multicœurs et de la deuxième fibre optique multicœurs, pour reconstituer une image composite de la cible dans laquelle l’image des structures de séparation n’apparait pas. - Système d’imagerie selon la revendication précédente selon lequel l’appareil d’acquisition et de traitement d’images (15) comporte un seul capteur d’imagerie configuré pour recevoir soit sur deux zones séparées, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs (11) et de la deuxième fibre optique multicœurs (12), soit sur une zone commune mais décalée dans le temps, les faisceaux lumineux en provenance de la première fibre optique multicœurs et de la deuxième fibre optique multicœurs.
- Système d’imagerie selon la revendication 1 selon lequel l’appareil d’acquisition et de traitement d’images (15) comporte deux capteurs d’imagerie (18), (19) configurés pour recevoir chacun un faisceau lumineux en provenance soit de la première fibre optique multicœurs soit de la deuxième fibre optique multicœurs.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 3 selon lequel le système de configuration (31) est configuré afin que les images provenant de la première fibre optique multicœurs (11) et les images provenant de la deuxième fibre optique multicœurs (12), puissent être mises en correspondance.
- Système d’imagerie selon la revendication précédente selon lequel le processeur d’imagerie (25) traite les images pour déterminer une orientation de la tête distale (2b).
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 5 selon lequel le système de configuration (31) est réalisé par la première fibre optique multicœurs (11) et la deuxième fibre optique multicœurs (12) présentant des sections de formes différentes.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 6 selon lequel le système de configuration (31) est réalisé par la première fibre optique multicœurs (11) et la deuxième fibre optique multicœurs (12) présentant des orientations différentes.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 7 selon lequel le système de configuration (31) est réalisé par une première fibre optique multicœurs (11) et une deuxième fibre optique multicœurs (12) présentant des ouvertures numériques différentes.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 8 selon lequel le système de configuration (31) est réalisé par un système optique disposé à l’extrémité distale des fibres optiques multicoeurs pour créer des profondeurs de champs différentes.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 9 selon lequel le système de configuration (31) est réalisé par la première fibre optique multicœurs (11) présentant des cœurs selon un diamètre déterminé tandis que la deuxième fibre optique multicœurs (12) présente des cœurs avec un diamètre différent du diamètre des cœurs de la première fibre optique.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications 1 à 10 selon lequel le système de configuration (31) est réalisé par la première fibre optique multicœurs (11) présentant une section de forme déterminée tandis que la deuxième fibre optique multicœurs (12) présente une section de forme différente de la forme de la section de la première fibre optique multicoeurs.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications précédentes selon lequel la source d’éclairage (16, 17) est configurée pour délivrer un faisceau lumineux à au moins une fibre optique multicoeurs.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications précédentes selon lequel une source d’éclairage (29) est configurée pour délivrer un faisceau lumineux à au moins une fibre optique (28) acheminant la lumière jusqu’à la tête distale de l’instrument d’insertion.
- Système d’imagerie selon l’une des revendications précédentes selon lequel le ou les capteurs d’imagerie reçoivent les images du système de configuration (31) configuré pour créer sur le ou les capteurs d’imagerie, des images provenant des deux fibres optiques multicoeurs et contenant des indicateurs de taille de la cible et en ce que le processeur d’imagerie (25) traite les images pour déterminer une mesure de la cible à partir des indicateurs de taille.
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| WO2024121522A1 (fr) | 2024-06-13 |
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