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LA QUALITE D’IMAGE AU LA QUALITE D’IMAGE AU SCANNERSCANNER
A.CLAUDINE TIKI DOUMBEA.CLAUDINE TIKI DOUMBEPARIS-FRANCEPARIS-FRANCE
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SommaireSommaire
1.1. Quelques rappelsQuelques rappels
2.2. DéfinitionsDéfinitions
3.3. Les facteurs de qualitéLes facteurs de qualité
4.4. Comment faire?Comment faire?
5.5. Qualité/IrradiationQualité/Irradiation
6.6. Le rôle du manipulateurLe rôle du manipulateur
7.7. ConclusionConclusion
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1.1. RAPPELSRAPPELSLe scanner est une chaîne Le scanner est une chaîne radiologique constituée d’un radiologique constituée d’un générateur, d’un tube à rayons X et générateur, d’un tube à rayons X et d’une couronne de détecteurs.d’une couronne de détecteurs.Le générateur alimente le tube en Le générateur alimente le tube en lui fournissant de la puissance.lui fournissant de la puissance.Le tube tourne autour du patient en Le tube tourne autour du patient en émettant un faisceau de rayons X .émettant un faisceau de rayons X .Ce faisceau va traverser le patient Ce faisceau va traverser le patient en étant absorbé différemment en en étant absorbé différemment en fonctions des structures fonctions des structures rencontrées.rencontrées.Les détecteurs vont capter les Les détecteurs vont capter les intensités résiduelles après intensités résiduelles après traversée du patient.traversée du patient.Grâce au traitement informatique, Grâce au traitement informatique, ces profils d’atténuation vont être ces profils d’atténuation vont être échantillonnés, numérisés, puis échantillonnés, numérisés, puis transformés en image analogique.transformés en image analogique.
44
1.1. RappelsRappels
Le mode séquentiel:Le mode séquentiel:À chaque rotation du couple tube -détecteurs À chaque rotation du couple tube -détecteurs
de 360°, une coupe d’une épaisseur e de 360°, une coupe d’une épaisseur e est acquise dans un plan de coupe fixe. est acquise dans un plan de coupe fixe.
Ensuite, le lit avance d’une distance i pour Ensuite, le lit avance d’une distance i pour réaliser la coupe suivante.réaliser la coupe suivante.
Le phénomène se répète jusqu’à Le phénomène se répète jusqu’à l’acquisition complète du volume à l’acquisition complète du volume à étudier.étudier.
Le mode spiralé ou hélicoïdal:Le mode spiralé ou hélicoïdal:Le couple tube- détecteur tourne en Le couple tube- détecteur tourne en
continu pendant le déplacement du continu pendant le déplacement du lit pour acquérir ensemble du lit pour acquérir ensemble du volume à étudier. Le mouvement volume à étudier. Le mouvement décrit autour du patient est une décrit autour du patient est une
hélice ou spiralehélice ou spirale . . L’acquisition peut L’acquisition peut être mono ou multi coupesêtre mono ou multi coupes
2 modes d’acquisition d’images sont possibles:2 modes d’acquisition d’images sont possibles:
55
2.2. DéfinitionDéfinitionQualité de l’image: Qualité de l’image:
Ensemble de facteurs qui font que l’image Ensemble de facteurs qui font que l’image corresponde à ce qu’on attend.corresponde à ce qu’on attend.
Ensemble de caractères sous lesquels Ensemble de caractères sous lesquels l’image se présente.l’image se présente.Définition de l’image: Définition de l’image:
Absence de flou de l’imageAbsence de flou de l’imageCapacité à distinguer sur l’image deux Capacité à distinguer sur l’image deux
points de petite taille proches l’un de points de petite taille proches l’un de l’autrel’autre
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Les facteurs de qualitéLes facteurs de qualité
La qualité de l’image repose sur plusieurs La qualité de l’image repose sur plusieurs éléments:éléments:
La résolution spatiale RSLa résolution spatiale RS dans le plan de coupedans le plan de coupe longitudinalelongitudinale
La résolution en contraste ou en densité RDLa résolution en contraste ou en densité RDLa résolution temporelleLa résolution temporelleLe rapport signal/bruitLe rapport signal/bruitLa présence ou non d’artéfactsLa présence ou non d’artéfacts
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Résolution spatiale Résolution spatiale
Résolution spatiale Résolution spatiale (dans le plan de coupe)(dans le plan de coupe)
Dépend aussi du filtre de reconstruction choisi
Est identique en mode séquentiel et en mode hélicoïdal
Peut atteindre jusqu’ à 20 à 25pl/cmEst peu dépendante de la dose
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99
Résolution spatiale Résolution spatiale La résolution spatiale longitudinale:La résolution spatiale longitudinale:
Dépend de la taille du voxel dans l’axe Oz, qui Dépend de la taille du voxel dans l’axe Oz, qui correspond à l’épaisseur effective ou réelle de correspond à l’épaisseur effective ou réelle de coupe.coupe.
Résolution spatiale (longitudinale)
Donc dépend de la collimation, du pitch, et Donc dépend de la collimation, du pitch, et de l’algorithme d’interpolation de l’algorithme d’interpolation
p= d/e.np= d/e.n
d:distance ou avancée de la table pendant la rotationd:distance ou avancée de la table pendant la rotation
e: épaisseur de coupee: épaisseur de coupe
n: nombres de coupesn: nombres de coupes par rotationpar rotation
Est plus importante en mode hélicoïdalEst plus importante en mode hélicoïdal
1010
1111
Résolution en contraste (1)Résolution en contraste (1)Possibilité de distinguer des structures à Possibilité de distinguer des structures à faible différence de contrastefaible différence de contraste
Dépend du rapport contraste/bruitDépend du rapport contraste/bruit
Dépend du rapport signal/bruitDépend du rapport signal/bruit
Dépend aussi du filtre de reconstruction Dépend aussi du filtre de reconstruction choisichoisi
Edge Bone plus Bone DétailEdge Bone plus Bone Détail
1212
Résolution temporelleRésolution temporelle
Possibilité de réaliser des images en Possibilité de réaliser des images en minimisant le temps d’acquisition.minimisant le temps d’acquisition.Dépend du pitch pour les scanners Dépend du pitch pour les scanners séquentiels ou mono coupes.séquentiels ou mono coupes.Permet avec les scanners multi coupes ou Permet avec les scanners multi coupes ou spiralés de diminuer d’un facteur 4 à 10 la spiralés de diminuer d’un facteur 4 à 10 la durée de l’acquisition.durée de l’acquisition.Augmente avec la vitesse de rotation du Augmente avec la vitesse de rotation du statifstatif
1313
Résolution temporelle le gain de temps :permet de limiter les
artéfacts d’exploration des organes mobiles
augmente les possibilités d’exploration en apnée
Permet d’explorer de grands volumes
1414
Le rapport signal/bruitLe rapport signal/bruit
• Nombre de photons X délivrés par le tube
• Dépend de la tension appliquée au tube, de l’intensité du courant (mA), du temps d’acquisition et de la collimation ou épaisseur de coupe
• Est directement lié au bruit
relation entre le flux photonique et le bruit
Facteurs de variation du nombre de photons
Dépend de plusieurs facteurs:Dépend de plusieurs facteurs: Le flux photoniqueLe flux photonique
Nombre relatif de photons
Bruit relatif
140 kV 250 63
120 kV 100 100
80 kV 40 142
1515
Le rapport signal/bruit les algorithmes d’ interpolation• Le mode 360° linéaire augmente le S/B de √2 par rapport au
mode 180°linéaire en scanner mono coupe.• Sont complexes car associés à d’autres facteurs en acquisition
multi coupes (360°+ 45° ou Full et 360° ou Entier)
Le filtre de reconstruction• Sont classés du plus « mou » ou plus « dur »: soft, standard, lung,
détail, os, edge• Les filtres durs ↑ la RS mais ↑ aussi le bruit, donc le R/S ↓• Les filtres mous ↑ la RD, et le S/B ↑ car le bruit ↓.
Soft Standard Détail Bone Edge
Le rapport signal/bruit Le pitch• En acquisition mono coupe
hélicoïdale le R/S est indépendant du pitch, car le nombre de données pour reconstruire l’image ne dépend pas du pitch
• En acquisition multi
coupes, à mA constants
quand le picth ↑, le R/S↓,
car le nombre de
données pour recons-
truire la coupe ↓
1717
Les artéfacts
Ils résultent d’une discordance entre les valeurs de densité de l’image reconstruite et les valeurs réelles d’atténuation.
Ont des origines différentes:Soit liés au patientSoit liés à la machineSoit liés au patient et à la machine
1818
Les artéfacts
Les artéfacts de très haut contraste:
plombages- couronnes- prothèses dentaires, boucles d’oreille, clips- fils chirurgicaux, prothèses, stimulateurs…
Les artéfacts de mouvement ou flou cinétique:
surtout chez l’enfant et le sujet agité.
↓↓ temps d’acquisitions courts et bonne contention
Les artéfacts liés au patient:
1919
Les artéfactsLes artéfacts liés à la machine:
Les artéfacts de sous échantillonnage
sont dus à une insuffisance de mesures et se traduisent par des lignes fines au sein de l’image.
→ ↓ la vitesse de rotation ou ↓ le pitch
Les artéfacts d’obliquité du faisceau
augmentent avec le nombre de coupes par rotation
→ mise au point d’algorithmes d’interpolation planaires
2020
Les artéfacts
Les artéfacts de
durcissement du faisceau sont rencontrés lors de la traversée
de structures très denses (fosse postérieure)
→ épaisseur de coupe à l’ acquisition
Les artéfacts de volume partiel
Sont dus à une grande différence de densité entre les éléments d’un même voxel
→ ↓ épaisseur de coupe et ↓ pitch
Les artéfacts liés au patient et à la machine:
2121
Comment faire?Comment faire?Il faut:Il faut:
Bien entretenir la machine: Redémarrage ou arrêt suivant les consignes du constructeur Calibrations et préchauffages réguliers Être attentifs aux messages d’erreur. Nettoyer les projections de contraste (mylar, table, cales,
têtière)
Minimiser les causes d’artéfacts: Ôter ou dégager au maximum les objets métalliques en regard
de la région à explorer Installer rigoureusement les patients sur la table Ne pas hésiter à immobiliser les patients agités et les enfants
2222
Comment faire?Comment faire?Améliorer le facteur de qualité qui va permettre au protocole d’examen de faire le diagnostic::
La résolution spatialeLa résolution spatialeEst nécessaire pour l’exploration des structures à haut contraste (os,
poumon)
Augmente avec des coupes fines,une matrice élevée ,un pitch faible, un temps d’acquisition court et les filtres de reconstruction « durs »
Mais diminue le R/S et nécessite des Kv et mAs élévés La résolution en contrasteLa résolution en contrasteEst utile pour la visualisation des tissus mous
Augmente avec l’épaisseur de coupe, la dose par coupe, une matrice faible, le R/S, des filtres de reconstructions « mous », et l’utilisation de produit de contraste
Permet des doses par volume plus faible mais augmente les
artéfacts
Comment faire?Améliorer le facteur de qualité qui va permettre au protocole d’examen de faire le diagnostic::
La résolution temporelleLa résolution temporelleEst utile pour l’exploration de grands volumes les organes mobiles et
le balisage vasculaireAugmente avec la vitesse de rotation du tube, le pitch, la vitesse de
déplacement de la tablePermet de diminuer le temps d’acquisition, de suivre le bolus et
de diminuer les artéfacts d’organes mobiles mais augmente la dose totale
le rapport S/Ble rapport S/BFacteur qui va découler du réglage des autres facteursAugmente avec un pitch faible, les filtres de reconstruction durs, le
facteur d’interpolationMais augmente la dose et le temps d’acquisition
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Qualité/Irradiation Qualité/Irradiation La qualité d’image est indissociable de la dose La qualité d’image est indissociable de la dose délivrée, donc de l’irradiation.délivrée, donc de l’irradiation.La directive EURATOM 9743 impose depuis mai La directive EURATOM 9743 impose depuis mai 2000:2000: La notion de dose reçueLa notion de dose reçue La dosimétrie en directLa dosimétrie en direct L’optimisation de la doseL’optimisation de la dose
La dose est mesurée au scanner par:La dose est mesurée au scanner par: La C.T.D.I. ou I.D.S, index de dose scanographique est La C.T.D.I. ou I.D.S, index de dose scanographique est
l’intégrale de la dose mesurée pour une épaisseur de l’intégrale de la dose mesurée pour une épaisseur de coupe et est obtenue à partir de mesures sur fantômes.coupe et est obtenue à partir de mesures sur fantômes.Elle va varier en fonction des paramètres choisis.Elle va varier en fonction des paramètres choisis.
La D.L.P. ou P.D.L. ou produit dose longueur est la dose La D.L.P. ou P.D.L. ou produit dose longueur est la dose délivrée pour une exploration de longueur L et s’exprime délivrée pour une exploration de longueur L et s’exprime en mGy.cm. P.D.L.= C.T.D.I. x L.en mGy.cm. P.D.L.= C.T.D.I. x L.
Qualité et irradiationLa dose délivrée au patient doit être la plus faible possible sans léser la qualité de l’image.Les moyens techniques pour baisser la dose:
Le choix du pitch Le choix des kV La modulation des mA Le choix de l’épaisseur de coupe
Les moyens comportementaux+++ Limiter les acquisitions inutiles Éviter ou protéger les organes sensibles Utiliser des techniques moins irradiantes
2626
Rôle du manipulateurRôle du manipulateur
Essentiel+++Essentiel+++
interface entre la machine et les attentes du interface entre la machine et les attentes du médecin en terme de diagnosticmédecin en terme de diagnostic
connaître et pouvoir adapter ses paramètres en connaître et pouvoir adapter ses paramètres en fonction du but recherchéfonction du but recherché
entretenir sa machineentretenir sa machine
Utiliser tous les moyens techniques pour diminuer Utiliser tous les moyens techniques pour diminuer la dose d’irradiation en maintenant la qualitéla dose d’irradiation en maintenant la qualité
Informer et sensibiliser les médecins par rapport à Informer et sensibiliser les médecins par rapport à la dose reçuela dose reçue
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conclusionconclusion
Les questions à se poser:Les questions à se poser:Quelles sont les structures à examiner?Quelles sont les structures à examiner?Comment va-t-on pouvoir les analyser?Comment va-t-on pouvoir les analyser?
compromis à faire par le manipulateur compromis à faire par le manipulateur pour avoir la meilleure image diagnostiquepour avoir la meilleure image diagnostique
2 évolutions pour la réduction de dose:2 évolutions pour la réduction de dose: les reconstructions itérativesles reconstructions itérativesL’imagerie spectrale ou double énergieL’imagerie spectrale ou double énergie