LA QUALITE D’IMAGE AU SCANNER A.CLAUDINE TIKI DOUMBE PARIS-FRANCE

Sommaire Quelques rappels Définitions Les facteurs de qualité Comment faire? Qualité/Irradiation Le rôle du manipulateur Conclusion

RAPPELS Le scanner est une chaîne radiologique constituée d’un générateur, d’un tube à rayons X et d’une couronne de détecteurs. Le générateur alimente le tube en lui fournissant de la puissance. Le tube tourne autour du patient en émettant un faisceau de rayons X . Ce faisceau va traverser le patient en étant absorbé différemment en fonctions des structures rencontrées. Les détecteurs vont capter les intensités résiduelles après traversée du patient. Grâce au traitement informatique, ces profils d’atténuation vont être échantillonnés, numérisés, puis transformés en image analogique.

Rappels 2 modes d’acquisition d’images sont possibles: Le mode séquentiel: À chaque rotation du couple tube -détecteurs de 360°, une coupe d’une épaisseur e est acquise dans un plan de coupe fixe. Ensuite, le lit avance d’une distance i pour réaliser la coupe suivante. Le phénomène se répète jusqu’à l’acquisition complète du volume à étudier. Le mode spiralé ou hélicoïdal: Le couple tube- détecteur tourne en continu pendant le déplacement du lit pour acquérir ensemble du volume à étudier. Le mouvement décrit autour du patient est une hélice ou spirale . L’acquisition peut être mono ou multi coupes

Définition Qualité de l’image: Ensemble de facteurs qui font que l’image corresponde à ce qu’on attend. Ensemble de caractères sous lesquels l’image se présente. Définition de l’image: Absence de flou de l’image Capacité à distinguer sur l’image deux points de petite taille proches l’un de l’autre

Les facteurs de qualité La qualité de l’image repose sur plusieurs éléments: La résolution spatiale RS dans le plan de coupe longitudinale La résolution en contraste ou en densité RD La résolution temporelle Le rapport signal/bruit La présence ou non d’artéfacts

Résolution spatiale

Résolution spatiale (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/cm Est peu dépendante de la dose

Résolution spatiale La résolution spatiale longitudinale: Dépend de la taille du voxel dans l’axe Oz, qui correspond à l’épaisseur effective ou réelle de coupe.

Résolution spatiale (longitudinale) Donc dépend de la collimation, du pitch, et de l’algorithme d’interpolation p= d/e.n d:distance ou avancée de la table pendant la rotation e: épaisseur de coupe n: nombres de coupes par rotation Est plus importante en mode hélicoïdal

Résolution en contraste (1) Possibilité de distinguer des structures à faible différence de contraste Dépend du rapport contraste/bruit Dépend du rapport signal/bruit Dépend aussi du filtre de reconstruction choisi Edge Bone plus Bone Détail

Résolution temporelle Possibilité de réaliser des images en minimisant le temps d’acquisition. Dépend du pitch pour les scanners séquentiels ou mono coupes. Permet avec les scanners multi coupes ou spiralés de diminuer d’un facteur 4 à 10 la durée de l’acquisition. Augmente avec la vitesse de rotation du statif

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

Le rapport signal/bruit Dépend de plusieurs facteurs: Le flux photonique 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 Nombre relatif de photons Bruit relatif 140 kV 250 63 120 kV 100 80 kV 40 142

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 ↓

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 patient Soit liés à la machine Soit liés au patient et à la machine

Les artéfacts Les artéfacts liés au patient: 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 Les 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

Les artéfacts Les artéfacts de durcissement du faisceau Les artéfacts liés au patient et à la machine: 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

Comment faire? 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

Comment faire? Améliorer le facteur de qualité qui va permettre au protocole d’examen de faire le diagnostic: La résolution spatiale Est 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 contraste Est 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 temporelle Est utile pour l’exploration de grands volumes les organes mobiles et le balisage vasculaire Augmente avec la vitesse de rotation du tube, le pitch, la vitesse de déplacement de la table Permet 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/B Facteur qui va découler du réglage des autres facteurs Augmente avec un pitch faible, les filtres de reconstruction durs, le facteur d’interpolation Mais augmente la dose et le temps d’acquisition

Qualité/Irradiation La dose est mesurée au scanner par: La qualité d’image est indissociable de la dose délivrée, donc de l’irradiation. La directive EURATOM 9743 impose depuis mai 2000: La notion de dose reçue La dosimétrie en direct L’optimisation de la dose La dose est mesurée au scanner par: La C.T.D.I. ou I.D.S, index de dose scanographique est l’intégrale de la dose mesurée pour une épaisseur de coupe et est obtenue à partir de mesures sur fantômes. Elle va varier en fonction des paramètres choisis. 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 en mGy.cm. P.D.L.= C.T.D.I. x L.

Qualité et irradiation La 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

Rôle du manipulateur Essentiel+++ interface entre la machine et les attentes du médecin en terme de diagnostic connaître et pouvoir adapter ses paramètres en fonction du but recherché entretenir sa machine Utiliser tous les moyens techniques pour diminuer la dose d’irradiation en maintenant la qualité Informer et sensibiliser les médecins par rapport à la dose reçue

conclusion Les questions à se poser: Quelles sont les structures à examiner? Comment va-t-on pouvoir les analyser? compromis à faire par le manipulateur pour avoir la meilleure image diagnostique 2 évolutions pour la réduction de dose: les reconstructions itératives L’imagerie spectrale ou double énergie