Etude de précision et de reproductibilité du micro-scanner en contexte taphonomique E. Le Garff*,**, T. Colard**, A. Bécart*,**, X. Demondion**,*** , V. Hédouin*,**, D. Gosset*,** * Service de Médecine Légale, CHRU de Lille ** Unité de Taphonomie Médico-Légale (EA7367), Univ. Lille II *** Service de Radiologie, CHRU de Lille Société Française de Médecine Légale Séance du 07 décembre 2015

Introduction Micro-scanner (ou micro-CT ou μCT) Scanner avec reconstruction en 3D Niveau du micromètre Non destructeur Déjà utilisé sur le vivant (ex : étude de l’ostéoporose) Analyses de l’os trabéculaire, cortical et de certains tissus mous

Introduction (2) Outils précis ≈ histologie (technique de référence) Outils numériques de superposition des images pour améliorer la précision Précision variable lorsque plusieurs acquisitions Exemple des études in vivo Exemple de l’étude de l’IPM

Objectifs Etudier la précision des mesures effectuées au μCT après superposition des images Etudier la variabilité inter et intra-observateur après superposition

Matériel et Méthodes Protocole de vieillissement avec acquisitions régulières au μCT d’échantillons osseux humains Deux acquisitions successives (immédiates) d’un échantillon osseux (voûte crânienne) au μCT avec les mêmes paramètres

Matériel et Méthodes (2) Acquisitions Résolution 10 μm 1ère (45 min) puis 2nde (45 min) Reconstruction des images en 3D 1ère acquisition = référence 2ème acquisition = cible Copies (identiques) des images reconstruites de 2nde acquisition 30 exemplaires pour Observateur 1 30 exemplaires pour Observateur 2 30 exemplaires pour Observateur 1 bis

Matériel et Méthodes (3) - Superposition

Matériel et Méthodes (4) Superposition des images Manuelle puis automatisée Formation identique des deux observateurs Analyse (CTan), os trabéculaire Volume osseux (BV), Surface Osseuse (BS), Epaisseur Trabéculaire moyenne (Tb.Th), Espacement Trabéculaire moyen (Tb.Sp), Nombre de Trabécule moyen par millimètre (Tb.N) Statistiques Descriptives puis test de Student (variabilité intra et inter-observateur)

Résultats Observateur 1 Observateur 1 bis Observateur 2 BV moyen (en mm3) 9,977 (+/- 0,0017) 9,976 (+/- 0,014) (+/- 0,0023) BS moyen (en mm2) 186,1 (+/- 0,0071) (+/- 0,0161) (+/- 0,0295) Tb.N moyen (en mm-1) 1,7292 (+/- 0,0001) (+/- 0,0003) (+/- 0,0004) Tb.Th moyen (en mm) 0,1708 (+/- 0,000008) (+/- 0,000004) (+/- 0,000044) Tb.Sp moyen 0,5265 (+/- 0,00005) (+/- 0,00001) (+/- 0,00009)

Résultats (2) – Observateur 1 versus 2 BV (en mm3) BS (en mm2) Tb.N (en mm-1) Tb.Th (en mm) Tb.Sp Différence absolue moyenne 0,0001 (+/- 0,002) 0,01 (+/- 0,03) 0,0003 (+/- 0,0003) (+/- 0,0001) 2.10(-5) (+/- 3.10(-5)) Coefficient de variation (en %) 0,02 % 0,01 % Student p = 0,041 p = 0,212 p = 0,374 p = 0,269 p = 0,44

Résultats (2) – Observateur 1 versus 2 BV (en mm3) BS (en mm2) Tb.N (en mm-1) Tb.Th (en mm) Tb.Sp Différence absolue moyenne 0,0001 (+/- 0,002) 0,01 (+/- 0,03) 0,0003 (+/- 0,0003) (+/- 0,0001) 2.10(-5) (+/- 3.10(-5)) Coefficient de variation (en %) 0,02 % 0,01 % Student p = 0,041 p = 0,212 p = 0,374 p = 0,269 p = 0,44

Résultats (3) – Observateur 1 versus 1 bis BV (en mm3) BS (en mm2) Tb.N (en mm-1) Tb.Th (en mm) Tb.Sp Différence absolue moyenne 0,0003 (+/- 0,001) 0,01 (+/- 0,02) 0,0001 (+/- 0,0003) 0,0004 (+/- 4.10(-5)) 6.10(-6) (+/- 1.10(-5)) Coefficient de variation (en %) 0,01 % 0,0036 % Student p = 0,331 p = 0,02 p = 0,728 p = 0,067

Résultats (3) – Observateur 1 versus 1 bis BV (en mm3) BS (en mm2) Tb.N (en mm-1) Tb.Th (en mm) Tb.Sp Différence absolue moyenne 0,0003 (+/- 0,001) 0,01 (+/- 0,02) 0,0001 (+/- 0,0003) 0,0004 (+/- 4.10(-5)) 6.10(-6) (+/- 1.10(-5)) Coefficient de variation (en %) 0,01 % 0,0036 % Student p = 0,331 p = 0,02 p = 0,728 p = 0,067

Discussion Etudes préexistantes sur acquisitions successives S Lan et al, Bone 2013, in vivo, 15 acquisitions : Avant superposition => Coefficient de variation compris entre 1,2 et 2,65 % pour BV, Tb.N, Tb.Th et Tb.Sp Après => Coefficient de variation compris entre 0,97 et 2,37 % J.A. MacNeil, S.K. Boyd, Medical Engineering & Physics 2008, in vitro, 10 acquisitions : Sans mouvements de la pièce => Coefficient de variation compris entre 0 et 0,262 % pour BV, Tb.N, Tb.Th, Tb.Sp Avec mouvements => Coefficient de variation compris entre 0,468 et 1,07% Y. Lu et al, Medical Engineering & Physics 2015, in vivo, 24 acquisitions : Avec superposition => Coefficient de variation compris entre 0,88 et 3,93 %

Conclusions Nécessité de réaliser des tests préalables de précision ou Précision de la superposition seule est bonne Intra-observateur Inter-observateur Mais des différences statistiques peuvent être observées uniquement après utilisation de cet outil Variabilité entre les machines et les protocoles d’acquisitions Nécessité de réaliser des tests préalables de précision ou Connaître l’ordre de grandeur des modifications attendues

Merci de votre attention