Contrôle Qualité en IRM 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Sommaire Le cadre de stage Le projet de stage Objectifs Le contrôle qualité L’Imagerie par Résonance Magnétique Le fantôme ACR Les métriques du contrôle qualité Quels paramètres sont relevés ? Deux méthodes d’extraction des métriques : Matlab et JAVA Résultats de l’étude & Interprétation Stabilité du champ magnétique Précision Géométrique Conclusion Généralités qui permettront de mieux comprendre le processus du contrôle qualité et les métriques relevées 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Le cadre de Stage Le contexte : L3 Ingénierie Biomédicale : Fac de médecine Nancy 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Le cadre de Stage L’organisme d’accueil Centre Hospitalier Universitaire de Nancy (CHU) 4ème étage Tour Drouet au Centre d’Investigation Clinique - Innovation Technologique (CIC-IT) Créé en 2007 par Jacques FELBLINGER & Cédric PASQUIER Collaboration avec le Laboratoire « Imagerie Adaptative Diagnostique Interventionnelle » (IADI) Faire évoluer la recherche clinique dans les CHU. Associer les soins aux innovations techniques, médicales et diagnostiques. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Projet de Stage Objectifs : Faire le bilan des mesures de l’année 2013 pour le suivi longitudinal des performances de l’IRM 1,5T de Brabois Comparaison des outils Matlab et JAVA (tous deux utilisés dans le Contrôle Qualité). 07/11/2018 Pied de page

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Projet de Stage Qu’est-ce que le contrôle qualité ? Principe général : suivi des performances d’un dispositif Lien entre performance & utilité du dispositif Notre dispositif ? L’IRM 1.5T pendant 52 semaines (2013) IRM = dispositif médical  Obtention d’images Nécessite un champ magnétique puissant et stable mesuré en tesla (T). Champ magnétique produit par un gros aimant. Il entraine une magnétisation des tissus qui aligne les moments magnétiques des spins. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Le projet de Stage Champs magnétiques oscillants plus faible appelées Radio Fréquence (RF). Ils sont appliqués de manière à modifier l’alignement des spins : phénomène de précession qui donne un signal électromagnétique mesurable. L’IRM est capable de localiser l’origine du signal en appliquant des gradients (champs magnétiques non uniformes) : cela induit des fréquences mesurables. Ces fréquences sont différentes en fonction des tissus. IRM basé sur l’atome d’hydrogène : environ 70% d’eau dans le corps humain. Le système de transmission et réception du signal permet de créer l’image. Informations nécessaires à la compréhension de l’extraction des métriques 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Le projet de Stage Le fantome ACR (American College of Radiology) Un fantôme est un objet-test qui permet d’extraire plusieurs métriques. Cylindre de plexiglas de dimension connue. Lors du contrôle qualité, certaines métriques prélevées sont directement liés à l’appareil (fréquence de résonance) d’autres au fantôme lui-même (précision géométrique). Utilisation d’une antenne tête « 8HR Brain » lors des acquisitions (l’énergie récupérée par l’antenne donne l’information nécessaire à la formation de l’image. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Le projet de Stage Images du fantôme ACR pour les mesures du contrôle qualité. (a) Image sagittale de localisation montrant les 11 coupes axiales (slices positions) et les cales de repérage (wege). (b) Image des 11 coupes axiales. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Les métriques du contrôle qualité Paramètres de qualité mesurés Méthodologie Limites Stabilité du champ magnétique Relevé hebdomadaire de la fréquence centrale (FC) de résonance. Calcul de la variation des mesures par régression linéaire Limite imposée par la stabilité constructeur : <2,4ppm*Fc Soit : 153Hz à 1,5T Rapport signal sur bruit Signal : intensité dans une région d’intérêt au centre de l’image Bruit : différence de deux images acquises dans les mêmes conditions Limites spécifiques : à définir après une période de 30 mesures Précision géométrique Mesure de la longueur du fantôme Mesure des diamètres du fantôme dans les directions de codage de phase et de fréquence Comparaison avec les dimensions réelles Limite ACR : +/- 2mm Limites spécifiques : +/- 0,5% de moyenne des mesures Précision de l’épaisseur de coupe Méthode des rampes de signal (NEMA MS-5) Limite ACR : +/- 5% de la moyenne des mesures 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Les métriques du contrôle qualité Deux méthodes d’extraction des métriques: Importance d’un contrôle approfondi et régulier Procédures simples, indépendantes, reproductibles et automatiques. Programme Matlab élaboré par A. SEWONU Plugin JAVA développé par E. MICARD et coll. (disponible via ArchiMed3) 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Résultats de l’étude et Interprétation Bilan annuel sur l’année 2013 Références de l’IRM : Marque : Général Electric GE Intensité du champ : 1,5 Tesla Adresse : CHU de Nancy Brabois – 54511 Vandoeuvre-lès-Nancy Nombre théorique de contrôles Nombre effectif de contrôles Nombre de contrôles exploitables Score d’assiduité (exploitables / théoriques) Productivité (exploitables / théoriques) 52 46 43 88.46% 82.69% 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Résultats de l’étude et Interprétation Stabilité du champ magnétique Relevé de la fréquence en fonction du temps La courbe diminue au cours de l’année 2013 avec un coefficient directeur de -5E-08. Pourquoi ? 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Résultats de l’étude et Interprétation L’écart maximal de la fréquence de l’aimant ne dépasse pas la limite constructeur. La stabilité du champ magnétique de cet IRM est dite conforme . 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Résultats et Interprétation Précision géométrique 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Résultats de l’étude et Interprétation Les coefficients de variation des 3 métriques indiquent que les mesures sont hautement stables sur la période de contrôle. Le seuil d’alerte n’a jamais été dépassé, et la limite ACR n’a pas été atteinte non plus. La précision géométrique est également dite conforme. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Comparaison matlab et plugin JAVA Hypothèse : pas de différence significative Paramètre choisis : précision géométrique (longueur ACR = 190mm) : on compare les métriques qui ne proviennent pas des champs des images mais bien du fantôme. Corrélation : On remarque un biais Le coefficient de corrélation est de : -0,44. Cela signifie que les diamètres estimés par les deux méthodes ne sont pas égaux. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Comparaison matlab et plugin JAVA Bland Altman La différence est négative, cela signifie que le plugin java surestime l’estimation du diamètre RL du fantôme ACR Test de Student : H0 : les moyennes sont égales La statistique de test est égale à 4,67E-45 ce qui est inférieur au seuil de 5% . Cela signifie donc que l’on rejette l’hypothèse nulle : la différence entre les deux outils est significative. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Conclusion Pour chacun des tests contrôle qualité de la procédure de l’American College of Radiology, les mesures se situent idéalement dans les limites ainsi définies. D’autres grandeurs non détaillées dans cette présentation sont mesurées et répondent également aux exigences constructeur : rapport signal sur bruit, homogénéité du bruit, uniformité des images, précision de l’épaisseur de coupe, précision de la position de coupe, la résolution spatiale. D’après ces tests et suivant les recommandations de l’American College of Radiology, les performances de l’IRM GE Signa 1,5T du CHU Brabois sont normales et conviennent pour une utilisation clinique. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER Conclusion La comparaison entre les outils matlab et plugin JAVA a montré une différence significative pour la mesure du diamètre Cela implique qu’il faut chercher les causes de cette différence. Etant donné que l’on ne sait pas si les mesures correctes sont celles de matlab ou de java, il est nécessaire d’approfondir ces estimations. Un travail informatique supplémentaire est recommandé afin de palier à cette différence significative. 07/11/2018 Contrôle Qualité en IRM – Sonia AIT DJAFER

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