QUALIT

1
QUALITÉ DE LIMAGE EN TDM
Christophe AURIAC Manipulateur Cadre de
Santé Service de Neuro-Radiologie Hôpital
Bretonneau CHRU de TOURS
2
QUALITÉ DE LIMAGE EN TDM

• Comme dans toute limagerie, 2 paramètres
  expriment la qualité de limage
• - la résolution spatiale
• - la résolution en densité
• Connaître ces paramètres permet dexploiter au
  maximum les capacités de chaque appareil et de
  réaliser un examen de qualité.

3
RÉSOLUTION SPATIALE

• Définition
• Cest la capacité que possède un appareil pour
  détecter les plus petits détails à haut contraste
  (cest à dire qui auront une différence de
  densité élevée).
• On peut comparer la résolution spatiale au
  pouvoir séparateur de lœil.

4
Comparatif

• Elle se mesure en nombre de paire de lignes par
  centimètre et se situe entre 8 et 20 Pl./cm
  (pour les TDM haut de gamme) suivant
  lalgorithme de reconstruction.
• Par comparaison
• - film mammo 120 à 140 Pl/cm
• - film radio 50 à 80 Pl/cm
• - écran à mémoire 25 à 50 Pl/cm
• - fluographie numérisée 15 à 24 Pl/cm

5
Facteurs intrinsèques

• Taille du foyer
• la géométrie du système
• le nombre de détecteurs et leur taille
  échantillonnage linéaire

6
Facteurs extrinsèques
7
Résolution spatiale et épaisseur de coupe

• Les coupes fines favorisent la résolution
  spatiale car elle diminue le risque de volume
  partiel.
• 1 mm en haut, 5 mm en bas

8
Résolution spatiale et échantillonnage angulaire

• Plus le nombre de projection est grand, meilleure
  est la résolution spatiale.
• Le fait daugmenter le nombre de projection
  permet daugmenter le nombre de mesure.
• Il ne faut cependant pas négliger, que cela va
  augmenter le temps de rotation et donc le risque
  de flou.

9
Résolution spatiale et échantillonnage angulaire

• 720 projections 480 projections

10
Résolution spatiale et algorithme de
reconstruction

• Lalgorithme de reconstruction agit en éliminant
  le flou périphérique.
• Son choix peut augmenter la résolution spatiale
  tout en sachant quil donnera une image plus
  bruitée.

11
Résolution spatiale et matrice

• La résolution spatiale augmente avec la taille de
  la matrice de reconstruction.
• Par exemple létude du rocher sera de qualité
  supérieure en 1024 par rapport à la matrice de
  512.

12
Résolution spatiale et champ dexploration

• Le champ dexploration (fov) doit être adapte à
  la taille du volume étudié. On peut augmenter la
  résolution spatiale en diminuant la taille du
  champ et en centrant lorgane a explorer au
  maximum.
• Certains constructeurs proposent 18,25,43 ou 50
  cm.
• Cette technique permet déviter leffet de
  zooming qui ne fait quagrandir la taille des
  pixels sans apporter dinformation supplémentaire.

13
RÉSOLUTION EN DENSITÉ

• Définition
• La résolution en densité exprime le plus petit
  écart de densité décelable par la machine.
• Elle est au scanner vingt fois supérieure à la
  radio standard.
• Elle est principalement affectée par le bruit de
  fond qui est par définition une dispersion
  aléatoire des valeurs de densité de limage
  autour dune valeur moyenne pour un matériau
  uniforme.

14
Bruit de fond

• On mesure la résolution en densité grâce au
  rapport signal/bruit.
• Plus ce rapport est élevé, meilleure est la
  résolution en densité.
• Le bruit de fond altère la résolution en densité
  en donnant un aspect de grain sur limage.

15
Résolution en densité et dose

• Le bruit est inversement proportionnel à la dose,
  cest à dire au nombre et à lénergie des rayons
  x qui vont atteindre les détecteurs.
• Plus la dose est élevée, meilleure est la
  résolution en densité.
• Le bruit va donc dépendre
• - des mAs
• - du kilovoltage
• - de la taille du patient
• - de la qualité des détecteurs

16
Bruit et mAs

• Pour réduire le bruit de moitié, il faut
  multiplier la dose par quatre.
• Laugmentation des mAs, permet donc une
  augmentation de la résolution en densité. 
• Cependant, cette action est limitée par
• - léchauffement du tube
• - lirradiation du patient
• laugmentation du temps de rotation et le risque
  de flou
• En haut, Mas élevé

17
Bruit et kilovoltage

• Différentes études ont montré que la tension la
  plus favorable était proche de 120 kv.
• Au-delà, il y a alors un effet déblouissement
  des détecteurs. 
• En dessous de cette valeur, le rayon diffusé
  perturbe les mesures
• En haut KV élevé, moins de bruit

18
Bruit et taille du patient

• 3,6 cm deau atténue le faisceau de 50.
• Plus la taille du patient est importante, plus la
  dose au niveau des détecteurs sera faible et la
  résolution en densité faible.
• Il va donc falloir adopter les mAs à la taille du
  patient pour obtenir un niveau de bruit
  acceptable.

19
Bruit et épaisseur de coupe

• La dose reçue au niveau des détecteurs varie en
  fonction de lépaisseur de coupe. Les coupes les
  plus fines et donc les plus collimatées laissent
  passer une dose de rayonnement moins importante
  et abaissent la résolution en densité.
• En divisant par 2 lépaisseur de coupe, le bruit
  sera multiplié par un facteur de 1,4
• Les coupes les plus épaisses ont la meilleure
  résolution en densité. Il ne faut cependant pas
  négliger leffet de volume partiel.
• En haut 10mm, en bas 2 mm

20
Résolution en densité et algorithme

• Lalgorithme de reconstruction peut améliorer la
  résolution en densité en éliminant une partie du
  bruit de fond par effet de lissage.
• Ils sont dits filtre smooth ou soft.
• En haut smooth, en bas high

21
Résolution en densité et acquisition volumique

• Lalgorithme dinterpolation linéaire 360
  favorise la résolution en densité grâce à un
  meilleur rapport signal sur bruit (données issues
  de 2 rotations).
• Lalgorithme dinterpolation linéaire 180
  obtient une moins bonne résolution en densité (2
  fois moins de données utilisées pour la
  reconstruction). Il obtient une meilleure
  résolution spatiale puisque lépaisseur réelle de
  coupe reste inférieure à celle obtenue avec un IL
  360. (les IL360 majore lépaisseur de coupe)

22
Résolution en densité et échantillonnage angulaire

• Si lon augmente le nombre de projection et
  parallèlement la dose, il est possible
  daméliorer la résolution en densité.
• La résolution en densité nest pas améliorée par
  une seule augmentation de léchantillonnage
  angulaire

23
Résolution en densité et bruit électronique

• Lamplification du signal, le convertisseur
  analogique numérique, lélectronique peuvent être
  une source de bruit. Des composants de qualité
  peuvent limiter cette source de bruit.
• Le vieillissement est aussi une source de bruit
  par vibration

24
QUALITE DU POST-TRAITEMENT
25
Qualité dimage 2D

• Lacquisition volumique améliore la qualité des
  images 2D.
• Il est possible daméliorer ces reconstructions
  en choisissant un incrément de reconstruction
  permettant de chevaucher de 50 et un pitch
  inférieur à 1.
• Ainsi, il est possible dobtenir une qualité
  dimage proche de celle des coupes axiales.

26
Qualité des images MIP et 3D

• Ces techniques imposent le choix dune valeur de
  seuil.
• Un mauvais choix engendrera des images parasites
  ou supprimera certaines structures.
• Il peut ainsi être crée de faux trou ou de fausse
  structure en 3D ou des bords flous en MIP.
• Il est recommandé dutiliser des coupes fines et
  chevauchantes pour améliorer leurs qualités.
• Le champ dexploration doit être adapté à
  lorgane.

27
Les  Faux trous  en 3D
28
LES ARTEFACTS DE LIMAGE
29
VOLUME PARTIEL

• Lorsquune structure très dense empiète sur une
  structure de densité beaucoup plus faible, il y a
  par mesure de la densité moyenne du volume, une
  erreur de densitométrie.
• Cet effet peut être limité par lutilisation de
  coupes fines.

30
Effet du durcissement du faisceau

• Le tube radiogène émettant des faisceaux
  polychromatiques, les composants de faible
  énergie du spectre sont plus fortement atténués à
  la traversée du patient ce qui entraîne un
  déplacement du spectre vers les hautes énergies
  (effet du durcissement).
• Cet effet se manifeste particulièrement pour les
  structures osseuses denses (rocher) où le
  rayonnement varie selon la direction des
  projections, ce qui peut fausser le calcul et
  produire des traînées sombres appelées barre de
  HOUNSFIELD

31
Leffet de cône  Cone beam effect 

• Uniquement sur les scanner à détection
  matricielle.
• Les rangées centrales sont atteintes
  perpendiculairement à laxe de rotation les
  rangées les plus externes sont atteintes
  obliquement.
• La projection dun objet représente un cône dont
  la largeur sera variable suivant la position du
  tube
• Cette obliquité dégrade la qualité de limage en
  périphérie.
• Cet effet augmente avec le nombre de cellule (-
  sur 16 coupes que sur 64)

32
Leffet de cône  Cone beam effect 

• Augmente quand les données sont collectées par
  les rangées de cellules les plus externes.
• Augmente sur les coupes fines

33
Pénombre géométrique

• Lobliquité du faisceau sur les détecteurs
  externes provoque également un effet de pénombre
  (mais fortement limité par filtration bow tie
  filter). Elle entraîne un rayonnement en dehors
  de la matrice mais aussi une réduction
  defficacité des détecteurs périphériques surtout
  sils sont de petites tailles (effet moins marqué
  sur les matrices asymétriques et hybrides)

34
Artefacts de mouvement

• Ces artefacts peuvent être limités en abaissant
  le temps de rotation.
• Ils sont dus aux mouvements du patient, au
  péristaltisme, à la déglutition.

35
Artefacts de mouvement
36
Artefacts dus à la chaîne TDM

• Lerreur de mesure dun détecteur va donner des
  artefacts circulaires dautant plus marqués si le
  détecteur est central.
• Des amorces de tube peuvent donner des artefacts
  en stries.
• Des artefacts circulaires peuvent également être
  causés par une calibration insuffisante.

37
Artefacts dus à la chaîne TDM
38
Artefact en périphérie de champ 

• Des artefacts peuvent apparaître si le volume à
  explorer est mal centré et déborde hors du champ
  de mesure.

39
Artefacts métalliques

• Il existe des logiciels de correction.

• Toujours rechercher hors du champs de mesure !!!!

40
Artefacts métalliques en 3D
41
Erreur de mesure de densité

• - durcissement du faisceau
• - mesure en périphérie de champ

42
Erreur de mesure

• Erreur de mesure de distance en fenêtre étroite
  et en fenêtre large
• Erreur de mesure dangle sil y a inclinaison du
  statif
• Erreur de mesure dun volume sil y a variation
  de la hauteur de coupe par la respiration
• Erreur de mesure du calibre dun vaisseau si la
  coupe est oblique