la tomodensitométrie principes / techniques©trie principes techniques.pdf · question • vous...
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La TomodensitométriePrincipes / TechniquesPrincipes / Techniques
S Willoteaux, F Thouveny,A Bouvier, C Nedelcu, C Aubé
CHU d’Angers
Question• Vous relisez avec votre senior l’acquisition abdomino-
pelvienne réalisée en garde chez un traumatisé, et vous suspectez une lésion supplémentaire au niveau du col fémoral. Votre senior vous propose de la confirmer sur des reconstructions adaptées. des reconstructions adaptées.
• Pour cela, allez-vous devoir faire revenir le patient au scanner ? En quoi cela dépend-t-il des conditions d’acquisition initiales ?
Terminologie• Tomodensitométrie (TDM) /
Scanographie
• Scanner• Scanner
• Hélicoïdal +++ / Spiralé
• Scanners multibarrettes / multidetecteurs
• Scanner volumique
• Scanner monocoupe / multicoupe
HistoriqueHistorique
Historique1 sec. / Rotation
< 1 sec. / Rotation
0.5 sec. / Rotation
« Capacités »
informatiques
71 …85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07
Acquisition
hélicoidale
Scanner Multibarrettes
Double détecteur
Principe techniquePrincipe technique
Faisceau de RX
Texte
L'atténuation mesurée par un
détecteur dépend de toutes
Détecteur
Texte dépend de toutes les structures
traversées
Valeur moyenne
Le détecteur mesure l’atténuationdes rayons X par l’objet étudié
Copyright ©2005 BMJ Publishing Group Ltd.
Mollet, N. R et al. Heart 2005;91:401-407
Halliburton Int J Cardiovasc Imaging 2009;25:153-164
Détecteurs
Scanner de 4° Génération
Mahesh M Radiographics 2002;22:949-962
©2002 by Radiological Society of North America
Le détecteur transforme le
faisceau de rayon X en signal électrique
Faisceau de Rayons X
Détecteur
Signal électrique proportionnel à
l’intensité du faisceau de RX
Mahesh M Radiographics 2002;22:949-962
©2002 by Radiological Society of North America
Scanner monocoupe//
Scanner Multicoupe
Scanner monocoupe Scanner multicoupe
D’après McCollough, The measurement, reporting,and management of radiation dose in CT 2008
Scanner monocoupe
Flohr T G et al. Radiology 2005;235:756-773
©2005 by Radiological Society of North America
Mahesh M Radiographics 2002;22:949-962
©2002 by Radiological Society of North America
Scanner monocoupe
Scanner multicoupe
Goldman J Nucl Med Technol 2008;36:57-68
Scanner monocoupe
Dalrymple N C et al. Radiographics 2005;25:1409-142 8
©2005 by Radiological Society of North America
Dalrymple N C et al. Radiographics 2005;25:1409-142 8
©2005 by Radiological Society of North America
Dalrymple N C et al. Radiographics 2005;25:1409-142 8
©2005 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Flohr T G et al. Radiology 2005;235:756-773
©2005 by Radiological Society of North America
Cody D D, Mahesh M Radiographics 2007;27:1829-1837
©2007 by Radiological Society of North America
4 x 1.25 mm 4 x 2.5 mm
Dalrymple N C et al. Radiographics 2007;27:49-62
4 x 3.75 mm 4 x 5 mm
16 x 0.625 mm
Dalrymple N C et al. Radiographics 2007;27:49-62
16 x 1.25 mm
40 x 0.625 mm
Dalrymple N C et al. Radiographics 2007;27:49-62
32 x 1.25 mm
64 x 0.625 mm
Dalrymple N C et al. Radiographics 2007;27:49-62
32 x 1.25 mm
Mode séquentiel//
Mode hélicoïdal
Mode séquentiel
• Une coupe acquise à chaque rotation de 360°
Jusqu’en Jusqu’en 19891989
Jusqu’en Jusqu’en 19891989
• Dans un plan de coupe fixe
• Puis translation de la table
• Puis nouvelle coupe acquise
Mode hélicoïdal
• (Apparition de la rotation continue)
•• Rotation continue du tube autour du lit (actuellement au mieux 330 ms)
• Déplacement de table à vitesse constante
Début de l'acquisition hélicoïdale
Trajet du déplacement en continu du tube
Mahesh M Radiographics 2002;22:949-962
©2002 by Radiological Society of North America
Direction du déplacement de table
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806
©2000 by Radiological Society of North America
•• En monobarrette:En monobarrette:
•• Pitch = Av table pour Pitch = Av table pour 1 1 tour / tour / CollimationCollimation
Définition du PitchDéfinition du Pitch
CollimationCollimation
•• En multibarrettes:En multibarrettes:
•• Pitch = Av table pour Pitch = Av table pour 1 1 tour / tour / Collimation totaleCollimation totale
•• Pitch volumique = Av table pour Pitch volumique = Av table pour 1 1 tour / Largeur d'une barrettetour / Largeur d'une barrette
Injection de produit de contraste iodé
•• EmpiriqueEmpirique
•• Bolus testBolus test
Synchronisation Acquisition / Synchronisation Acquisition / Plateau de rehaussementPlateau de rehaussement
•• Bolus testBolus test
•• Détection automatique de l’arrivée du produit Détection automatique de l’arrivée du produit de contrastede contraste
•• Bolus test:Bolus test:•• Séries à base dose après injection de 15 à 20 ml à 3.5Séries à base dose après injection de 15 à 20 ml à 3.5--5 ml/s (utiliser le 5 ml/s (utiliser le
débit de l’examen) et de sérumdébit de l’examen) et de sérum
•• Temps idéal : pic de rehaussement + 3 à 5 secTemps idéal : pic de rehaussement + 3 à 5 sec
•• Avantages : Avantages :
••
PROTOCOLES DPROTOCOLES D ’INJECTION’INJECTION
•• diminue l’effet de surprise de l’injectiondiminue l’effet de surprise de l’injection
•• permet de faire débuter lpermet de faire débuter l ’apnée quelques secondes avant le début de ’apnée quelques secondes avant le début de ll ’injection pour éviter les artefacts de mouvements sur les coupes les plus ’injection pour éviter les artefacts de mouvements sur les coupes les plus hauteshautes
•• Détection automatique de lDétection automatique de l ’arrivée de produit de ’arrivée de produit de contraste:contraste:•• Le choix du seuil variant de 120 à 200 UH,Le choix du seuil variant de 120 à 200 UH,
•• Avantage : une seule injection de produit de contrasteAvantage : une seule injection de produit de contraste
Paramètres d’acquisition
Kilovoltage
• Les tensions disponibles vont de 80 à •140 kV
• La dose délivrée est proportionnelle au carré de la tension
� Réduire la dose de façon significative
Le passage de 120 à 100 kV permet de
Intérêts de la réduction du kilovoltage
� Le passage de 120 à 100 kV permet de diminuer l’irradiation de 50 %
� En angioscanographie: Augmenter le contraste en raison d’une absorption plus élevée de l’iode à bas kilovoltage
La dose délivrée est proportionnelle au carré de la tension
Milliampérage• Adaptation manuelle en fonction de la
corpulence du patient
• Adaptation en fonction de la région à explorer:explorer:
• réduction pour les régions à fort contraste naturel (sinus, poumon)
• maintenu élevé pour les régions à faible contraste naturel (encéphale, foie)
Milliampérage
•La dose diminue linéairement avec la réduction des mAs
•des mAs
•Mais le bruit augmente d’un facteur égale à la racine carré de cette réduction.
•Si on divise les mAs par deux on augmente le bruit d’un facteur 1,4.
Pitch= Avancée Pitch= Avancée de table par de table par
rotation/ rotation/
Pitch= Avancée Pitch= Avancée de table par de table par
rotation/ rotation/
mAs mAs efficaceefficace
mAs mAs efficaceefficace
Eff mAs = mA * temps rotation / PitchEff mAs = mA * temps rotation / PitchCollimation totaleCollimation totaleCollimation totaleCollimation totale
Le courant va être modulé en fonction du pitch à fin de conserver le rapport signal sur bruit constant quel que
soit le pitch choisi
Milliampérage
•La dose diminue linéairement avec la réduction des mAs
•des mAs
•Mais le bruit augmente d’un facteur égale à la racine carré de cette réduction.
•Si on divise les mAs par deux on augmente le bruit d’un facteur 1,4.
mAs eff constants
Rapport Contraste / Bruit constant
Pitch= 0,5
Pitch=1
A mAs constants => la dose est indépendante
du Pitch choisi
Pitch=2
Variable selon les constructeurs
Systèmes automatiques de
modulations de doses• Modulation du milli ampérage selon l’axe
x-yx-y
• Modulation selon l’axe z
• Scanner cardiaque: modulation selon l’ECG
Dispositifs de
Modulation Modulation de de
l’intensitél’intensité
Modulation Modulation de de
l’intensitél’intensité
En fonction de la position en z
En fonction de la corpulence du patient
réduction de dose
En fonction de l’incidence sur chaque rotation
En fonction de l’absorption mesurée en
cours de rotation
Modulation de la charge selon la morphologie du patient
Copyright ©Radiological Society of North America, 2008
Lee, C. H. et al. Radiographics 2008;28:1451-1459
Modulation de la charge selon l'atténuation dans l’axe z
• Module le courant de
tube(mA) en fonction du profil
de densité longitudinal du
patient (axe Z).
Copyright ©Radiological Society of North America, 2008
Lee, C. H. et al. Radiographics 2008;28:1451-1459
patient (axe Z).
• La variation d’atténuation est
mesurée d’après les données
du topogramme.
• Mesure de l’absorption du sujet, pour la coupe considéré, sur la première partie de la rotation
• Modulation de la charge sur la seconde partie, en fonction des données recueillies
Input mAs
Modulation angulaire
63
Sans modulation angulaire
Epaules ThoraxCou
Avec modulation angulairemAs
EpaulesCou Thorax
z
mAs
z
Atténuation asymétrique
Texte
Copyright ©Radiological Society of North America, 2008
Lee, C. H. et al. Radiographics 2008;28:1451-1459
Modulation dans les plans xy et z
Copyright ©Radiological Society of North America, 2008
Lee, C. H. et al. Radiographics 2008;28:1451-1459
Durée de rotationdu tube
• Paramètre accessible à l‘utilisateur
• Au mieux 0,33 à 0,4s
•• Jusqu’à 1 s
• Scanner cardiaque
• Scanner des artères des membres inférieurs
ReconstructionsReconstructions
Champ de vue
Dalrymple N C et al. Radiographics 2005;25:1409-142 8
©2005 by Radiological Society of North America
•• Le champ de vue Le champ de vue doit être centré et doit être centré et zoomé sur le cœurzoomé sur le cœur
Champ de vue / Exemple Champ de vue / Exemple CoeurCoeur
••Une reconstruction avec Une reconstruction avec un champ de vue large un champ de vue large doit être réalisée en doit être réalisée en fenêtre fenêtre parenchymateuse, même parenchymateuse, même si la totalité du thorax n’a si la totalité du thorax n’a pas été couverte par le pas été couverte par le volume d’acquisitionvolume d’acquisition
Filtres de reconstruction
• «Appliqués» sur les données brutes
• Filtres «durs» ou spatiaux:
•• représentation des limites anatomiques et les détails de l’images mais conserve le bruit de l’image
• Filtres «mous»:
• meilleur discrimination des structures à faible écart de densité
4 mm / Filtre standard 1 mm / Filtre «dur»
Flohr T G et al. Radiology 2005;235:756-773
©2005 by Radiological Society of North America
•• Reconstruction en Reconstruction en filtre « dur », filtre « dur », spécifique à la spécifique à la visualisation des visualisation des stents (Bstents (B4646f).f).
••
Choix du filtre de reconstructionChoix du filtre de reconstruction
•• Images Images «« bruitéesbruitées » mais » mais meilleur analyse meilleur analyse de la lumière intrade la lumière intra--stentstent
•• Ici, hypodensité Ici, hypodensité intraintra--stent stent témoignant d’une témoignant d’une resténose resténose
Epaisseur de coupe / Incrément
2.5 mm / 2.5 mm 2.5 mm / 1.25 mm
Dalrymple N C et al. Radiographics 2005;25:1409-142 8
©2005 by Radiological Society of North America
Plan Coronal
Fenêtre de visualisation
Echelle de Hounsfield
• Les coefficients de densités des différents tissus sont exprimés en unités Hounsfield.
•• L'éventail varie de -1000 à +1000:
• valeur de 0 pour l’eau,
• -1000 pour l’air
• et +1000 pour le calcium.
Echelle de Hounsfield• L’oeil humain ne distingue que
16 niveaux de gris => les 2000 paliers de densités ne peuvent être vus simultanément.être vus simultanément.
• La fenêtre correspond aux densités qui seront effectivement traduites en niveau de gris
Echelle de Hounsfield• Deux paramètres modulables définissent la fenêtre
utile de densité:
• Le niveau (L) : valeur centrale des densités visualiséesvisualisées
• La largeur (W): détermine le nombre de niveaux de densité:
• En augmentant la fenêtre, l’image s’enrichit de niveaux de gris mais le contraste diminue entre les structures de l’image.
• En diminuant la fenêtre, le contraste augmente.
Echelle de Hounsfield au niveau cérébral
Question
• Vous relisez avec votre senior l’acquisition abdomino-pelvienne réalisée en garde chez un traumatisé, et vous suspectez une lésion supplémentaire au niveau du col fémoral. Votre senior vous propose de la confirmer sur des reconstructions adaptées. des reconstructions adaptées.
• Pour cela, allez-vous devoir faire revenir le patient au scanner ? En quoi cela dépend-t-il des conditions d’acquisition initiales ?