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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

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

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

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

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

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

Rydberg J et al. Radiographics 2000;20:1787-1806

Cody D D, Mahesh M Radiographics 2007;27:1829-1837

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

16 x 1.25 mm

40 x 0.625 mm

32 x 1.25 mm

64 x 0.625 mm

32 x 1.25 mm

Mode séquentiel//

Mode hélicoïdal

Mode séquentiel

• Une coupe acquise à chaque rotation de 360°

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

Direction du déplacement de table

•• 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

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

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).

• 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

Sans modulation angulaire

Epaules ThoraxCou

Avec modulation angulairemAs

EpaulesCou Thorax

Atténuation asymétrique

Modulation dans les plans xy et z

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

•• 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»

•• 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

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 ?

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