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QUALITÉ DE L’IMAGE EN
TDM
Christophe AURIAC
Manipulateur Cadre de Santé
Service de Neuro-Radiologie
Hôpital Bretonneau
CHRU de TOURS
QUALITÉ DE L’IMAGE EN
TDM
• Comme dans toute l’imagerie, 2 paramètres
expriment la qualité de l’image :
- la résolution spatiale
- la résolution en densité
• Connaître ces paramètres permet d’exploiter
au maximum les capacités de chaque
appareil et de réaliser un examen de qualité.
RÉSOLUTION
SPATIALE
Définition
C’est la capacité que possède un
appareil pour détecter les plus
petits détails à haut contraste
(c’est à dire qui auront une
différence de densité élevée).
On peut comparer la résolution
spatiale au pouvoir séparateur de
l’œil.
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 l’algorithme 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
Facteurs intrinsèques
• Taille du foyer
• la géométrie du système
• le nombre de détecteurs et leur taille :
échantillonnage linéaire
Facteurs extrinsèques
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
Résolution spatiale et échantillonnage angulaire
•
•
•
Plus le nombre de projection est grand, meilleure est la résolution spatiale.
Le fait d’augmenter le nombre de projection permet d’augmenter le nombre de
mesure.
Il ne faut cependant pas négliger, que cela va augmenter le temps de rotation et donc
le risque de flou.
Résolution spatiale et échantillonnage angulaire
720 projections 480 projections
Résolution spatiale et
algorithme de
reconstruction
• L’algorithme de
reconstruction agit en
éliminant le flou
périphérique.
• Son choix peut augmenter
la résolution spatiale tout
en sachant qu’il donnera
une image plus “bruitée”.
Résolution spatiale et matrice
• La résolution spatiale
augmente avec la taille
de la matrice de
reconstruction.
• Par exemple l’étude
du rocher sera de
qualité supérieure en
1024 par rapport à la
matrice de 512.
Résolution spatiale et champ d’exploration
• Le champ d’exploration (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
l’organe a explorer au
maximum.
• Certains constructeurs
proposent 18,25,43 ou 50 cm.
• Cette technique permet
d’éviter l’effet de zooming qui
ne fait qu’agrandir la taille des
pixels sans apporter
d’information supplémentaire.
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 l’image autour d’une valeur
moyenne pour un matériau uniforme.
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 l’image.
Résolution en densité et dose
• Le bruit est inversement proportionnel à la dose, c’est
à dire au nombre et à l’énergie 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
Bruit et mAs
• Pour réduire le bruit de
moitié, il faut multiplier la
dose par quatre.
• L’augmentation des mAs,
permet donc une
augmentation de la
résolution en densité.
• Cependant, cette action est
limitée par :
- l’échauffement du tube
- l’irradiation du patient
l’augmentation du temps de
rotation et le risque de flou
En haut, Mas élevé
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 d’éblouissement des
détecteurs.
• En dessous de cette valeur,
le rayon diffusé perturbe
les mesures
• En haut KV élevé, moins
de bruit
Bruit et taille du
patient
• 3,6 cm d’eau 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.
Bruit et épaisseur
de coupe
• La dose reçue au niveau des
détecteurs varie en fonction de
l’épaisseur 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 l’épaisseur 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 l’effet
de volume partiel.
• En haut 10mm, en bas 2 mm
Résolution en
densité et
algorithme
• L’algorithme 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
Résolution en densité et
acquisition volumique
• L’algorithme d’interpolation linéaire 360° favorise
la résolution en densité grâce à un meilleur rapport
signal sur bruit (données issues de 2 rotations).
• L’algorithme d’interpolation 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
l’épaisseur réelle de coupe reste inférieure à celle
obtenue avec un IL 360°. (les IL360° majore
l’épaisseur de coupe)
Résolution en densité et
échantillonnage angulaire
• Si l’on augmente le nombre de projection et
parallèlement la dose, il est possible d’améliorer la
résolution en densité.
• La résolution en densité n’est pas améliorée par
une seule augmentation de l’échantillonnage
angulaire
Résolution en densité et bruit
électronique
• L’amplification du signal, le convertisseur
analogique numérique, l’électronique 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
QUALITE DU POSTTRAITEMENT
Qualité d’image 2D
• L’acquisition volumique améliore la qualité des
images 2D.
• Il est possible d’améliorer ces reconstructions en
choisissant un incrément de reconstruction
permettant de chevaucher de 50% et un pitch
inférieur à 1.
• Ainsi, il est possible d’obtenir une qualité
d’image proche de celle des coupes axiales.
Qualité des images MIP et 3D
• Ces techniques imposent le choix d’une 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 d’utiliser des coupes fines et
chevauchantes pour améliorer leurs qualités.
• Le champ d’exploration doit être adapté à l’organe.
Les « Faux trous » en 3D
LES ARTEFACTS DE L’IMAGE
VOLUME PARTIEL
• Lorsqu’une 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 l’utilisation de coupes
fines.
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
L’effet de cône « Cone beam
effect »
• Uniquement sur les scanner à
détection matricielle.
• Les rangées centrales sont atteintes
perpendiculairement à l’axe de
rotation ; les rangées les plus externes
sont atteintes obliquement.
• La projection d’un objet représente un
cône dont la largeur sera variable
suivant la position du tube
• Cette obliquité dégrade la qualité de
l’image en périphérie.
• Cet effet augmente avec le nombre de
cellule (- sur 16 coupes que sur 64)
L’effet de cône « Cone beam
effect »
• Augmente quand les données sont collectées par les
rangées de cellules les plus externes.
• Augmente sur les coupes fines
Pénombre géométrique
• L’obliquité 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 d’efficacité des détecteurs périphériques surtout s’ils sont de
petites tailles (effet moins marqué sur les matrices asymétriques et
hybrides)
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.
Artefacts de mouvement
Artefacts dus à la chaîne TDM
• L’erreur de mesure d’un
détecteur va donner des
artefacts circulaires
d’autant 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.
Artefacts dus à la chaîne TDM
Artefact en périphérie de champ
• Des artefacts peuvent apparaître si le volume à
explorer est mal centré et déborde hors du champ
de mesure.
Artefacts métalliques
• Il existe des logiciels de correction….
• Toujours rechercher hors du champs de mesure !!!!
Artefacts métalliques en 3D
Erreur de mesure de densité
- durcissement du faisceau
- mesure en périphérie de champ
Erreur de mesure
• Erreur de mesure de distance en fenêtre étroite et
en fenêtre large
• Erreur de mesure d’angle s’il y a inclinaison du
statif
• Erreur de mesure d’un volume s’il y a variation de
la hauteur de coupe par la respiration
• Erreur de mesure du calibre d’un vaisseau si la
coupe est oblique