fusion images crevoisier lille 2015 pour pdf [Mode de compatibilité]

Radiophysique
Lille – 5 au 7 mars 2015
Cours de DES d’Oncologie Radiothérapie
Intégration des nouvelles modalités d’Imagerie
en radiothérapie : TEP, IRM, fusion et recalage
en pratique
Point de vue du médecin
R. de Crevoisier
Intégration des nouvelles modalités
d’Imagerie en radiothérapie
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
2. TEP/IRM pour la planification initiale
- Pratique standard
- Dose-tumor painting
3. Images en cas d’IGRT et de RT adaptative
- IGRT (recalage rigide)
- RT adaptative et guidage par la dose (recalage elastique)
4. Images pour prédire et analyser les récidives
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
Images « standards » (planification):
CT (morphologique et densité électronique) et doses
Images: CT, TEP, IRM, CBCT et doses
Informations: morphologiques et fonctionnelles/métaboliques
Différentes applications/intégrations des images dans le
workflow de RT: POURQUOI et COMMENT ?
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
- Bilan d’extension initial et suivi (diagnostic précoce de la
récidive)
Bilan initial
Suivi
TDM
RT
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
-
Optimisation de la définition des volumes cibles à la
planification et de la délivrance du traitement
Planification
IGRT/RT
adaptative
TDM
RT
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
-
Prédiction et analyse des récidives
Analyse des
récidives
Planification
Prédictive
(récidive)
Bilan initial
Suivi
TDM
RT
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
-
Bilan d’extension initial et suivi (diagnostic précoce de la récidive)
Optimisation de la définition des volumes cibles à la planification
et de la délivrance du traitement
Prédiction et analyse des récidives
Analyse des
récidives
Planification
Prédictive
(récidive)
Bilan initial
IGRT/RT
adaptative
TDM
RT
Suivi
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
Mise en correspondance:
- d’images quelques fois multimodales (TEP,IRM,…)
- effectuées à des moments différents, comprenant donc
des variations anatomiques (déplacement et
déformations)
- provenant le plus souvent d’un même individu, quelque
fois entre individus différents
Différentes méthodes de recalage ?
Précision du recalage ?
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
9
Principe du recalage
= transformation spatiale qui fait correspondre les points
homologues, d’une image (flottante) vers une autre
image (fixe)
TM → F
Fixed Image
Moving Image
O. Acosta, LTSI
Rigid transformation
Rotation & Displacement
TM →F ?
Moving image
Fixed image
O. Acosta, LTSI
Affine transformation
Rotation & Displacement & Shear
TM →F ?
Moving image
Fixed image
O. Acosta, LTSI
Non-affine transformation (elastic)
Deformation
Free Form Deformation (FFD),
Demons…
Parallel lines DO NOT stay parallel
O. Acosta, LTSI
Validation du recalage entre 2 images ?
– Visuellement : images en mosaïque
Avant recalage
Initial
Après recalage
Affine
FFD
Différentes methodes de recalage
O. Acosta, LTSI
Validation du recalage entre 2 images ?
– Visuellement : images de colorations différentes
Validation du recalage entre 2 images ?
– Quantitativement : distance entre points de reference
anatomiques (définis par l’expert et l’algorithme de
recalage)
Rigaud, BioMed Research International 2015
Validation du recalage entre 2 images ?
– Quantitativement : recouvrement des structures
= index de Dice
A
B
A
B
Organ A,B
O. Acosta, LTSI
Intégration des nouvelles modalités
d’Imagerie en radiothérapie
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
2. TEP/IRM pour la planification initiale
- Pratique standard
- Dose-tumor painting
3. Images en cas d’IGRT et de RT adaptative
- IGRT (recalage rigide)
- RT adaptative et guidage par la dose (recalage élastique)
4. Images pour prédire la récidive et analyser les
récidives
2. TEP/IRM pour la planification initiale
TEP/TDM
TOXICITE
minimale
IRM
Optimiser la definition
du volume cible
Planification
Diminuer la dose
dans les OARs
Escalade dose
Augmenter le
CONTROLE LOCAL
TDM
RT
Principe de la (18F)-fluoro-désoxyglucose [(18F)-FDG] TEP
• Traceur=glucose
• Marqueur =18 fluor
émetteur de positon, +électron= annihilation + émetteur de 2
photons de direction opposée, détectés par des caméras
TEP-FDG et fixation tumorale
-
radiotraceur le + utilisé
-
spécificité: modérée, fixation: réactions inflammatoires (y compris radiques),
tissus granulomateux, organes à forte consommation de glucose (coeur ou
cerveau)
-
sensibilité: fonction:
- de la taille des lésions: faux négatifs < 7 mm
- de la résolution de la TEP (4 à 5 mm)
- du type histologique ou grade de différenciation
- mauvaise visualisation de l’infiltration muqueuse
-
caractère pathologique
de la fixation: analyse qualitative par le
médecin nucléaire, même s’il est possible de calculer des paramètres numériques:
maximal Standardized uptake value (SUVmax) and Metabolic tumor volume
(MTV) = volume correspondant à un % du SUVmax, total lesion glycolysis (TLG)
Indication des traceurs TEP par localisations tumorales
C. Rossier, Cancer/Radiothérapie 2012
Intégration des nouvelles modalités
d’Imagerie en radiothérapie
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
2. TEP/IRM pour la planification initiale
- Pratique standard
- Dose-tumor painting
3. Images en cas d’IGRT et de RT adaptative
- IGRT (recalage rigide)
- RT adaptative et guidage par la dose (recalage élastique)
4. Images pour prédire la récidive et analyser les
récidives
2. TEP pour la planification initiale
Pratique standard
Apport majeur de la TEP:
= modification des volumes cibles (up/down -staging)
2. TEP pour la planification initiale
Pratique standard
= table spécifique (plan dur) et lasers: positionnement identique à la RT
vacations spécifiques
sinon utiliser la TEP effectuée pour le bilan initial
acquisition
planification
2. recalage rigide
TDMTEP
TDMpl
1. même
référentiel spatial
3. fusion
TEP
TEP
TDMpl
Impact de la position du patient lors de l’acquisition TEP (/position de
traitement) et de la mobilité des structures anatomiques
surestimation et mauvais positionnement du GTV
TEP 4D
2. TEP pour la planification initiale
Pratique standard
Lire très attentivement le compte-rendu de l’examen TEP (solliciter
le médecin nucléaire) concernant l’interprétation des hyperfixations:
approche qualitative très peu normalisée et pas de valeurs seuils.
paramètres impactant sur les valeurs de SUV ou sur la
visualisation des hyperfixations: protocoles d’injection et d’acquisition
d’images, caméras, reconstruction d’image, bruit de fond, masse maigre,
pseudo-normalisation à partir de différents organes (foie,…), échelles de
visualisation par couleurs (linéaire ou non,…)
2. TEP pour la planification initiale
Pratique standard
pas de délinéation de GTV à partir d’un seuillage qui sera
forcément arbitraire (utiliser l’image CT)
outil de délinéation/segmentation (semi-)automatique en cours
de développement
2. TEP pour la planification initiale
Pratique standard
inclusion ou non d’une « structure anatomique » dans le
GTV
Diminution de la variabilité de délinéation cibles inter/intra-opérateurs
C. Rash, ESTRO Teaching Course
des volumes cibles
Impact du seuillage
sur la visualisation
tumorale
2. TEP pour la planification initiale
GG rétropharyngé
nécrotique sans
fixation ? (console
de RT)
Impact du
seuillage sur la
visualisation
tumorale
TEP pour la planification des tumeurs bronchiques
TEP
Poumon
-
Impact sur la planification
VPN= 90% (peu de faux neg)
Sp=40-80% (inflammation)
Se=80-95% (taille)
Up-staging:
. GG
histo (médiastinoscopie)
. métastase
- Down staging: atélectasie
=diminution du GTV (80% des cas)
- selective nodal irradiation
-
Atéléctasie
C. Rossier, Cancer/Radiothérapie 2012
TEP pour la planification des tumeurs
oesophagiennes
TEP
Œsophage
(+jonction OG)
-
Tumeur oeso : bonne corrélation TEP
et anapath
GG : faire une écho-endoscopie
(Se=20 à 90% et Sp=90%
Impact sur la
planification
Impact dosimétrique variable
selon les études
TEP pour la planification des autres tumeurs
digestives
Estomac
Rectum
Canal anal
Pancreas
Foie
TEP
Impact sur la planification
paroi gastrique fixe ++
Se (TP et GG) =50%
Bilan d’extension
Tumeur rectale : bonne corrélation TEP et
anapath
GG : Se =50%
GG : Sp= 85%
T pancreas, GG et méta
Foie sain : captation FDG +++
CHC de Ht grade et méta (FDG)
CHC bas grade (choline)
Non/peu utilisé
-
TEP TDM et IRM > TEP ou IRM pour la
tumeur primitive
Stratégique pour le boost
Augmentation du volume cible
Canal anal
Intérêt de l’IRM mais attention au recalage rigide: décalage
des structures du fait des variations antomiques
PROSTATE
CT is not the optimal imaging for prostate delineation, even
if it remains the reference (dose calculation)
Inter/intra-observer variability
8 observers, 10 pts, 2 delineations (prostate and SV) at 3 months interval
bases
prostate/SV
apex
Messai SFRO 2006
MRI for prostate delineation ?
CT scan over-estimates the apex
Prostate reference imaging = MRI
MRI: useful:
-
to define CTV margins around the prostate (T3-T4) +++
-
for proper prostate gland delineation ? not easy, lack of tool for a straight prostate rigid MRI
to CT registration ( use fiducials)
-
to define dominant lesion for a boost ? (next future)
-
“MRI simulator” without CT (electronic density from atlas based CT) ? (Dowling ESTRO 2013)
TEP pour la planification des tumeurs prostatiques
TEP
Prostate
-
-
Impact sur la
planification
FDG : élimination urinaire, la tumeur ne fixe pas et = décision/volume cible
la prostatite fixe
en cas de RT de
Choline : phospholipides (membrane cellulaire),
rattrapage
élimination urinaire faible : peu d’intérêt pour la TP
et pour les GG au diagnostic
= à la rechute biologique , pour la localiser :
locale, GG ou méta ? fonction du PSA : Se=50%
qd PSA entre 1 et 3 ng/ml et 80% qd PSA > 3
ng/ml
TEP pour la planification des tumeurs ORL
TEP
ORL
-
TP : Se et Sp= 90%
Bonne corrélation
anatomo-pathologique
Pas de détection de
l’extension muqueuse
(examen
clinique/endoscopie)
Impact sur la planification
- Modification des volumes cible pour 10 à 30% des pts :
- fixation GG
- méta
- 2nde tumeur synchrone (poumon)
- Identification de la TP en cas de GG isolés (25%)
- Diminution de la variabilité de délinéation des volumes
cibles inter/intra-opérateurs
- Diminution du GTV
- 29 patients
- Comparaison avec valeurs de
référence: anatomopathologie
- Seuillage adaptatif (SBR)
Daisne et al, Radiology 2004
TEP pour la planification des tumeurs cérébrales
TEP
cerveau
-
-
Référence = IRM avec recalage
rigide précis (sauf nerfs optiques)
mais difficulté pour:
o différencier radionécrose et
progression
o pseudo-progression par
altération de la barrière
hémato-encéphalique
FDG : fixation intense du cerveau
sain
Nvx traceurs :11C- méthionine
(grading tumoral), 18Ffluoroethyl tyrosine (radionécrose, Sp=90%), 18F-dopa
Impact sur la planification
Diminution de la variabilité de
délinéation inter-observateurs, mais
choix de seuillage (40% SUVmax pour
(18F)-fet)
TEP pour la planification des tumeurs
gynécologiques et lymphomes
TEP
Col utérin
Endomètre
Lymphomes
Impact sur la planification
- IRM= référence (paramètres) Modification du volume cible et des
- TEP
doses (GG) dans 20% des cas
- TP : Se=75% et Sp=95%
- GG : Se=90%
(lombo_aortique)
TP et GG : Se=90%, comme
Peu de données
l’IRM
Se=Sp=95%
- changements (dose totale, volumes
et nombres de volume cibles) pour
13% des pts atteints d’une maladie de
Hodgkin de stade I ou II
- chez l’enfant : 70% de modifications
Intégration des nouvelles modalités
d’Imagerie en radiothérapie
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
2. TEP/IRM pour la planification initiale
- Pratique standard
- Dose-tumor painting
3. Images en cas d’IGRT et de RT adaptative
- IGRT (recalage rigide)
- RT adaptative et guidage par la dose (recalage elastique)
4. Images pour prédire la récidive et analyser les
récidives
2. TEP pour la planification initiale
Dose Tumor Painting
Ling et al. 2000
Dose painting by contours
Boost intégré (SIB)
Toward dose tumor painting (prostate)
MRI + biopsies
Targeting dominant lesion
High risk cancer
Main issue
= recurrence
Dose escalation in: the whole
prostate + tumor
Increase local control
GTV=PET = tumour-to background
choline uptake ratio >2 (studies correlating choline PET
results with histopathologic examinations)
- Prostate = 66.6 Gy in 37 fractions (1.8 Gy/ fr)
- GTV-PET=83.25 Gy in 37 fractions (2.25 Gy/ fr)
89.2 Gy
(dosimetric study only)
Pinkawa, radiother Oncol 2010
230 patients
-Intraprostatic lesion defined by MRI (pelvic coil+spectroscopic endorectal coil) (+ 4 mm PTV)
- Total Dose:
- in the prostate =76 Gy in 38 fractions (2 Gy/fr)
- in the IPL= 82 Gy in 38 fractions (2,16 Gy/fr)
Grade 3 or 4 acute GI toxicity = 0
Grade 3 acute GU toxicity = 7%
86 Gy (α/β=1.5)
Fonteyne IJROBP 2008
Toward dose tumor painting (prostate)
MRI + biopsies
Targeting dominant lesion
High risk cancer
low risk cancer
Main issue
Main issue=recurrence
= quality of life
Dose escalation in: the whole
prostate + tumor
Increase local control
Focal therapy in cancer only
Decrease toxicity (impotency)
Toward dose tumor painting
MRI + TEP+ biopsies
Targeting dominant lesion
High risk cancer
low risk cancer
Dose escalation in: the whole
prostate + tumor
Focal therapy in cancer only
Increase local control
Decrease toxicity (impotency)
Dose painting by numbers
Intégration des nouvelles modalités
d’Imagerie en radiothérapie
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
2. TEP/IRM pour la planification initiale
- Pratique standard
- Dose-tumor painting
3. Images en cas d’IGRT et de RT adaptative
- IGRT (recalage rigide)
- RT adaptative et guidage par la dose (recalage élastique)
4. Images pour prédire la récidive et analyser les
récidives
Strategies to compensate for anatomical variations
Displacements
POPULATION
based strategies
Deformations
Van Herk recipe:
at least 90% of pts receive a minimal dose of 90% in more than 99% of the PTV
Margins
PTV/PRV
- Rational margins: not only empirical , however
complex for deformations
- PTV never being to zero even if IGRT/adaptive RT:
residual uncertainties: delineation/intrafraction/registration
Strategies to compensate for anatomical variations
Displacements
POPULATION
based
strategies
PTV/PRV
Deformations
Specific PATIENT based strategies
IGRT
(rigid registration)
- Tumor (prostate,…)
- Bone (Noded, brain)
Strategies to compensate for anatomical variations
Displacements
POPULATION
based
strategies
PTV/PRV
Deformations
Specific PATIENT based strategies
IGRT
(rigid registration)
Adaptive RT
(re-planning)
Dose guided RT (at the fraction)
Planning
Per-Tt imaging (CBCT, CT)
Contouring propagation
DGRT 1
No variation in
external contour
and same
electronic
density
IMPORTATION of
the dose
distribution from
the planning CT
into the CBCT
Dose guided RT (at the fraction)
Planning
Per-Tt imaging (CBCT, CT)
Contouring propagation
DGRT 1
DGRT 2
CT during
RT
CBCT
Calibration of the CBCT
images: electronic
density/HU
Importation of the beams
parameters into the CT/CBCT
IMPORTATION of
the dose
distribution from
the planning CT to
the CBCT
DOSE distribution
CALCULATION on the CT/CBCT
Dose guided RT (at the fraction)
Planning
Per-Tt imaging (CBCT, CT)
Contouring propagation
DGRT 1
DGRT 2
CT during RT
CBCT
Calibration of the CBCT
images: electronic
density/HU
Importation of the beams
parameters into the CT/CBCT
IMPORTATION of
the dose
distribution from
the planning CT to
the CBCT
DOSE distribution
CALCULATION on the CT/CBCT
DGRT 3
In vivo DOSE
MEASURMENT
(flat panel)
3D dose
reconstruction
3D dose
distribution
visualisation
DVH at the fraction
Not realistic to re-plan at the fraction
Need for:
- CUMULATING the dose fraction after fraction
- COMPARISON with the planned dose
- DECIDING (or not) to re-plan
Strategies to compensate for anatomical variations
Displacements
POPULATION
based
strategies
Deformations
Specific PATIENT based strategies
Dose monotoring or
dose guided RT
(at the fraction/cumulated)
PTV/PRV
IGRT
(rigid registration)
Adaptive RT
(re-planning:on/off-line)
Cumulative dose in prostate
(elastic registration)
Planning CT
CBCT
?
3D dose of the day
3D dose of the day reported
on the planning CT
Cumulative dose in prostate
vectors
Demons method
CBCT
ANATOMY
Planning CT
Elastic transformation
DOSE
CUMULATIVE DOSE
3D dose of
several fractions
PLANNING DOSE
COMPARISON
Planning
Treatment fractions (wekly CT)
Parotid
Cazoulat Cancer Radiother 2011
Intégration des nouvelles modalités
d’Imagerie en radiothérapie
1. Intérêt des nouvelles modalités d’imagerie et
problématique du recalage
2. TEP/IRM pour la planification initiale
- Pratique standard
- Dose-tumor painting
3. Images en cas d’IGRT et de RT adaptative
- IGRT (recalage rigide)
- RT adaptative et guidage par la dose (recalage elastique)
4. Images pour prédire et analyser la récidive
4. Images pour prédire et analyser la récidive
Prédiction
(récidive)
Intensification des non-répondeurs
Bilan initial
Suivi
TDM
RT
TEP pré- et plus récemment per-thérapeutique (SUVmax, MTV (40%
SUVmax)) prédit le risque de récidive/déces dans de nombreuses tumeurs:
col utérin, ORL, lymphome, canal anal, pancréas,…
Mais: manque de reproductibilité multicentrique (standardisation des
méthodes) + analyse multivariée (TEP vs IRM)
4. Images pour prédire et analyser la récidive
Cancers du col utérus
SUVmax
MTV (40% SUVmax)
Leseur , ESTRO 2011
2-MATERIAL
3-RESULTS
4- CONCLUSION
4. Images pour prédire et analyser la récidive
Cancers du col utérus
Median follow up: 18 months [4-33]
Significant impact of MTV (metabolic tumor volume) and SUVmax on
disease free survival
MTV < 14 cc
MTV ≥ 14 cc
p= 0.02
p= 0.01
Leseur , ESTRO 2011
4. Images pour prédire et analyser la récidive
Inflammation en cours de RT
Before
RT
At 46 Gy
Comparison between pre-treatment (left) and per-treatment (right) FDG-PET images.
The tonsilar tumor visible before treatment (arrow) has almost completely disappeared after 46
Gy. A large zone of mucositis was observed at the level of the floor of mouth (arrow head).
Geets et al, Radiotherapy and Oncology, 2006
4. Images pour prédire et analyser la récidive
Analyse des
récidives
Contours
Dose
Suivi
TDM
RT
Dans le PTV
Augmenter la
dose (+CQ)
En bordure
de PTV
Augmenter le
volume cible
(+CQ)
En bordure
de PTV
Traitement
systémique
In field: 92% of pts
Marginal: 8% of pts
Chajon , Radiation Oncol 2013
4. Images pour prédire et analyser la récidive
Récidives majoritairement dans la zone d’hyperfixation au
PET:
– 61 patients traités par Radio-chimiothérapie concomitante (tous ayant eu
un PET/CT)
– 9 récidives: 8 dans la zone d’hyperfixation PET-BTV
Soto, Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys 2008
Conclusions:
Imagerie multimodale et recalage en RT
Place majeure de la TEP et de l’IRM en RT, pour la quasitotalité des tumeurs
Enjeux: contrôle local (et indirectement toxicité)
-
Bilan d’extension initial et suivi (diagnostic précoce de la récidive: RT de
rattrapage)
Optimisation de la définition des volumes cibles à la planification
Optimisation de la délivrance du traitement: IGRT/RT adaptative
Optimiser la balistique d’irradiation (analyse des récidives) et intensifier le
traitement des pts non répondeurs (prédiction et des récidives)
Implique différentes modalités de recalage
Limites de la TEP dans la délinéation tumorale (pb de quantification/standardisation
attention au seuillage)
Place des machines hybrides TEP/IRM ?
IMAGING FOR FUN
F.Dubus
Medical Physicist, PhD in Physics
Physics Department
Centre O.Lambret, 3 rue Combemale, Lille
France
How to create a picture of an object?
You need a wave or a particle, which acts on a object, to be measured
by a detector:
- electro-magnetic wave: X-rays, MRI
- acoustic wave: echography
- radioactive elements: γ-rays
- particles: neutrons, electrons
-General physical principle: excite a system and look at the response.
1- 2D imaging 10 years ago
X Ray tube
Collimator
Beam
Soft
Air tissue
Bone
Patient
Table
Grid
AEC detectors
Cassette
Each detector element is hit by a number of particles
N  N 0 e

  ( x , y ) ds
b ea m p a th
with N0= number of incident photons
and the linear attenuation coefficient (x,y) at position (x,y).
Integration is performed along the straight beam path s
through the plane.
1- X-ray: beam attenuation projection
through a patient
1- X-ray: beam attenuation projection
through a patient
-Not the best because of beam divergence
- We only the integrated information along the path, which
means that the incidence has to be well chosen.
-Not simple for contouring: Humans are not clever enough
to render a 3D tumour based on 2 radiographies.
1- X-ray: Computed Tomography
Because of the beatles rock band success, EMI invested in X-ray research
1- X-ray: Computed Tomography
1- X-ray: Computed Tomography
Projection and Radon Transform
The following assumptions are made:
- the examined object is penetrated by a bundle of parallel rays.
The procedure can be described in a plane (x,y).
- The beam is attenuated by the two-dimensional
attenuation coefficient (x,y).
- Scattered photons do not hit the detector,
so scattering looks like absorption.
- The beam is monoenergetic (not true for photons).
1- X-ray: computed tomography
For reminder, again the representation in the spatial and in the Fourier
Domain:
1- X-ray: Computed Tomography
Look at a picture ….. In the fourier Domain!!!!
1- X-ray: Computed Tomography
Look at a picture ….. In the spatial Domain!!!!
Noise in the picture is :
-a Quantum Property of photons
Be careful of the filter of reconstruction: B30f in this case
1- X-ray: Computed Tomography
Reconstruction changes the Image Quality
Less noise in the picture:
worse for the radiologist
filter of reconstruction: I40f
1- X-ray: Computed Tomography
Noise in the fourier domain explains
and quantifies what we see…..
1- X-ray: Computed Tomography
The fourier domain explains and quantifies
what we see…..
1- X-ray: Computed Tomography
Noise in the fourier domain explains
and quantifies what we see…..
1- X-ray: Computed Tomography
Are we sensitive to spatial frequencies?
Visible pattern
Not visible
1- X-ray:
Spatial resolution:What is the best CT?
Modulation Transfer Function
1
0,9
0,8
0,7
Scanner Jean-Pierre
0,6
Scanner Jean-Paul
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
spatial frequency
in cm-1
7
8
Jean-Paul is worse than Jean-Pierre for contouring.
1- X-ray:
In low contrast regions, SNR is crucial
Lesion: -11HU
Lesion: -5HU
1- X-ray:
Which parameters for image quality?
- kV, mA, pitch, physical filter, Spectrum
- patient itself, prothesis, movement
- reconstruction filter, iterative reconstruction
1- X-ray: Computed Tomography
Need of a good image quality
1- X-ray: computed tomography
Hounsfield scale:
N CT  1000 .
   water
 water
Conversion from HU to density is necessary to calculate the dose.
1- X-ray: 4D-CT
We need a good 4D CT.
2-MRI: complicated Quantum physics
2-MRI: but also a magnet
2-MRI: Reference imaging for the neuro
Matching CT-MRI for the skull works quite good
2-MRI: Are you confident about your machine?
uniformity
SNR
SR
Slice thickness
CNR of 4 inserts
2-anatomic MRI: simpliest sequence T2 SE
No distorsion:
TE and TR determine the contrast.
3-Fast sequences: steady states
• Spoiled Steady states free precession:
Dixon’s Method
• TR about 5ms
2-Fast sequences
Simulation of the signals of different tissues
TR=4.263ms
Flip angle=15°
TE=1.136ms
They converge to steady states.
0,3000
0,2500
liver
spleen
0,2000
pancreas
muscle
0,1500
bone marrow
FAT
0,1000
prostate
Water
0,0500
0,0000
0
10
20
30
40
50
60
2-MRI: Fast sequence
• In phase picture:
2-Fast sequences
-Out phase picture
2-functional MRI: simple sequence of DWI
2-MRI: simple sequence of DWI
2-functional MRI
2-MRI: Can we contour on DWI?
T2
Old DWI
new DWI
2-Functional MRI: distorsion
Distorsion analysis
2-Functional MRI: example
ADC: loss of signal
2-Functional MRI: perfusion
2-Functional MRI: perfusion
2-Functional MRI: perfusion
Work of Romaric Dal
Ktrans
Kep
Ve
Vp
3-Matching
3-Matching
3-Matching
3-Matching
4-Future: phase imaging with coherent beam
Intensity oscillations
Counts/s
Invented by Professor U.Bonse,
15years ago.
PhD in Physics of F.Dubus
Angle of Phase shifter [°]
4-future: phase imaging with coherent beam
4-Future: phase imaging with coherent beam