TDM Thoracique Formation de l`image

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TDM Thoracique
TDM Thoracique
Alexandre BEN CHEIKH
Alexandre BEN CHEIKH
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TDM thoracique
TDM thoracique
Tomodensitom
Tomodensitomé étrie ou scanner trie ou scanner
Examen de
Examen de r ré éf fé érence rence en imagerie en imagerie
thoracique
thoracique
Principe:
Principe:
Att
Atté énuation d nuation d’ ’un faisceau de rayon X au sein un faisceau de rayon X au sein
d
d’ ’une coupe ou d une coupe ou d’ ’un volume un volume
Calcul de densit
Calcul de densité é
Historique
Historique
1972 : Premier examen tomodensitom
1972 : Premier examen tomodensitomé étrique trique
c
cé ér ré ébral bral
1974 : Premier appareil corps entier
1974 : Premier appareil corps entier
1979 : Prix Nobel de m
1979 : Prix Nobel de mé édecine d decine dé écern cerné éà àAllan Allan
MacLeod
MacLeod et et Godfrey Godfrey N. N.Hounsfield Hounsfield pour la mise pour la mise
au point du premier scanner
au point du premier scanner
1989 : acquisition h
1989 : acquisition hé élico licoï ïdale dale
1998 : acquisition
1998 : acquisition multicoupes multicoupes
Formation de l
Formation de l’ ’image image
Tube
Tube à àrayons X + ensemble de d rayons X + ensemble de dé étecteurs tecteurs
dispos
disposé és en couronne s en couronne
Le tube et les d
Le tube et les dé étecteurs tournent autour de tecteurs tournent autour de
l
l’ ’objet objet à àexaminer examiner
Att
Atté énuations nuations
Un faisceau de rayons X traversant un objet
Un faisceau de rayons X traversant un objet
homog
homogè ène d' ne d'é épaisseur x subit une paisseur x subit une att atté énuation nuation, ,
fonction de la densit
fonction de la densité éé électronique de l lectronique de l’ ’objet objet
La valeur de l
La valeur de l’ ’att atté énuation est obtenue par nuation est obtenue par
soustraction entre l
soustraction entre l’ ’intensit intensité édu faisceau de du faisceau de
rayons X avant et apr
rayons X avant et aprè ès travers s traversé ée de l e de l’ ’objet objet

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Att
Atté énuations nuations
Le faisceau rencontre
Le faisceau rencontre
des structures de densit
des structures de densité é
et d'
et d'é épaisseur diff paisseur diffé érentes rentes
L
L’ ’att atté énuation d nuation dé épend pend
donc de plusieurs
donc de plusieurs
inconnues
inconnues µ µ1x1, 1x1, µ µ2x2, 2x2,
…
…. .µ µnxn nxn. .
Projections
Projections
D
Dé étecteur: Photons X tecteur: Photons X fi fiSignal Signal
é
électrique lectrique
Signal directement proportionnel
Signal directement proportionnel à à
l
l’ ’intensit intensité édu faisceau de rayons du faisceau de rayons
Profil d
Profil d’ ’att atté énuation ou projection: nuation ou projection:
ensemble des signaux
ensemble des signaux é électriques fourni lectriques fourni
par la totalit
par la totalité édes d des dé étecteurs pour un tecteurs pour un
angle de rotation donn
angle de rotation donné é
Projections
Projections
Un mouvement de rotation autour du grand
Un mouvement de rotation autour du grand
axe de l
axe de l’ ’objet objet à àexaminer permet examiner permet
d
d’ ’enregistrer une s enregistrer une sé érie de rie de profils profils
d
d’ ’att atté énuation nuation r ré ésultants de la travers sultants de la traversé ée de e de
la même coupe selon diff
la même coupe selon diffé érents angles de rents angles de
rotation
rotation
R
Ré étroprojections troprojections
A partir des valeurs d
A partir des valeurs d’ ’att atté énuation mesur nuation mesuré ées par es par
chaque d
chaque dé étecteur, l tecteur, l’ ’ordinateur calcule la densit ordinateur calcule la densité é
de chaque
de chaque pixel pixel de la matrice de la matrice
Calculs complexes
Calculs complexes
Principe simple : connaissant la somme des
Principe simple : connaissant la somme des
chiffres d
chiffres d’ ’une matrice selon tous ses axes une matrice selon tous ses axes
(rang
(rangé ées, colonnes et diagonales), on peut en es, colonnes et diagonales), on peut en
d
dé éduire tous les chiffres contenus dans la duire tous les chiffres contenus dans la
matrice
matrice
De la matrice
De la matrice à àl l’ ’image image
La matrice est un tableau compos
La matrice est un tableau composé éde n lignes et n de n lignes et n
colonnes d
colonnes dé éfinissant un nombre de carr finissant un nombre de carré és s é él lé émentaires mentaires
ou
ou pixels pixels
Les matrices actuelles sont le plus souvent en
Les matrices actuelles sont le plus souvent en 512 x 512 512 x 512
A chaque pixel de la matrice de reconstruction
A chaque pixel de la matrice de reconstruction
correspond une
correspond une valeur d valeur d’ ’att atté énuation nuation ou de densit ou de densité é
En fonction de sa densit
En fonction de sa densité é, chaque pixel est repr , chaque pixel est repré ésent senté é
sur l
sur l’ ’image par une certaine valeur dans l image par une certaine valeur dans l’é ’échelle des chelle des
gris
gris

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De la matrice
De la matrice à àl l’ ’image image
Les coefficients de densit
Les coefficients de densité édes diff des diffé érents tissus sont rents tissus sont
exprim
exprimé és en s en unit unité és Hounsfield s Hounsfield UH UH
L
L’é ’éventail varie de ventail varie de – –1000 1000 à à+1000 +1000
L
L’œ ’œil humain ne distinguant que il humain ne distinguant que 16 niveaux de gris 16 niveaux de gris, ,
les 2000 paliers de densit
les 2000 paliers de densité éne peuvent être vus ne peuvent être vus
simultan
simultané ément sur l ment sur l’é ’écran cran
La fenêtre correspond aux densit
La fenêtre correspond aux densité és qui seront traduites s qui seront traduites
en niveaux de gris
en niveaux de gris à àl l’é ’écran cran
De la matrice
De la matrice à àl l’ ’image image
Deux param
Deux paramè ètres modulables d tres modulables dé éfinissent la finissent la
fenêtre utile de densit
fenêtre utile de densité és, variable en fonction des s, variable en fonction des
structures
structures é étudi tudié és s
le niveau (
le niveau (level level) ): valeur centrale des densit : valeur centrale des densité és s
visualis
visualisé ées es
la largeur de la fenêtre (
la largeur de la fenêtre (window window) )d dé étermine le termine le
nombre de niveaux de densit
nombre de niveaux de densité é
Densit
Densité édes organes du thorax des organes du thorax
> 100
> 100 UH
UH
Os Compact
Os Compact
60
60 UH
UH et 150
et 150 UH
UH
Cartillage
Cartillage
20
20 UH
UH et 70
et 70 UH
UH
Structures tissulaires
Structures tissulaires
-
-10
10 UH
UH et 30
et 30 UH
UH
Structures liquides
Structures liquides
-
-100 100 UH
UH et
et – –10 10 UH
UH
Graisse
Graisse
-
-750 750 UH
UH et
et - -850 850 UH
UH
Poumons
Poumons <
< - -1000 1000 UH
UH
Air
Air
Fenêtre d
Fenêtre d’ ’exposition exposition
Niveau
Niveau correspond correspond à àla densit la densité équi sera qui sera
repr
repré ésent senté ée par un gris moyen e par un gris moyen
Fenêtre
Fenêtre d dé éfinit l finit l ’é ’étendue des densit tendue des densité és s
repr
repré ésent senté ées en nuances de gris de part et es en nuances de gris de part et
d
d’ ’autre du niveau autre du niveau
Les structures dont la densit
Les structures dont la densité ése situe en dehors se situe en dehors
de la fenêtre seront repr
de la fenêtre seront repré ésent senté ées uniquement en es uniquement en
noir (densit
noir (densité éinf.) ou en blanc ( densit inf.) ou en blanc ( densité ésup.) sup.)
Fenêtres de lecture
Fenêtres de lecture
F. Parenchymateuse
F. Parenchymateuse
Large 1600
Large 1600 à à2000 UH 2000 UH
Centre
Centre – –600 UH 600 UH
F. M
F. Mé édiastinale diastinale
É
Étroite 200 troite 200 à à400 UH 400 UH
Centre 0 UH
Centre 0 UH
Constitution d
Constitution d’ ’un un
scanographe
scanographe

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Cha
Chaî îne radiologique ne radiologique
G
Gé én né érateur de rayons X rateur de rayons X
Filtrage et collimation
Filtrage et collimation
Syst
Systè ème de d me de dé étection tection
G
Gé én né érateur de rayons X rateur de rayons X / / Tube Tube
Haute tension continue (80
Haute tension continue (80 à à140 kV) 140 kV)
Milliamp
Milliampè èrage rage constant (de 10 constant (de 10 à à500 mA) 500 mA)
Tube
Tube
contraintes thermiques
contraintes thermiques
contraintes m
contraintes mé écaniques (force centrifuge) caniques (force centrifuge)
Filtrage et collimation
Filtrage et collimation
Mise en forme du faisceau de rayons X
Mise en forme du faisceau de rayons X
Syst
Systè ème de d me de dé étection tection
D
Dé étecteurs tecteurs: : photons X photons X ⇒ ⇒signal signal é électrique lectrique
Chambres d
Chambres d’ ’ionisation au x ionisation au xé énon non
photons X directement transform
photons X directement transformé és en signal s en signal é électrique lectrique
efficacit
efficacité é(rendement) est faible (rendement) est faible (60
(60 à à70% de l 70% de l’é ’énergie est absorb nergie est absorbé ée) e)
D
Dé étecteurs solides tecteurs solides
photons X
photons X ⇒ ⇒photons lumineux photons lumineux ⇒ ⇒signal signal é électrique lectrique
Leur efficacit
Leur efficacité éest excellente est excellente
Scanner
Scanner monocoupe monocoupe
Axe Z: une seule couronne de d
Axe Z: une seule couronne de dé étecteurs. tecteurs.
De 500
De 500 à à900 900 é él lé éments sont dispos ments sont disposé és dans l s dans l’ ’axe axe
x sur environ 50
x sur environ 50 ° °en en é éventail ventail
Une seule coupe est acquise par rotation
Une seule coupe est acquise par rotation

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Scanner
Scanner multicoupes multicoupes
Multiples couronnes de d
Multiples couronnes de dé étecteurs tecteurs (de 8
(de 8 à à64 actuellement 64 actuellement) )
Subdivision de la couronne de d
Subdivision de la couronne de dé étecteurs dans l tecteurs dans l’ ’axe axe
Z
Z
Une coupe peut être obtenue par une couronne ou
Une coupe peut être obtenue par une couronne ou
par la combinaison des signaux de plusieurs
par la combinaison des signaux de plusieurs
couronnes de d
couronnes de dé étecteurs adjacente tecteurs adjacente
Param
Paramè ètres tres
d
d’ ’acquisition et de acquisition et de
reconstruction
reconstruction
Param
Paramè ètres d tres d’ ’acquisition acquisition
Collimation primaire
Collimation primaire
Constantes
Constantes kV kV, , mA mA, temps de rotation , temps de rotation
Acquisition
Acquisition s sé équentielle quentielle ou ou h hé élico licoï ïdale dale
(Volumique)
(Volumique)
Crit
Critè ères de r res de ré éussite ussite RT Face RT Face
Identification
Identification (nom, pr (nom, pré énom, date, heure, cot nom, date, heure, coté é, incidence) , incidence)
Bonne
Bonne inspiration inspiration (7e arc post
(7e arc posté érieur visible au dessus des coupoles) rieur visible au dessus des coupoles)
Patient de
Patient de face strict face strict
Sym
Symé étrie des bords internes des clavicules par rapport aux trie des bords internes des clavicules par rapport aux
é
épineuses pineuses
É
Épineuses align pineuses aligné ées es
Bonne
Bonne p pé én né étration tration
Visualisation de la
Visualisation de la totalit totalité édes deux des deux h hé émi mi- -champs champs pulmonaires pulmonaires
Omoplates d
Omoplates dé égag gagé és s
Absence de flou cin
Absence de flou ciné étique (Apn tique (Apné ée) e)
Visualisation de la poche
Visualisation de la poche à àair air gastro gastro- -colique colique (d (dé ébout) bout)
Pas d
Pas d’ ’« «effet grille effet grille » »ou d ou d’ ’artefact li artefact lié éau filtre compensateur au filtre compensateur