synchronisation cardiaque
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SYNCHRONISATION CARDIAQUE 16 DECEMBRE 2005 D. BERTRAND JN DACHER SYNCHRONISATION CARDIAQUE But des techniques de synchronisation (ou gating cardiaque) amélioration de la résolution temporelle (temps nécessaire à l’acquisition des données dépendant vitesse rotation tube) diminution des artefacts de mouvements cardiaques 2 approches techniques : • • prospectif rétrospectif LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE ACQUISITION • enregistrement ECG continu • couverture maximale • redondante en terme d’information Chaque partie du cœur • couverte par la rangée de détecteurs (hélice) • ensemble du cycle cardiaque Desjardins et al.AJR 2004 LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE Desjardins et al.AJR 2004 LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE Desjardins et al.AJR 2004 LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE RECONSTRUCTIONS des images • À partir des données de l’hélice • 2 algorithmes principaux de reconstruction le mode segmentaire (un segment) FC < 65 bpm mode bi-segmentaire FC > 65 bpm • 180° minimum de rotation nécessaires LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE 1. MODE SEGMENTAIRE (SEGMENT GE) un seul cycle cardiaque utilisé Données acquises d’un seul segment continu sur l’ECG MODE UNI-SEGMENT LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE MODE SEGMENTAIRE Algorithme permet 1. • acquisition des données suffisante sur ½ tour de rotation • Fenêtre temporelle à 200250 ms (fonction du scanner) AMELIORATION DE LA RT LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE 2. MODE BISEGMENTAIRE (BURST GE) DEUX cycles cardiaques utilisés Données acquises de deux segments identiques (mêmes phases cardiaques) sur 2 cycles cardiaques consécutifs sur l’ECG MODE BISEGMENTAIRE LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE 2. MODE BISEGMENTAIRE acquisition des données suffisante sur ¼ tour de rotation Fenêtre temporelle à 120-125 ms (fonction du scanner) amélioration en théorie de RT LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE LightSpeed 4 to 16 slices LightSpeed Pro16 Improved Temporal Resolution 0 0 segment mode 250 msec segment mode 200 msec 40 < HB < 60 bpm Segment mode 1 sector / image TR : up to 250 msec 40 < HB < 50 bpm Segment mode 1 sector / image TR : up to 200 ms Cycle 1 125 msec burst mode 61 < HB < 75 bpm Burst mode 2-3 sectors / image TR : up to 125 msec 100 msec 0 100 msec burst mode 50 < HB < 92 bpm Burst mode 2-3 sectors / image TR : up to 100 ms Cycle 1 90° Cycle 2 65 msec 65 msec 65 msec 65 msec 0 Cycle 1 76 bpm < HB Burst Plus mode 3-4 sectors / image TR : up to 65 msec Stable Heart Beats 45° Cycle 2 90° Cycle 3 Cycle 4 0 Cycle 1 90° Cycle 2 180° 180° burst Plus mode Cycle 1 180° 180° 125 msec Up to 50 ms 135° 180° Vitesse de rotation à 500 ms fenêtres temporelles (250,125 voire 65 ms) burst Plus mode 50 msec 50 msec 50 msec 50 msec 0 Cycle 1 92 bpm < HB Burst Plus mode 3-4 sectors / image TR : up to 50 ms Stable Heart Beats 45° Cycle 2 90° Cycle 3 Cycle 4 135° 180° amélioration de la vitesse de rotation à 420 ms fenêtres temporelles ( 200, 100, 50 ms) RT améliorée à tous les modes Gracieusement fourni par L.GUIRAL -GE LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE sur TDM 16 détecteurs Mode segmentaire • Fc < 65 bpm • Acquisition des données sur 1 seul cycle • Résolution temporelle = 250 ms Mode bisegmentaire • 65 < Fc < 80 bpm • Acquisition des données sur 2 cycles • Meilleure résolution temporelle ? Déplacement de la fenêtre temporelle LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE En dépit d’une meilleure résolution temporelle « théorique » • Si v = 500 ms : pas de supériorité qualitative quelle que soit la FC (algorithmes très sensibles aux variations de FC pendant acquisition) • Si v = 420 ms et FC entre 74 et 90 bpm apport en terme de qualité pour le mode plurisegmentaire Halliburton et al.Hertz 2003 •Supériorité du mode mono segmentaire •Amélioration de la résolution spatiale •Moins sensible aux variations de FC LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE INTERÊT Augmente la résolution spatiale dans l’axe des z Augmente le rapport signal/bruit Temps de scanner raccourci Images « reconstructibles » à toutes les phases du cycle cardiaque • « ECG editing » • En % de R-R ou en ms LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE R R 100 % Exemple 25 % ~ Systole 70 % ~ Diastole Reconstructions à différents temps de l’espace R-R LA SYNCHRONISATION RETROSPECTIVE INCONVENIENTS Augmente l’irradiation (intérêt de la modulation de dose : « ECG pulsing ») Dépendant de la régularité des cycles cardiaques Gracieusement fourni par L.GUIRAL -GE LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE GENERALITES • Apanage Scanners monocoupes séquentiels EBCT • Mode d ‘acquisition privilégié en IRM cardiaque LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE ACQUISITION • Déclenchement via l’utilisation du signal ECG uniquement en diastole débute à un point défini de la diastole, généralement estimé sur les 3 précédents battements > ½ tour de rotation du statif (RT 250 ms en scanners multicoupes si v=500 ms ) LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE ACQUISITION • Nbe de coupes par ½ tour proportionnel au nbe de détecteurs • En acquisition séquentielle : déplacement de la table > largeur de la collimation après chaque acquisition Après 1er cycle = 1 avancée de table 2ème cycle = latence Après 3eme cycle = 1 avancée de table … • 1 apnée LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE ACQUISITION. EXEMPLE • FOV de 12 cm Monocoupe (5 mm) 48 battements cardiaques 4 détecteurs (2,5 mm) 24 battements 16 détecteurs (1,25 mm) 12 battements 16 détecteurs (0,625 mm) 25 battements 16*0.6 mm 16*1.25 mm FC 100 bpm 15 s 7,2 s FC 80 bpm 19 s 9s FC 60 bpm 25 s 12 s LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE INTERÊT Moins irradiant LA SYNCHRONISATION PROSPECTIVE INCONVENIENTS Limitée à EBCT Incapacité pour des FC > 90 bpm Grande sensibilité aux arythmies, variations de FC Résolution temporelle Apnée longue pour FC basse Résolution spatiale moindre pour des FC 60-80 bpm CONCLUSION Synchronisation Prospective • EBCT Synchronisation Rétrospective • TDM MULTIDÉTECTEURS • Mode segmentaire de préférence • Intérêt de vitesse rotation statif
