La mammographie numérique avec ERLM ou CAPTEUR PLAN

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1 La mammographie numérique avec ERLM ou CAPTEUR PLAN Comparaison des deux méthodes Sophie KINZELIN - Centre Alexis VAUTRIN - Service de Radiodiagnostic du Dr STINES

2 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

3 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

4 HISTORIQUE Centre Alexis Vautrin : Centre de lutte contre le cancer de la région Lorraine mammographie = activité principale du service Mai 2002 : installation d un mammographe, le Mammomat 3000 NOVA de Siemens, fonctionnant avec des couples écrans/films standards ou des ERLM. Toutes les mammographies sont alors réalisées en numérique, à l exception des mammographies de dépistage. Juin 2004: installation d un second mammographe, le Mammomat NOVATION de Siemens, un mammographe numérique plein champ avec détecteur plan au sélénium amorphe. Depuis cette date, la majeure partie des mammographies sont réalisées sur cet appareil.

5 Mammomat NOVA Mammomat NOVATION cassettes standards analogique ERLM numérique capteur plan au sélénium amorphe

6 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

7 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT(1) ERLM Les RX interagissent avec un écran au fluoro-halogénure de baryum dopé à l europium. Des électrons passent à des niveaux d énergie supérieurs et sont piégés par les ions halogènes libres des cristaux de l écran pour former l image latente. La lecture est réalisée par balayage d un laser (HeNe) qui ramène les électrons piégés à des niveaux d énergie inférieurs avec libération de photons lumineux. Ceux-ci sont analysés par un photomultiplicateur qui produit le signal électrique qui est ensuite numérisé par un convertisseur A/N. CAPTEUR PLAN Les RX interagissent avec le sélénium amorphe (matériau photo-conducteur) et créent directement des paires d électrons libres sans étape intermédiaire. Les charges électriques sont accumulées puis lues par un circuit intégré en couche mince (TFT). Le signal recueilli subit alors une conversion analogique/numérique.

8 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT (2) Etapes de la formation d une image sur ERLM Détecteur plan au sélénium Rayons X Cristaux luminescents Support RX +++ électrode balayage d un faisceau laser Exposition Lecture - + a-se lumière Effacement

9 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

10 PRINCIPAUX PARAMETRES INFUENCANT LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (1) 1) la DQE (efficacité de détection quantique) Mesure la plus représentative de la qualité image en terme de performance du lecteur à détecter des structures d intérêt dans l image. Une augmentation de la DQE signifie l obtention d un rapport signal sur bruit élevé signant une image de meilleure qualité. La diminution du bruit permet d améliorer la détection des objets de faible contraste dans l image (nodules, masses ) DQE = 0,3-0,4 pour ERLM = 0,6-0,7 pour capteur plan DQE idéale = 1

11 PRINCIPAUX PARAMETRES INFUENCANT LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (2) 2) la résolution spatiale (RS) L augmentation de la RS améliore la netteté de l image. Elle permet une meilleure détection des petits détails de haut contraste (micro calcifications) - en numérique, la résolution spatiale est principalement caractérisée par la FTM (fonction transfert de modulation). Elle est influencée par la diffusion de lumière du faisceau laser dans la plaque. 1 0 sélénium ERLM La conversion directe permet d obtenir un profil de signal capturé par le détecteur très étroit, améliorant la FTM donc la RS. - la RS dépend aussi de la taille de la matrice (en Mo) : + la matrice est élevée, + les pixels sont petits, et meilleure est la RS.

12 PRINCIPAUX PARAMETRES INFUENCANT LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (3) Compromis entre RS et DQE La DQE peut être améliorée en fabriquant des détecteurs plus épais qui augmenteraient l absorption des rayons X. Il en résulterait une perte de résolution spatiale en raison d une plus grande divergence possible avant l absorption des particules résultantes de l interaction.

13 PRINCIPAUX PARAMETRES INFUENCANT LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (4) 3) la résolution en contraste Elle dépend de la latitude d exposition des détecteurs. D une manière générale, en mammographie numérique, quelque soit le détecteur (ERLM ou capteur plan), la résolution en contraste est bien plus élevée que celle des couples écrans/films. Sa linéarité limite les conséquences des sur ou sous expositions, contrairement à la courbe sensitométrique sigmoïde des couples écrans/films qui rend invisible les détails situés au niveau des épaulements de la courbe. couples écrans/films numérique

14 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

15 CONTROLE DE LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (1) Plusieurs personnes travaillent à la mise en place d un programme de contrôle de qualité interne de la chaîne numérique qui testera : - le réglage des consoles d interprétation - la qualité de l image et l estimation de la dose - le calibrage des reprographes - l état fonctionnel des mammographes - les conditions d interprétation L unité de radio-physique du CAV élabore actuellement un logiciel d évaluation de la DQE, la FTM et du rapport signal sur bruit. En routine, les manipulateurs du service pratiquent les contrôles suivants :

16 CONTROLE DE LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (2) Fantôme MTM 100 : objet test Le but est d obtenir une évaluation globale de la qualité de l ensemble de la chaîne (mammographes, récepteurs, conditions de lecture) et suivre son évolution. -forme anatomique d un sein compressé -matériau de base équivalent au tissu mammaire

17 CONTROLE DE LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (3) Ce test est réalisé une fois par semaine sur chaque mammographe, toujours dans les mêmes conditions (gros foyer, 28 kv, cellule médiane). Le score est déterminé en fonction des résultats obtenus sur console et sur film.

18 CONTROLE DE LA QUALITE DE L IMAGE NUMERIQUE (4) Détail des inclusions du fantôme MTM 100 Réalisé régulièrement, ce test permet de détecter une éventuelle perte d informations.

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20 PARTICULARITES TECHNIQUES ERLM CAPTEUR PLAN Manipulations fréquentes de matériel: Détecteur amovible avec 3 potters différents (18*24,24*30,dispositif d agrandissement) Chronologie des étapes à respecter: identification de chaque plaque et incidence, lecture des ERLM, transfert sur consoles Entretien hebdomadaire des ERLM: -effacement primaire -nettoyage manuel Très peu de manipulations: détecteur unique, dédié, quelque soit la taille du sein ou l agrandissement Enchaînement programmé des incidences et transfert automatique Absence d entretien Calibration hebdomadaire uniquement Ergonomie identique à celle du système analogique (transport des cassettes ) Système plus ergonomique

21 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Contrôle de la qualité de l image numérique Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

22 POINTS COMMUNS AUX DEUX TECHNIQUES (1): CONDITIONS DE LECTURE DES EXAMENS Qu elles soient réalisées avec ERLM ou capteur plan, toutes les mammographies numériques sont interprétées de la même façon. Elles sont d abord transférées vers une console d interprétation haute résolution dédiée à la mammographie et vers le PACS (système d archivage informatique). La lecture sur console est facilitée par les nombreux outils disponibles : zoom, luminosité, contraste et surtout affichage simultané des clichés antérieurs.

23 POINTS COMMUNS AUX DEUX TECHNIQUES (2): LES PERFORMANCES DES DETECTEURS NUMERIQUES DQE élevée et résolution spatiale limitée large gamme dynamique réponse linéaire en fonction de l exposition scores fantôme MTM 100 supérieurs comparés aux couples écrans/films doses d irradiation moins élevées traitement de l image possible : CAD(aide informatisée au diagnostic), 3D, soustraction nombreuses possibilités de manipulation des images stockage aisé des images sur PACS (système d archivage informatique) et accès aux images antérieures

24 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

25 Chaque exemple présenté correspond à une incidence de mammographie réalisée à une même patiente, à un an d intervalle : - en 2003 sur ERLM - en 2004 sur capteur plan

26 ERLM CAPTEUR PLAN

27 ERLM CAPTEUR PLAN

28 ERLM CAPTEUR PLAN

29 ERLM CAPTEUR PLAN

30 ERLM CAPTEUR PLAN

31 ERLM CAPTEUR PLAN Radiographie de pièce opératoire

32 ERLM CAPTEUR PLAN Radiographie de pièce opératoire

33 SOMMAIRE Historique Principe de fonctionnement de chaque technique Principaux paramètres influençant la qualité de l image Contrôle de la qualité de l image numérique Particularités techniques Points communs aux deux techniques Cas cliniques Conclusion

34 CONCLUSION Le mammographe utilisant la technologie du sélénium amorphe présente de nombreux avantages comme sa facilité d utilisation, son ergonomie et aussi sa supériorité concernant la qualité de l image numérique. Les détecteurs à conversion directe sont en effet très efficaces car les rayons X absorbés sont directement convertis en signal électrique (moins de dégradation de l information). Le mammographe utilisant les ERLM reste le moins onéreux. Il a de plus l avantage de fonctionner indifféremment avec des ERLM ou des cassettes standards, détail important dans un service qui pratique régulièrement le dépistage du cancer du sein (réalisé exclusivement en analogique).