U niversité de Technologie de Compiègne
SOMMAIRE DES ANNEXES
A) Organigramme du service Marketing Imagerie 2
B) Les scanners multi-barrettes 4
C) Les composants d’un système d’imagerie par résonance magnétique 12
D) Autorisations parues au Journal Officiel 19
E) Planning effectif du projet 22
F) Chronologie hebdomadaire 24
G) Documentation de la base de données 28
A)Organigramme du service Marketing Imagerie
B)Les scanners multi-barrettes
Evolution de la scanographie
vers le scanner volumique multicoupes
Introduction
Le scanner a bénéficié ces dernières années de deux évolutions majeurs: l'acquisition hélicoïdale au début de années 90 et l'acquisition multicoupe présente depuis fin 1998. Le scanner hélicoïdal est rapidement apparu pour de nombreux auteurs comme une méthode diagnostique performante et non invasive, en particulier dans les explorations vasculaires. De nouvelles stratégies diagnostiques moins coûteuses et plus pertinentes se sont progressivement mises en place.
Les principes du scanner multicoupe restent identiques à ceux du scanner hélicoïdal. Il possède cependant des avantages significatifs, principalement représentés par l'augmentation de la vitesse d'avance de table par rotation du tube. Cette amélioration des performances est liée à la mise en place d'un nouveau système de détection qui constitue l'innovation technique majeure de ces appareils. La qualité des examens scanographiques est ainsi considérablement améliorée. Elle permet surtout le développement de nouvelles applications, en particulier dans le domaine cardio-vasculaire. Le scanner multicoupe va donc non seulement modifier les pratiques médicales mais va également changer la gestion de l'information en raison du nombre élevé d'images reconstruites et du caractère dynamique de l'analyse des données.
Principe des scanners multibarrettes
En 1992, Elscint commercialise un scanner bi-barrette (CT Twin). Les avantages procurés par ce dernier ne sont pas significatifs par rapport aux scanners monobarrettes. Les scanners actuels utilisent simultanément 4 rangées réelles ou reconstituées de détecteurs.
Les principes technologiques du système de détection
Deux principaux concepts de système de détection opposent les constructeurs et représentent de réels choix technologiques bien spécifiques: les scanners matriciels et les scanners dits à réseau de détection modulable (détecteurs asymétriques).
Dans les scanners matriciels, le système de détection est constitué de très petits capteurs juxtaposés. Le scanner de GE (Lightspeed Advantage) comporte 16 rangés juxtaposées dans l'axe des Z (axe de rotation) de 912 détecteurs de 1,25 mm d'épaisseur. Il est ainsi possible de réaliser différentes collimations d'acquisition: 4 barrettes de 1,25mm, 4 barrettes de 2,5 mm, de 3,75 mm ou de 5 mm. Le scanner Toshiba (Aquilion) comporte quant à lui un système hybride de détection avec ses 34 rangées de détection réparties de la manière suivante: 4 rangées centrales de 0,5 mm et 15 rangées périphériques de 1 mm.
Les scanners à réseau de détection asymétrique (SOMATOM Volume Zoom chez SIEMENS et MX 8000 chez Marconi) comportent 8 barrettes dont la largeur croît au fur et à mesure qu'elles s'écartent de la perpendiculaire à l'axe de rotation. Le schéma ci-dessous nous permet de mieux comprendre l'architecture de détection asymétrique:
 
Système de détection à largeur variable
Conséquence de la projection conique
Sur les scanners multibarrettes, la projection du faisceau de rayons X représente un cône. Les rangées centrales de détecteurs sont atteintes perpendiculairement à l'axe de rotation, mais les rangées les plus externes sont atteintes obliquement par le faisceau de rayons X. Cette obliquité présente deux conséquences. D'une part, elle entraîne une réduction de l'efficacité du système de détection en particulier sur les scanners matriciels. D'autre part, la largeur du volume traversé par le faisceau de rayons X peut devenir plus importante que la largeur du détecteur, entraînant une dégradation de la qualité de l'image. Ces phénomènes augmentent lorsque les détecteurs s'écartent de la perpendiculaire à l'axe de rotation, que leur largeur diminue et que la géométrie du système diminue. Ceci justifie selon SIEMENS et Marconi le choix de barrettes de détection asymétriques.
Par ailleurs, les performances des DAS (Data Acquisition System) limitent actuellement à quatre le nombre de barrettes de détection pouvant être utilisées simultanément. L'amélioration de leur compacité et de leurs performances devrait rapidement remédier à cet obstacle. Par conséquent, le développement d'une algorithmie spécifique visant à corriger les effets de l'obliquité du faisceau de rayons X représente une difficulté plus importante. Néanmoins, les constructeurs annoncent une augmentation prochaine du nombre de barrettes utilisables. Par exemple, SIEMENS annonce l'arrivée de sa nouvelle machine: le X32 avec 16 coupes simultanés par tour et donc 32 coupes/sec.
Scanners multicoupes et interpolation
Effectivement l'acquisition simultanée de 4 ensembles de données va permettre la reconstruction de coupes dont l'épaisseur pourra être choisie en interpolant de façon spécifique les données acquises par chaque barrettes de détection. Des algorithmes d'interpolation différents seront automatiquement choisis en fonction du pitch et de l'épaisseur de coupe désirée.
L'épaisseur des coupes reconstruites à partir d'une même acquisition peut varier de façon importante. A titre d'exemple, une acquisition en 4*1 mm sur le SOMATOM Volume Zoom permet de reconstruire des coupes de 1 à 10 mm d'épaisseur. Il parait bien sûr évident que l'épaisseur de coupe reconstruite ne peut être inférieure à la collimation choisie.
Vitesse de rotation du tube et des détecteurs
Comme sur les scanners monobarrettes, la vitesse de rotation du tube et des détecteurs des scanners multibarrettes est variable. L'amélioration des technologies autorise une rotation complète (360°) en 0,5 seconde. Cette vitesse de rotation accrue permet, à pitch identique, de couvrir un volume plus étendu en un laps de temps donné. Par exemple une acquisition réalisée avec une rotation de 0,5 s couvre un volume 2 fois plus long qu'une acquisition en 1s.
Cette vitesse de rotation accrue permet également d'améliorer la résolution temporelle et de réduire les artefacts cinétiques. Même si elle doit être préférée lors de l'exploration des structures mobiles, elle reste cependant insuffisante pour réaliser, en l'absence d'algorithmes spécifiques, des explorations cardiaques en routine. Des vitesses de rotation plus élevées ont été testées en usine (< 0,5s/tour) mais les importantes contraintes mécaniques générées vont limiter pendant quelques années encore leur commercialisation.
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Courroie (rotation de 0,8 sec maxi.)
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Entraînement Direct (0,5 sec en routine)
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Irradiation en scanner multibarrette
Pour déterminer la dose, il est nécessaire d'utiliser la définition "officielle" du pitch. Celui-ci correspond au rapport du déplacement de la table d'examen lors de chaque rotation du tube sur la largeur du système de détection utilisé (largeur de collimation d'une coupe).
Il semble qu'à qualité d'image identique, les scanners multibarrettes sont plus irradiants que les scanners monobarrettes, en particulier lorsque des coupes fines sont réalisées. Ceci s'expliquerait par les effets de la projection conique et notamment par l'obliquité du faisceau de rayons X: la filtration est plus délicate et l'épaisseur des tissus traversés plus importante.
En réalité, l'augmentation de l'irradiation des patients est principalement liée aux modifications des modalités d'exploration. On peut en effet réaliser des coupes très fines sur de grands volumes grâce à un énorme gain en terme de performances (exploration du rachis en un seul bloc par exemple). L'irradiation de ces nouveaux types de scanners reste une des préoccupations principales chez les constructeurs. Aussi, ces derniers développent des dispositifs de limitation de dose comme par exemple SIEMENS avec son logiciel de réduction de dose à l'acquisition: "CARE Dose".
Au total, certains principes simples permettent de limiter l'irradiation des patients. La dose doit être adaptée à la morphologie du patient et au type d'exploration (par exemple, SIEMENS propose une réduction de plus de 30% pour des examens pelviens). Les protocoles d'exploration doivent être adaptés aux situations cliniques.
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