Sommaire introduction présentation du contexte et objectif du stage
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- ACQUISITION Flou CLB MOBILE Flou MOBILE MOBILE
- 0.375 // 1 Temps rotation 4 s
- 5.2 Le Flou de mouvement 5.2.1 Première constatation en mode hélicoïdal
- 5.2.2 Comparaison des profils du plateau
- 5.3 Résolution spatio-temporelle
- 5.5 Précision 5.5.1 Comparaison des ITV obtenus
- 5.5.2. Comparaison des nombres CT
4.3 Méthode avec patient Le tri des coupes sur le patient repose sur le même principe qu’avec le fantôme. On extrait des images le mouvement de la plaque posée sur le patient, on normalise ce signal puis on procède au tri. 5 Résultats 5.1 Les protocoles testés
Les valeurs en rouge italique gras indiquent les valeurs limites disponibles. On réalise 2 acquisitions satisfaisant au mieux les conditions d’acquisition 4D (§ 4.2.1), l’une en axial l’autre en hélicoïdal.
En mode axial, on a choisi au départ 0.75s et non 0.5s comme temps de rotation de tube pour que la distance couverte par la table sur une période respiratoire ne soit pas supérieure à 5mm (résolution actuelle pour l’estimation du mouvement au CLB). Il s’avère que le temps séparant 2 images successives est en fait égal à un peu plus de 2 fois le temps de cycle soit 1.8s (information issue des fichiers « image » Dicom). Un temps de rotation de 0.5s correspondrait donc environ à un temps de 1.4s entre 2 images ce qui conviendrait pour notre résolution de 4.5s sur 5mm et diminuerait le flou de mouvement des images. Deux acquisitions floues sont faites : l’une correspond au protocole de la radiothérapie au scanner-simulateur en respiration libre avec toutefois une épaisseur et un incrément de 3 mm au lieu de 5 mm pour une comparaison plus fine. L’autre est faite au PET-SCAN en spiralé. Pour cette dernière on a été limité par un temps de rotation maximum du tube de 2s et un temps total d’acquisition de 100s pour chaque série. On a donc du la réaliser en 2 fois (2 séries). On va comparer entre elles les 2 acquisitions floues et les 2 acquisitions 4D. Pour l’analyse des images on réalise une acquisition avec le fantôme sans mouvement au PET-SCAN . 5.2 Le Flou de mouvement 5.2.1 Première constatation en mode hélicoïdal En mode hélicoïdal, on remarque que le flou dû au mouvement augmente avec la diminution du pitch. Ce flou apparaît comme une superposition de couches de niveaux de gris différents. Au moment de la reconstruction d’une image à 1 position donnée, la sélection des données à traiter s’effectue sur un intervalle proche de la position de reconstruction. Pour un pitch bas le nombre de données sélectionnées est plus important et l’espacement temporel entre ces données est plus grand puisque la table se déplace plus lentement (fig 13). Il y a donc intégration du mouvement sur un temps plus long par rapport à un pitch plus élevé. Il semblerait qu’il y ait somme de toutes les données. pitch 0.5 -> 2 rotations ->intégration du mouvement sur 1s 
      
  
Coupe à reconstruire Coupe à reconstruire Axe Table Fig 13 –données utilisées pour la reconstruction 5.2.2 Comparaison des profils du plateau a - Les images 4D - Globalement les pics s’élargissent et se décomposent en paliers lorsque le mouvement est maximal, en position intermédiaire ; ceci correspond à la superposition des niveaux de gris que l’on obtient sur les images. - En mode axial on observe une bonne correspondance entre le profil du plateau fixe et le profil plateau mobile lorsque celui-ci est en position basse ou haute. La distance mesurée entre les 2 pics position basse et position haute pour le plateau mobile est de 20,3mm en phase montante et descendante, valeur de l’amplitude du mouvement du plateau. La largeur englobant l’ensemble des 2 pics en positions extrêmes, correspondance avec l’ ITV, est de 39,15mm. Cette valeur englobe bien l’épaisseur plateau et l’amplitude mouvement. Avec mouvement, on retrouve donc épaisseur et position de plateau aux extrémités. L’amplitude du mouvement est conservée (fig 14). 
POSITION HAUTE POSITION BASSE Fig 14 – Profils plateau UH (= épaisseur plateau) comparés entre acquisition 4d axiale et fixe - En mode hélicoïdal les résultats sont proches même si l’on constate un élargissement des pics notamment en position intermédiaire et haute (fig 15)ialeonsentre les aquisitions 4d et fixe. La résolution est moins bonne : une coupe en mode spiralé est obtenue sur un temps d’au moins 0,86 s (=épaisseur x temps rotation/(pitch x collimation nominale)); elle est de 0,75 s en mode axial. On a donc moins de flou de mouvement en acquisition axiale. Par ailleurs, la précision est également meilleure pour cette dernière puisqu’en mode spiralé il y a interpolation de données suivant l’axe de la table. 
Fig 15– Profils plateau UH (= épaisseur plateau) comparés entre acquisition 4d hélicoïdale et fixe
POSITION BASSE Si l’on mesure la distance pic à pic ainsi que la largeur englobant les 2 pics de position maximale et minimale on retrouve des valeurs proches à celles du mode axial : 20,3mm d’amplitude en phase montante du plateau, 19,5 mm d’amplitude en phase descendante et 39,15mm de largeur totale. Le plateau doit se trouver moins longtemps en position haute par rapport à la position basse, le pic position haute est plus bas et moins abrupt, la précision est diminuée.
Le flou de l’acquisition n’englobe donc pas l’ensemble du mouvement du fantôme puisque le temps de rotation du tube est plus petit que la période du mouvement. On devrait avoir une largeur de pic identique pour toutes les coupes et de largeur 39 mm (20 mm d’amplitude + 19 mm d’épaisseur plateau). On obtient effectivement cette valeur pour certaines coupes et 30,32 mm pour les moins floues. Cependant tout est une question de détermination de seuil de base donc de seuillage des unités hounsfield.
Les images se trouvent en annexe 2. 5.3 Résolution spatio-temporelle La représentation du centre de masse du plateau suivant l’axe de la table donne les courbes suivantes : 
On visualise le mouvement périodique du fantôme en¨mode hélicoïdal : les données sont acquises de façon continue. On retrouve le mouvement périodique du fantôme tous les 6.5 mm : lors du tri des images on aura des images manquantes d’un instant respiratoire sur une longueur de 6,5 mm. On a effectivement : Gap = (Temps de rotation x incrément)/(pitch x collimation nominale)= 6.5 mm. La résolution spatiale en terme d’évaluation du mouvement est moins bonne que celle du protocole utilisé actuellement au CLB : 5mm, cependant le pitch ne peut pas être diminué plus.
Comme le temps et la distance séparant 2 images sont respectivement de 1,85s à peu près et de 1mm, la période du mouvement de 4,5 s on devrait avoir une période respiratoire sur 2.43 mm. En réalité c’est un mouvement de période 2,38 mm la meilleure correspondance de phase entre les 2 courbes, mouvement acquis et mouvement simulé : 
Fig 19 – Mouvement du plateau extrait des images (bleu) et simulé (rouge) Il faudrait un cycle respiratoire multiple du temps séparant 2 images pour extraire une forme de signal plus proche de la réalité. On a donc une résolution spatio-temporelle du mouvement meilleure avec l’acquisition axiale : 1mm correspond à 1.8s du cycle alors qu’avec l’hélicoïdale 1.3mm correspond à 0.8s. 5.4 Tri des images Dans les 2 cas on divise nos mouvements de plateau en 4 instants respiratoires (bins) car notre nombre de coupes n’est pas suffisant pour les diviser en un nombre plus élevé. Par ailleurs pour cette même raison et en première approximation on va considérer que la position d’un organe d’un même bin en phase inspiratoire et en phase expiratoire est la même. On ne va donc pas prendre en compte le fait que le plateau soit en phase montante (phase inspiratoire) ou descendante (phase expiratoire). 
La division du signal respiratoire en 4 bins signifie que le fantôme a une probabilité de ¼ de se trouver dans l’une de ces 4 phases. La probabilité de présence représente la probabilité de trouver la tumeur à une position donnée au cours du traitement. Cette probabilité est plus grande aux extrémités du parcours car la vitesse s’annule. C’est ce que l’on retrouve dans le mouvement de notre fantôme puisque la largeur de nos bins aux extrémités (bin1 et bin4) est plus faible. on peut donc relier la largeur de bin à la probabilité de présence. Ces 2 varient en sens inverse Les images triées et interpolées du fantôme se trouvent en annexe 3.
L’ITV réel est tracé sur les images fantôme fixe : on contoure le plateau fixe en position basse, GTV, auquel on ajoute 2 cm en antérieur qui correspondent à l’amplitude du mouvement. On obtient ainsi l’ITV réel. Le contourage avec les acquisitions 4D se fait en sélectionnant les images du plateau en position minimale et maximale grâce au tri précédent. On contoure donc sous Focal le plateau en position basse et haute ; on interpole les 2 contours GTV inspi et GTV expi. On somme ensuite ces 2 contours pour avoir l’ITV. Le contourage des images des séries floues donne directement l’ITV. Pour toutes les études on choisit un seuillage de niveau proche de celui attendu pour le polypropylène : Le coefficient d’atténuation linéique de l’eau est d’environ 0,18 cm-1 pour une énergie effective de faisceau de 75 kev et de 0,16 cm-1 pour le polypropylène. On a donc un nombre CT proche de -111 UH. En fait la mesure moyenne du nombre CT du plateau sur l’image fixe nous donne une valeur de -96,07 UH. La largeur de fenêtrage doit être large étant donné les gradients de nombres CT des images (dûs au mouvement). D’après les bins extraits du signal respiratoire la probabilité de présence du plateau en position haute dans une largeur de 2 mm (largeur du bin 4) est de 0,25. On estime alors que dans cette zone on devrait avoir des valeurs CT de l’ordre de : 0,25 x nombre CT plateau + 0,75 x nombre CT air = 0,25x-96,07+0,75x-1000 = -774 UH ; on prend donc comme largeur de fenêtre une largeur qui nous permette de couvrir les unités hounsfield de -96,07 à -774 UH soit 678. On entre donc -96 UH comme niveau de seuil et 1360 (678x2 comme largeur de fenêtre) La fusion permet de comparer l’ITV réel avec les ITV obtenus par les acquisitions fantôme mobile. Pour chaque série on obtient comme volume d’ITV :
La superposition des ITV montre : - une légère perte de mouvement avec l’acquisition hélicoïdale floue : il manque au maximum 3mm à l’ITV en hauteur. L’estimation de l’ITV reste cependant meilleure comparée à celle de l’axiale pour laquelle il manque, sur certaines coupes, 7 mm en antépostérieur. Il faut souligner que la fusion entre l’image fantôme fixe et l’acquisition floue axiale n’a pas été simple car les scanners et donc les tables diffèrent ; on a ainsi moins de points de repère. Des erreurs peuvent provenir de la fusion.   
Fig 22-23 - Comparaison ITV obtenus avec les acquisitions 3D floues et l’ITV réel : à gauche : ITV réel (jaune) et ITV axial flou 3D (blanc) à droite : ITV réel (jaune) , ITV hélicoïdal flou 3D (rouge) et ITV axial flou 3D (blanc)
- une bonne superposition des ITV avec les acquisitions 4D. 
Fig 24 : en haut superposition ITV hélicoïdal 4D (jaune) et ITV réel (bleu) en bas superposition ITV axial 4D (mauve) et ITV réel (jaune) Le volume du contour obtenu est meilleur finalement avec le protocole 4D axial ; c’est celui qui se rapproche le plus de l’ITV réel. Des volumes ITV trouvés on en déduit les hauteurs moyennes d’ITV (la surface du plateau étant respectivement de 74,4 cm² et 78,15 cm² ) : Axial Flou 3D : 3,6cm - Spiralé flou 3D : 3,7 cm Axial 4D : 4,07 cm - Spiralé 4D : 3,9 cm Finalement on retrouve ici les remarques faites pour les profils de coupe des 2 acquisitions (cf §5.2.2.a). 5.5.2. Comparaison des nombres CT Pour évaluer la qualité en terme de signal, on compare la valeur moyenne CT pour une même ROI centrée sur le plateau en acquisition fixe (position basse) et en acquisitions 4D sélection plateau position basse (là où le profil en unité hounsfield est le meilleur (cf §5.2.2 a). Les épaisseurs de coupe (1.3mm) choisies pour les acquisitions 4D étant faibles, on perd en qualité de signal. On compare donc leurs valeurs avec celle de l’acquisition hélicoïdale pour laquelle l’épaisseur de coupe est plus grande (3.2mm). Plus les valeurs sont proches de celle-ci, meilleur est le signal. Plateau fixe (position basse) : -96,07 UH Plateau 4D axial position basse : -97,78 UH Plateau 4D hélicoïdal position basse : -113,47 UH A priori l’acquisition 4D axiale donne des valeurs plus proches de la réalité. Yüklə 328,56 Kb. Dostları ilə paylaş:
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