Mesures du rapport S/P

Nous avons mesuré le rapport S/P au niveau du détecteur pour qualifier la quantité de diffusé dans le faisceau. Pour ce faire, nous avons placé une pastille de 2 mm de plomb à 55 cm du détecteur pour toutes les configurations afin d’être plus optimal. La pastille en plomb bloquera le rayonnement primaire. Les valeurs des pixels à l’intérieur de la pastille de plomb correspondent uniquement au rayonnement diffusé (S) et celles dans le fond de l’image correspondent au rayonnement diffusé et primaire (S+P). La quantité de rayonnement primaire est obtenue en faisant une simple soustraction : (S+P) – S = P Les valeurs de pixels dépendent de la dose reçue par le détecteur; il était donc nécessaire de convertir ces valeurs de pixels en dose. Pour établir ce lien, nous avons réalisé 5 images avec 5 charges différentes, cela pour les quatre épaisseurs (5, 10, 15, 20 cm). Cette opération était répétée pour les deux tensions. Les plexiglas étaient placés à la sortie du tube pour limiter le rayonnement diffusé. De ce fait, nous étions dans les meilleures conditions possibles. Les charges ont été adaptées afin d’obtenir une dose au détecteur entre 1 et 20 μGy. Pour ce faire, nous avons augmenté la distance foyer détecteur. De plus, il était préférable d’utiliser de grandes distances foyer détecteur par rapport à des petites charges (min 1 mAs) étant donné l’incertitude sur les petites charges. Pour finir, un champ 7 x 7 cm était utilisé. Pour la mesure de la dose au détecteur, un dosimètre a été installé sur le détecteur. Les doses au détecteur ont été mises en correspondance avec les valeurs des pixels des images. Grâce à ceci, nous pouvons convertir les valeurs de pixels en dose au détecteur.

Discussion

La performance des deux techniques de rejet de diffusé diffère avec l’épaisseur et la tension. En préambule, intéressons-nous à l’étude d’Ulrich Neitzel (1991) qui montre qu’au niveau du SNR, un air gap de 20 cm est supérieur à la grille pour des quantités de diffusé faibles à moyennes. Nous avons trouvé les mêmes résultats au niveau du CNR, c’est-à-dire que l’air gap de 20 cm est supérieur à la grille pour les deux tensions utilisées. Nous avons pu voir que même un air gap de 10 cm suffirait pour être supérieur à la grille au niveau du CNR. D’après les figures 21 et 22 ceci est valable pour les épaisseurs jusqu’à 15 cm (quantité de diffusé moyen). L’étude concernée a montré que pour les conditions de rayonnement diffusé élevé, les 2 méthodes donnaient des performances similaires. Cependant, dans notre travail, à 20 cm d’épaisseur, le CNR est légèrement supérieur pour la grille, en comparaison à n’importe quel air gap pour 85 et 121 kV. Toutes nos mesures, toutes nos réflexions nous ont amenées à déterminer les pratiques idéales pour les différentes épaisseurs que nous allons détailler ci-dessous.

Nous préconisons de ne pas utiliser de grille ou d’air gap à 5 cm d’épaisseur étant donné que la qualité d’image est meilleure sans technique de rejet de diffusé. La dose est également la plus faible. Par conséquent, la pratique actuelle qui consiste à ne pas utiliser de technique de rejet de diffusé pour cette épaisseur est déjà optimale. Pour une épaisseur de 10 cm, qui correspondrait à une épaule d’adulte ou un abdomen d’enfant, l’air gap apporte une résolution et un CNR supérieurs à la grille à 85 et 121 kV. Au niveau de la détectabilité, pour qu’elle soit toujours supérieure à la grille, un air gap de 35 cm est nécessaire pour les deux tensions. La diminution de la dose à l’entrée par rapport à la grille est d’un facteur 1.07. Par contre, l’air gap de 10 cm diminue la dose à l’entrée d’un facteur 2.75 à 85 kV et 1.76 pour 121 kV comparé à la grille. De plus l’air gap 10 cm augmente également la résolution d’un facteur 1.26 pour 85 kV et 1.13 pour 121 kV et le CNR d’un facteur 1.18 pour 85 kV et 1.43 pour 121 kV. Le facteur d’agrandissement de l’air gap de 10 cm est de 19 % ce qui reste donc réalisable en pratique. Dans ce cas, nous préconisons un changement de pratique en utilisant un air gap de 10 cm à la place d’une grille. Avec 15 cm d’épaisseur, l’utilisation de n’importe quel air gap donne un CNR supérieur ou égal à la grille et ceci pour les deux tensions.

Par contre, pour la résolution, afin d’être supérieur à la grille, il faut un air gap d’au moins 10 cm, pour les deux tensions. Pour la détectabilité des objets de bas contraste à 85 et 121 kV, l’air gap de 20 cm a une performance égale à celle de la grille. Par contre, pour que la détectabilité des petits objets de haut contraste soit aussi performante qu’avec la grille, il est nécessaire d’avoir un air gap minimum de 35 cm. En se fiant uniquement au CNR et à la résolution, un air gap de 10 cm serait suffisant. Or ce n’est pas le cas pour la détectabilité des objets. Par conséquent, pour une épaisseur de 15 cm, qui peut correspondre à un abdomen et un thorax d’un adulte standard, il semble idéal d’utiliser un air gap de 20 cm. En remplaçant la grille par l’air gap de 20 cm, nous obtenons un gain en dose d’un facteur 2.88 à 85 kV et 2.09 à 121 kV. Mais l’agrandissement est de 35 % à une distance foyer détecteur de 1.35 mètre. Il serait possible d’augmenter cette distance afin de diminuer l’agrandissement pour que cette manière de faire soit réalisable en pratique. Cependant, dans notre travail nous n’avons pas pu tester de grandes distances en raison des limitations de l’installation. De ce fait, les agrandissements sont relativement élevés. Ce qui est au désavantage de la technique de l’air gap d’un point de vue de la résolution. Par contre, nous avons eu la possibilité d’utiliser un petit foyer afin de compenser la perte de résolution lié au flou géométrique.

Dans l’étude de Robert G. Gould et John Hale (1974), l’air gap a été réalisé avec des distances foyer détecteur plus importantes. Ce qui permettait d’avoir des agrandissements plus faibles. Comme par exemple, pour un air gap de 13 cm avec une distance foyer détecteur de 3 mètres, l’agrandissement n’est pas significatif. Alors que dans nos mesures, avec un air gap de 10 cm et une distance foyer détecteur de 1.25 mètre pour 15 cm d’épaisseur, l’agrandissement est de 25%. Cela est donc intéressant car nous voyons que la limitation liée à l’agrandissement peut être surmontée en utilisant une distance foyerpatient plus grande. Le fait d’augmenter cette distance diminue le flou géométrique mais augmente le flou cinétique car la charge et le temps d’exposition seront augmentés. Par contre, le petit foyer n’est pas compatible avec les grandes distances car il augmente également le temps d’exposition et vu l’augmentation de la charge, le tube sera trop sollicité avec celui-ci. De plus, en pratique, une distance foyer détecteur de 3 mètres n’est pas toujours réalisable car toutes les salles radiologiques ne disposent pas d’une telle distance de tir. Par ailleurs, cette étude montre également qu’un air gap de 13 cm diminue la dose par rapport à la grille d’un facteur 5.5 pour 30 cm d’épaisseur à 125 kV. Dans notre travail, l’air gap de 10 cm diminue la dose d’un facteur 2.93 à 121 kV pour 15 cm d’épaisseur. La différence de ces deux facteurs de dose s’explique par l’utilisation d’une grille plus sélective (12 :1) dans l’étude de Robert G. et al (1974). Plus la grille est sélective, plus le facteur du bucky augmente. Pour cette épaisseur de 15 cm, nous préconisons un air gap de 20 cm et une augmentation de la distance foyer détecteur. Bien évidemment, il faudrait à ce moment-là refaire des mesures pour contrôler si la qualité d’image reste supérieure à la grille.

Conclusion

Le but de notre travail était de proposer une solution alternative à la grille anti-diffusante afin de réduire la dose au patient tout en préservant une qualité d’image satisfaisante. L’utilisation d’une grille améliore la qualité d’image mais augmente la dose au patient. Une autre technique utilisée pour réduire la quantité de diffusé est l’air gap. Cette technique augmente également la dose à l’entrée mais plus faiblement que la grille. Dans notre travail, il était donc intéressant de comparer ces deux techniques. Pour les épaisseurs de 5 cm, les meilleurs résultats d’un point de vue de la qualité d’image et de la dose sont obtenus sans technique de rejet de diffusé. Cette technique est déjà effectuée en pratique. Pour 10 cm d’épaisseur, nous proposons de remplacer la grille anti-diffusante par un air gap de 10 cm car il s’est révélé plus efficace. Pour 15 cm d’épaisseur, bien que l’air gap de 20 cm se soit montré davantage efficace que la grille au niveau de la qualité d’image ainsi que la dose, il est impossible de le préconiser en pratique au vu de l’agrandissement qu’il génère. De ce fait, dans les conditions actuelles de la pratique, nous préconisons de conserver la grille pour cette épaisseur. Cependant, pour optimiser sa mise en place en pratique, il serait bien de refaire des mesures avec de plus grandes distances foyer détecteur. Ceci permettrait de déterminer si la qualité d’image et la dose restent meilleures que l’utilisation de la grille avec un air gap de 20 cm. De plus, pour 20 cm d’épaisseur, c’est-à-dire lors de quantité de diffusé élevée, la grille reste supérieure à n’importe quel air gap. De ce fait, la pratique est déjà optimale dans ces conditions.

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Table des matières

1 Introduction
2 Méthode et matériels
2.1 Matériels
2.2 Paramètres
2.3 Mesures du rapport S/P
2.4 Mesures de doses à l’entrée du patient (Kair)
2.5 Mesures de la qualité d’image
2.6 Tests de détection
2.7 La figure de mérite
3 Résultats et analyses
3.1 Résultats des mesures du rapport S/P
3.1.1 Calibration du détecteur
3.1.2 Rapport S/P
3.2 Résultats des doses à l’entrée du patient (Kair)
3.3 Facteur d’agrandissement
3.4 Résultats concernant la qualité d’image
3.4.1 Résolution
3.4.2 Contraste
3.4.3 CNR et Facteur d’amélioration du CNR (Kcnr)
3.5 Tests de détection
3.6 Résultats de la figure de mérite
4 Discussion
5 Perspectives de recherche
6 Conclusion
7 Liste de Références Bibliographiques
8 Annexes