Dans!l’équation!(7),!la!fluence!de!photons!## #¡¢£!du!fond!de!l’image!est!équivalente!à!la!mesure!du!HIJgj!! avec!f!=!0,!!ce!qui!conduit!!à!un!seuil!de!contraste!¥³´µ¶·!pour!un!objet!circulaire!d’un!diamètre!donné!par! l’équation!(9).! !(9)! ¦Z¸oS¹zu© ¾UWQgUjT ¿kT u ! avec:! ¥³´µ¶·!:!seuil!de!contraste!défini!par!le!modèle!de!Rose.! MNOgÀj:!DQE!à!fréquence!nulle.! @#:!fluence!du!nombre!de!photons!incidents!au!niveau!du!détecteur!(nombre!de!photons/mm2).! ¼+!!seuil!du!SNR!à!partir!duquel!l’observateur!est!capable!de!distinguer!un!disque.! La!valeur!de!¼!doit!être!adaptée!à!chaque!observateur!pendant!la!réalisation!de!l’évaluation!des!images.! Généralement,!pour!un!observateur!expérimenté,!une!valeur!de!¼!entre!4!et!5!est!adoptée.!Pour!des! observateurs!moins!expérimentés,!une!valeur!de!k!située!entre!2!et!3!est!préférée.!D’après![46],!une!valeur!de! ¼ S Á9Â!donne!des!résultats!proches!de!la!réalité.!! Cette!approche!est!facile!à!mettre!en!œuvre!puisque!seule!la!valeur!de!la!MNO!à!fréquence!nulle!est! nécessaire.!En!revanche,!elle!est!réputée!peu!fiable!pour!des!pastilles!de!taille!inférieure!à!0.2!mm,!la! différence!entre!les!résultats!estimés!et!les!résultat!réels!étant!supérieure!à!15%![46].!Cette!méthode!nécessite! aussi!la!connaissance!de!la!valeur!numérique#¼!,!malheureusement,!cette!valeur!est!difficile!à!estimer.! 1.3.4.2. THEORIE!STATISTIQUE!DE!LA!DETECTION!(SDT,!STATISTIC!DETECTION! THEORY)! La!théorie!statistique!de!la!détection!est!à!la!base!des!observateurs!mathématiques!utilisés!pour!la!détection! de!pastilles!en!mammographie!numérique.!Comme!indiqué!précédemment,!le!filtre!NPWMF!est!l’observateur! dont!le!comportement!s’approche!le!plus!de!celui!des!observateurs!humains,!notamment!lors!de!l’évaluation! des!images!du!fantôme!CDMAM.!Le!filtre!NPWMF!(voir!l’annexe!D)!permet!l’estimation!du!seuil!de!contraste! d’un!objet!circulaire!à!partir!du!calcul!du!SNR:! (10)! ! ¦oWZ S © à ¾ÄÅeZRg jog jÅu¹ ¿ u ÄweZRg juog jwuUWQg jÆTÇÈ#É kT #! Où:! ! @#:!fluence!du!nombre!de!photons!incidents!au!niveau!du!détecteur!(nombre!de!photons/mm2).! Jgj!:!spectre!d’un!objet!circulaire!avec!un!diamètre!!obtenu!comme!suit:! Jgj ShÊlg²j ! avec:#Êl#,!Fonction!de!Bessel!du!premier!ordre.! Cette!estimation!est!plus!précise!que!celle!du!modèle!de!Rose!puisqu’elle!utilise!la!totalité!du!spectre!de!la! MNO!et!de!la#EFG,!ainsi!qu’un!modèle!théorique!du!spectre!d’un!objet!circulaire.!Ce!type!d’estimation! présente!une!différence!supérieure!à!15%!entre!les!résultats!estimés!et!réels!pour!des!pastilles!ayant!un! diamètre!inférieur!à!0.13!mm.!Cette!différence!par!rapport!aux!résultats!obtenus!avec!le!modèle!de!Rose! s’explique!par!l’utilisation!du!spectre!complet!de!la#MNO.!Par!ailleurs,!cette!méthode!présente!encore! l’inconvénient!de!l’assignation!d’une!valeur!numérique!pour!la!variable#¼!pour!la!bonne!estimation!du!seuil!de! détection.! 1.4.OBJECTIFS!DE!LA!THESE!ET!METHODE!PROPOSEE! 1.4.1. OBJECTIFS! La!mammographie!est!aujourd’hui!l’examen!de!référence!dans!le!diagnostic!des!affections!de!la!glande! mammaire.!L’amélioration!de!la!qualité!de!l’image!est!donc!une!priorité!permanente.!En!particulier,!la! détectabilité!à! bas! contraste! est! un! point! essentiel! qui! doit! être! optimisé.! Le! développement! de! la! mammographie!numérique!nécessite!donc!d’optimiser!les!conditions!cliniques,!pour!les!détecteurs!et!la!qualité! des!faisceaux!utilisés,!qui!peuvent!différer!de!celles!habituellement!obtenues!pour!les!récepteurs!analogiques! utilisant!des!couples!écran"film.!Les!performances!des!détecteurs!numériques!permettent!d’envisager!une! amélioration!de!la!qualité!des!images!réalisées.! Les!OBJECTIFS!de!ce!travail!de!thèse!sont!les!suivants:! 1. Analyser,!pour!différents!systèmes! !mammographiques,!la!qualité!de!l’image!dans!des!conditions! d’utilisation!clinique,!à!l’aide!d’une!approche!psycho"visuelle!fondée!sur!une!méthode!contraste" détail.!Cette!analyse!se!fera!automatiquement!par!un!logiciel!basé!sur!la!détection!bayésienne!d’un! observateur!mathématique.!Pour!cela,!un!programme!d’analyse!automatique!permettant!d’obtenir!un! score!qualité!d’image!mesuré!sur!fantôme!(CDMAM)!sera!utilisé.!Comme!décrit!!dans!la!section!1.3.3,! le!logiciel!CDCOM,!mis!à!disposition!avec!le!fantôme!CDMAM!par!ARTINIS!MEDICAL!SYSTEMS,!sera!le! logiciel!utilisé!pour!l’évaluation!des!images!CDMAM.! 2. Déterminer! la! corrélation! entre! les! valeurs! des! descripteurs! physiques! de! performances! des! détecteurs!(EFG,!etc.)!et!la!qualité!de!l’image!mesurée!par!«!scoring!»!automatique!sur!fantôme!pour! Objectifs!de!la!thèse!et!méthode!proposée! ! recherche!de!cette!thèse,!puisqu’il!s’agit!d’un!problème!qui,!jusqu’à!maintenant,!n’a!pas!été!résolu.! Cela!a!été!bien!mis!en!évidence!dans!la!section!1.3!de!ce!chapitre.!Pour!cette!raison,!une!nouvelle! méthode!est!ici!proposée!pour!estimer!la!qualité!de!l’image!via!des!courbes!de!contraste"détail! obtenues!à!partir!de!la!mesure!des!performances!physiques!des!détecteurs.!Il!est!important!de!faire! remarquer!que!la!mesure!des!performances!physiques!se!fera!sur!le!système!d’imagerie!(conditions! cliniques!d’utilisation!en!prenant!en!compte!la!diffusion!de!photons!produite!dans!un!sein!simulé! (plaques!en!PMMA)!et!l’agrandissement,!voir!l’annexe!A)!et!non!pas!seulement!sur!le!détecteur! (conditions!de!laboratoire).!Cette!nouvelle!méthode!devra!permettre!une!estimation!de!la!qualité! meilleure!que!celle!obtenue!par!le!modèle!de!Rose!ou!la!théorie!statistique!de!la!détection!(SDT).! 3. Mesurer!les!performances!physiques!des!différents!types!de!détecteurs!actuellement!disponibles.!Les! principaux!descripteurs!(EFG!et#HIJ)!seront!largement!utilisés!pour!préciser!les!conditions!cliniques! optimales!en!fonction!de!l’énergie!du!faisceau!(couple!anode/filtration,!tension!du!tube!à!rayons!X! [kVp]!et!charge!au!tube![mAs])!et!pour!différentes!épaisseurs!de!sein!(équivalent!en!PMMA).!Bien!que! cet!objectif!fasse!référence!à!l’utilisation!de!méthodes!bien!établies!comme!celles!de!la!mesure!de!la! résolution!spatiale!et!du!bruit!décrites!précédemment!dans!la!section!1.2.2.,!en!pratique!leur! implémentation!dans!des!ressources!informatiques!dépend!de!chaque!laboratoire!de!recherche.!Pour! cette!raison,!un!des!buts!de!ce!travail!de!thèse,!est!l’implémentation!de!ces!méthodes!de!mesure!de!la! performance!physique!des!détecteurs,!sur!une!plateforme!de!traitement!d’images.!Cette!plateforme! devra! permettre! l’utilisation! des! différents! systèmes! d’exploitation! (pour! avoir! une! meilleure! portabilité)!et!surtout!une!acceptation!de!mises!à!jour!sans!avoir!besoin!d’un!changement!dans!le! code!de!programmation!(ce!qui!est!devenu!un!problème!avec!les!logiciels!développés!précédemment! au!Centre!Alexis!Vautrin).!Pour!cela,!le!logiciel!ImageJ!basé!sur!un!code!de!programmation!en!Java,! sera!utilisé!comme!plateforme!de!développement!pour!la!codification!des!méthodes!de!mesure!de!la! EFG!et!du#HIJ.!! Le!résultat!attendu!de!ce!travail!est!de!savoir!si,!à!partir!de!la!mesure!de!la!performance!physique!d’un! détecteur,!il!est!possible!de!déduire!la!qualité!de!l’image!mesurée!sur!fantôme!dans!le!cadre!d’une!utilisation! en!conditions!cliniques!habituelles!des!différents!systèmes.!Ce!résultat!est!extrêmement!important!car! l’utilisation!de!la!méthode!psycho"physique!de!détermination!de!la!qualité!de!l’image!est!une!procédure!longue! et! fastidieuse! alors! que! la! mesure! d’un! descripteur! de! performance! peut! être! rapide,! rigoureuse! et! automatisée.! 1.4.2. METHODE!PROPOSEE! Le!premier!objectif!sera!atteint!en!utilisant!le!logiciel!CDCOM!pour!évaluer!les!images!du!fantôme!CDMAM,!ce! qui!doit!permettre!une!évaluation!rapide!des!images!du!fantôme!CDMAM!et!surtout,!plus!objective!quand!la! qualité!de!l’image!devra!être!comparée!pour!différents!conditions!d’exposition.!Le!deuxième!objectif!(objectif! le!plus!important)!sera!atteint!par!une!méthode!basée!sur!la!combinaison!des!modèles!présentés!dans!les! ! concernant!la!mesure!de!la!performance!physique!des!systèmes!d’imagerie!sera!résolu!en!utilisant!les! méthodes!suggérées!dans!la!recommandation!internationale!IEC"62220"1"2.!Cependant,!cette!mesure!est! réalisée!dans!des!conditions!d’utilisation!cliniques,!c’est"à"dire,!en!prenant!en!compte!la!diffusion!de!photons! et!l’agrandissement.! Le!MODELE!PROPOSE,!!pour!résoudre!le!deuxième!objectif,!s’appuie!sur!l’estimation!de!courbes!de!contraste" détail!en!utilisant!des!observateurs!mathématiques,!comme!c’est!le!cas!pour!le!modèle!de!la!Figure!23.!La! différence!avec!ce!dernier!réside!dans!le!type!d’images!à!évaluer.!Dans!le!cas!du!modèle!de!la!Figure!23,!les! images!acquises!à!l’aide!du!fantôme!CDMAM!sont!réalisées!avec!un!mammographe.!Si!on!envisage!plusieurs! conditions!d’exposition,!le!temps!«!opérateur!»!devient!important,!voir!même!prohibitif.!L’approche!proposée! dans!ce!travail!réduit!fortement!le!temps!d’acquisition!des!images!du!fantôme!sur!machine:!les!images!sont! VIRTUELLES!(elles!sont!créées!par!ordinateur!à!l’aide!des!paramètres!physiques!du!détecteur,!sans!avoir!besoin! d’utiliser!le!fantôme!CDMAM!réel).!Le!mammographe!est!alors!utilisé!uniquement!pour!la!mesure!des! paramètres!physiques!du!détecteur!pour!calculer,!pour!chaque!condition!d’exposition,!une!image!initiale! servant!de!point!de!départ!pour!la!génération!des!images!virtuelles!du!fantôme.! !! ! ! Figure!25:!!!Modèle!proposé!dans!ce!travail!de!thèse!pour!trouver!la!corrélation!entre!les!performances!physiques!du! détecteur!et!la!qualité!diagnostique!de!l’image.! Les!images!virtuelles!qui!sont!générées!par!le!modèle!proposé,!présentent!une!grande!similarité!visuelle!avec! les!images!réelles!du!fantôme!CDMAM.!Pour!cette!raison,!l’estimation!de!la!qualité!de!l’image!via!les!images! virtuelles!devra!permettre!une!meilleure!estimation!de!la!qualité!de!l’image!que!celle!effectuée!à!partir!du! modèle!de!Rose!ou!la!théorie!statistique!de!la!détection!(SDT).!Ceci!pourra!être!constaté!avec!les!résultats! obtenus!lors!de!la!validation!du!modèle!proposé.! La!génération!des!images!virtuelles!utilise!un!modèle!analytique!décrivant!le!processus!de!création!des!images! par!la!paire!«!Source! à! rayons! X/Détecteur! numérique!»!d’un!mammographe.!Un!modèle!analytique!pour! simuler!des!images!du!fantôme!CDMAM!a!été!utilisé!par!Grosjean![51,!52].!Le!modèle!développé!par!cette! •Résolution! spatiale Dans le document Corrélation entre les performances physiques mesurées des détecteurs et la qualité diagnostique de l'image en mammographie numérique (Page 52-55)
