Méthodes de correction de l’artefact en cuvette

Diverses méthodes de correction de cet artefact ont été publiées, aussi bien en mode kV-CBCT que en mode MV-CBCT, sachant que les méthodes développées dans un cas ne sont pas directement applicables à l’autre.

Lors de la présentation de sa méthode, Petit et al. [118] fait un tour d’horizon résumant de façon exhaustive les différentes stratégies actuellement disponibles.

Chen et al. [121], à partir du MV-CBCT d’un fantôme cylindrique homogène, a dérivé des facteurs de correction de l’artefact en cuvette corrélés à la localisation spatiale dans ce fantôme. Après avoir appliqué ces facteurs sur des images de tête et cou d’un fantôme anthropomorphique, ils ont été capables d’obtenir des distributions de dose acceptables similaires à celles obtenues avec un CT conventionnel. En mode MV-

CBCT aussi, Morin et al. [109] contourne le problème en modélisant le diffusé avec une fonction elliptique centrée sur le détecteur, en se basant sur des mesures effectuées avec des fantômes uniformes de tailles finies. De cette fonction, des facteurs de correction sont mesurés pour des fantômes cylindriques de 16 et 24 cm. Pour des géométries différentes, les valeurs sont interpolées ou extrapolées. Les nombres CT des voxels appartenant à une ellipse donnée sont multipliés par le facteur de correction de cette ellipse. Les images corrigées montrent une diminution drastique de l’artefact en cuvette passant de 28% et 32% en axial et en longitudinal respectivement à moins de 5% dans toutes les directions après application de la correction. Un des inconvénients majeurs de cette méthode est qu’elle demande de multiplier les mesures avec différentes géométries pour obtenir des facteurs de correction tenant compte de toutes les configurations possibles. Les résultats sont présentés dans la FIG. 3.6, où on voit une nette homogénéisation des niveaux de gris sur les images produites aussi bien pour les fantômes que pour les images cliniques. Spies et al. [122] en mode MV-CBCT encore, a utilisé des méthodes de simulation Monte-Carlo pour éliminer le diffusé des images en leur appliquant un modèle linéaire quadratique tenant compte de la variation de sensibilité du détecteur et de durcissement du faisceau, pixel à pixel. Il obtient une réduction de l’artefact en cuvette de 30 à 8%.

Le modèle de correction proposée par Petit et al. [118] corrige à la fois, le diffusé provenant de l’objet, l’effet de durcissement du faisceau ainsi que de softening (adoucissement) du faisceau, et l’effet de dépendance en énergie de la réponse du détecteur. Cette correction est basée sur des méthodes de calcul itératif.

FIG. 3.7- Réduction de l’artefact en cuvette par la méthode de Petit et al. [118]

Il est à noter que dans cette méthode, il n’est pas nécessaire d’avoir la connaissance préalable de la géométrie ou de la composition de l’objet. Pour tous les fantômes testés (à géométrie variable, de densités variables, anthropomorphiques, homogènes et hétérogènes) l’artefact en cuvette a été supprimé des images et les erreurs sur la dose résultant de ces manipulations décroît de 7 à moins de 1% au centre des images. La méthode a été testée sur de nombreuses configurations de fantômes, avec là aussi des résultats très satisfaisants. La FIG. 3.7 illustre un des exemples de réduction de cet effet obtenu avec un fantôme contenant différentes densités. Jarry et al. [123] ont développé une technique de correction de l’artefact en cuvette pour les imageurs kV, basée sur des simulations de type Monte Carlo. Ils ont commencé par modéliser l’imageur dans un premier temps, puis ils ont utilisé cette modélisation pour obtenir des modèles de diffusé simulés qu’ils enlevaient des projections natives. Avec cette méthode, ils parviennent à améliorer le contraste de 3% pour des zones de bas contraste et jusqu’à 11% pour des zones de haut contraste. La FIG. 3.8 montre un profil réalisé dans une zone homogène avec et sans correction de l’artefact en cuvette.

FIG. 3.8 - Profil tracé dans une zone de contraste homogène avec et sans correction de diffusé avec Monte Carlo (MC). [123]

3.5.

Caractérisations des déplacements mécaniques du

système d’imagerie embarquée en mode d’acquisition

volumique

Dans un premier temps il est nécessaire de caractériser les déplacements mécaniques de l’appareil afin de connaître ses limites mécaniques intrinsèques, ceci dans l’optique de valider les informations anatomiques et mécaniques fournies par le CBCT.

3.5.1 Description des tests et matériels utilisés

Avant la description proprement dite des tests, une brève description du processus de repositionnement s’impose. Une fois le patient placé sur la table, ce processus de repositionnement s’effectue de manière séquentielle comme suit :

planification, restitution des décalages entre la position du CT et celle du CBCT et la dernière étape est l’application des décalages sur la table de traitement suivie du repositionnement lui-même. Cette dernière étape est quantifiée par une mesure sur la table alors que l’étape précédente est purement logicielle. Ces différentes étapes sont présentées sur la FIG. 3.9. Nous proposons une méthodologie pour quantifier la précision de chaque étape en termes de déviation standard (DS) en substituant un objet- test ou fantôme à un patient.

FIG. 3.9- Etapes d’utilisation de l’OBI en vue du repositionnement automatique d’un patient

Cet objet-test est présenté à la FIG. 3.10, il s’agit du fantôme Marker-Block® de la société Varian, utilisé en clinique dans les contrôles de qualité de l’OBI. Ce fantôme est un parallélépipède en plastique contenant des marqueurs radio-opaques. Il est placé sur la table de traitement à l’aide d’une barre de fixation précise.

FIG. 3.10- Photo du fantôme Marker Block® positionné sur la table de traitement