I. I . CO C O NT N TR RO OL LE E DE D E Q QU UA AL LI IT TE E E EN N RA R AD DI IO O LO L OG GI IE E
CO C O NV N VE EN NT TI IO O NN N NE EL LL LE E ( (T TP P1 11 1) ) . . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. . 2 2 I.1. F
INALITE DUTP ... 2 I.2. M
ATERIEL UTILISE... 2 I.3. E
TUDE EXPERIMENTALE... 3 I
II I . . CO C O NT N TR RO OL LE E DE D E Q QU UA AL LI IT TE E E EN N MA M AM MM MO OG GR RA AP PH HI I E E ( (T TP P1 12 2) ) .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . . 18 1 8
II.1. F
INALITE DUTP ... 18
II.2. M
ATERIEL UTILISE... 18
II.3. E
TUDE EXPERIMENTALE... 19
II I I I. I . CO C O NT N TR RO OL LE E DE D E Q QU UA AL LI IT TE E E EN N SC S CA AN NO OG GR RA AP PH H IE I E ( (T TP P1 13 3) ) .. . .. . .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. . . 35 3 5
III.1. F
INALITE DUTP ... 35
III.2. M
ATERIEL UTILISE... 35
III.3. E
TUDE EXPERIMENTALE... 36
I. CONTROLE DE QUALITE EN RADIOLOGIE CONVENTIONNELLE (TP11)
Les travaux pratiques réalisés jusqu’à présent entraient sous le couvert de la thérapeutique (RTE). De ce fait les débits de dose mis en jeu étaient de l’ordre d’une quinzaine de grays par heure et de l’unité pour la curiethérapie bas débit.
Dorénavant, l’objectif des rayonnements ionisants n’est plus d’annihiler le foyer tumoral, mais de servir de vecteur au diagnostic. La qualité du bilan radiodiagnostique doit être le plus satisfaisant possible, tout en minimisant les doses reçues par le patient. Le contrôle qualité sert à optimiser la propriété diagnostique, mais aussi à empêcher que les caractéristiques intrinsèques à l’appareillage ne s’altèrent au cours du temps. L’OMS à repris toutes ces notions, et les a synthétisées dans la phrase suivante : ″l’assurance de la qualité doit être un effort coordonné des utilisateurs afin d'obtenir que les images diagnostiques produites par une installation donnée, soient de qualité suffisante pour mettre en évidence, de façon constante, les informations diagnostiques adéquates, au coût le plus faible possible et avec une irradiation minimale du patient″.
I.1. F
INALITE DUTP
D’après la CEI, le contrôle qualité signifie ″l'action pour contrôler l'état fonctionnel ou les propriétés physiques d'un appareil y compris l'évaluation des résultats obtenus″. L’objectif de ce TP est d’effectuer le contrôle de qualité d’une installation de radiologie conventionnelle. Cela passe par le bilan dosimétrique et par l’analyse des caractéristiques anatomiques et sécuritaires des différents appareils.
I.2. M
ATERIEL UTILISEToutes les mesures s’effectuent sur un appareil de diagnostic APELEM Bacara 90/90. Les films sont utilisés soit avec des cassettes, soit sous pochette (X-OMAT MA), et développés avec un Kodak Multiloader 300 et un 700. Certains tests
nécessitent un appareillage spécial comme des billes de plomb, des mires, une étoilée (type 9/1.0 à 4 cônes) et une de résolution, des plaques de polystyrène, du papier noir et enfin un appareil de mesure PMX III associée au dosimètre RS100.
I.3. E
TUDE EXPERIMENTALEPour effectuer les contrôles des différents éléments de la chaîne radiologique, plusieurs procédures ont été mises en œuvre ; elles sont pour la plupart issues du document délivré par l’INSTN et l’IGR.
I.3.a. Correspondance du faisceau lumineux et du faisceau réel
Tout comme pour les appareils de traitement radiothérapeutique, il est important de vérifier la correspondance entre le faisceau lumineux et le faisceau réel du générateur de radiations. De plus on positionnera un tube en plexiglas possédant une bille de plomb de chaque côté afin de contrôler l’orthogonalité du champ par rapport à la table.
Procédure : nous allons placer des billes de plomb (radio- opaques) aux quatre coins du champ simulé, afin de délimiter la taille du champ lumineux. Ensuite, nous lancerons le faisceau et analyserons sa correspondance avec le faisceau réel. Cette opération sera effectuée avec les deux tailles de foyer. Les conditions pratiques sont :
DF« cassette » = 110cm Tension = 60kV
mAs = 5
L’appréciation de ce test est visuel et relativement rapide, cependant il est possible d’utiliser un numériseur de film couplé à un logiciel de traitement d’image radiologique (VIDAR et RIT 113).
BILAN : après lecture des films, on s’aperçoit que le faisceau est légèrement décalé dans la direction ″″″″Y″″″″ de l’appareil (5 mm). Ce phénomène ne gêne en rien les manipulations quotidiennes, car il est d’habitude de se servir de la scopie avant d’effectuer un cliché. Ces résultats existaient déjà lors des tests effectués les années précédentes.
I.3.b. Evaluation de la taille des petits et grands foyers optiques
Pour évaluer la taille du petit et du grand foyer, il est recommandé d’utiliser une mire étoilée. Une formule permet de relier l’image radiologique de celle-ci à la taille du foyer. La mire est placée à la distance A du foyer, et un film à la distance A+B.
La limite de visibilité correspond à x tend vers 0. En appliquant le théorème de Thalès, on obtient :
R Z+A
X = Z+A+B
etF Z
R = Z+A
Ce qui implique :
F.(A-B-1)+R.(1+B)
X=R. F.(A-1)+R
La limite de résolution est donc d’un point de vu totalement géométrique min
A
R F. 1- 2.B
→
Dans cesconditions, on obtient 1 2
B
D =D +D =2.F.
′ A
. Cettevaleur de D’ correspond à l’arc de cercle qui sépare deux fils de la mire, donc si D est le diamètre en dessous duquel il n’est plus possible de discerner les lignes et θ l’angle entre ces dernières, on obtient :
θ.π.D A
F= .
180 B
Procédure :il suffit d‘appliquer le dispositif illustré ci-dessus.
Les conditions d’irradiation à appliquer sont les suivantes : A = 57 cm ; B= 48 cm
Tension = 50 kV pour le petit foyer et 80 KV pour le grand mAs = 5 (petit) et 6 (grand)
Dans les conditions qui permettent l’utilisation du petit foyer, on obtient un diamètre minimal de visibilité de D = 2,5 cm et pour le gros foyer D = 4cm. Cela correspond à des tailles de foyer valant :
petit gros
1.π.3,2 57
F = . =0,064cm et F =6.0,02=0,12cm 180 48
rem arque : les mesures sont faites avec le film placé entre deux cristaux scintillateurs. Cela va induire du flou géométrique. Si on effectuait les mesures sans cassette, alors on ne pourrait plus utiliser le potter. Le flou serait non plus dû à la présence des écrans, mais au rayonnement secondaire du patient, de l’air et du collimateur. C’est pour cette raison qu’il a été choisi d’effectuer la mesure avec le film dans la cassette.
Si l’on utilise la formule donnant la plus petite distance que l’on puisse observer sur un film, on obtient une dimension minimale observable de 1,3 mm pour le petit et 2,4 mm pour le gros foyer. Logiquement, la géométrie ne permet pas de descendre en dessous de ces valeurs.
BILAN : ce test permet de mettre en évidence l’influence de la géométrie d’irradiation sur la qualité des films. Il est important de souligner qu’il existe de nombreux autres facteurs qui peuvent être en corrélation avec cette caractéristique. En effet, il faut aussi tenir compte de la résolution intrinsèque des films (100 µµµµm), la diffusion dans l’air et le mouvement des patients. Ces examens se font avec des X situés entre 10 et 100 keV, autrement dit pour des longueurs d’onde de 0,1 nm. La diffraction ne va donc pas être une limite à la résolution, car cela supposerait que l’on espère observer des détails de l’ordre de la taille de l’atome. Les spécificités données par le constructeur sont de 0,6 mm et 1,2 mm pour les deux foyers. On remarque que même en utilisant des écrans intensificateurs qui vont produire du flou géométrique, on retrouve ces valeurs.
Les autres années, des résultats similaires étaient trouvés. Une alternative qui augmenterait la précision, serait de prendre un fort B ou un petit A pour augmenter la précision de la mesure (augmentation du grandissement).
I.3.c. Vérification de la tension et de l’intensité
Il est important de vérifier la concordance entre la tension appliquée par le générateur et celle affichée sur le pupitre. De même, il est aussi nécessaire de s’assurer que les mAs délivrés coïncident avec ceux implémentés à l’appareil.
Nous allons mesurer la tension à l’aide d’un kVp-mètre placé en transmission dans le faisceau, et les mAs à l’aide d’un mAs-mètre. C’est une boucle placée autour du câble HT, le passage des électrons va induire un champ magnétique que l’on peut ainsi quantifier.
Procédure : nous allons effectuer les différentes acquisitions suivantes : Pour la vérification des KV :
D.F.Détecteur = 105 cm
Tension = 60 ; 80 ;.90 ; 100 ; 120 kV mAs = 20
Pour la vérification des mAs:
D.F. Détecteur = 105 cm Tension = 80 kV
mA = 50 ; 100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600 Temps = 0,1s
Toutes les mesures peuvent se regrouper sous forme de tableau. Il est ainsi plus facile d’analyser les résultats. Commençons par la variation de la tension :
KV Temps (s)
Théorique Mesuré T M Dose en µµµµGy Analyse (KV) Ecart (%)
60kV 60 61,2 0,1 0,095 659 2
80 80 82,7 0,1 0,099 1195 3,33
90 90 92,1 0,1 0,099 1421 2,3
100 100 102,5 0,2 0,199 1876 2,5
contrôle de la tension pour 20mAs appliqués
120 120 124,7 0,2 0,2 2652 3,8
Tableau 1 : écart entre les kV appliqués et ceux mesurés
Sur le même principe, on va maintenant appliquer une variation d’intensité :
mAs Temps (s) Ampérage (mA)
Théorique Mesuré T M T M
Analyse (mAs) Ecart (%)
50mA 5 5,3 0,1 0,0988 50 53,6 5,8
100 10 10,5 0,1 0,099 100 105,3 5
200 20 19,3 0,1 0,099 200 195 3,5
300 30 31,5 0,1 0,0986 300 319 4,8
400 40 31,6 0,1 0,0985 400 321 24
Contrôle de l’intensité pour 80kV et 0,1s appliqués
500 50 42 0,1 0,0994 500 422,5 17,7
Tableau 2 : écart entre les mAs appliqués et ceux mesurés
Au delà de 300 mA, on remarque qu’il y a une forte discordance entre les deux valeurs (appliquée et mesurée).
BILAN : les fluctuations entre la tension mesurée et celle affichée sont à la limite des nomes, qui sont de 2kV en dessous de 100kV et 5kV pour au-delà. Cela peut s’expliquer par l’âge du tube. Pour l’intensité, on note un écart des valeurs théoriques et mesurées. Celui-ci se traduit par une forte dispersion des résultats.
A fort ampérage, il y a saturation du tube, ce qui a pour effet de limiter le flux électronique. Il est donc essentiel de calibrer la courbe de charge du générateur.
Si l’on veut délivrer beaucoup de mAs, il est de ce fait préférable de privilégier le temps d’exposition vis à vis de l’intensité demandée. L’idéal serait de rester en dessous des 300mA.
I.3.d. Vérification de la linéarité du générateur
Avant de vérifier la linéarité du générateur, nous allons commencer par réaliser plusieurs clichés radiographiques avec une même tension et un même nombre de mAs. Ces mesures permettent de tester la répétabilité du système. Pour le test de linéarité, nous ferons varier l’ampérage pour un nombre de mAs constant. La densité optique devrait logiquement être similaire sur chaque acquisition. Si le générateur
est bien réglé, on devrait pouvoir choisir des combinaisons d’intensité et de temps d’irradiation conduisant à une même densité optique sur les clichés.
Procédure : pour effectuer cette manipulation, nous allons utiliser le gros foyer. On numérise ensuite les quatre films obtenus, afin d’en déterminer une densité moyenne dans la zone irradiée. Soit :
DFCassette = 110 cm Tension = 60 kV mA = 200 ; 100 ; 50 mAs = 4
Avant de regarder la linéarité du générateur, nous allons commencer par mettre en évidence la répétabilité intrinsèque du tube. On va se servir du PMX.II et répéter la même opération (100mA pour 0,05s et 80 kV). La dispersion des mesures nous renseignera sur la répétabilité.
80 kV et 5 mAs
Mesure 1 Mesure 2 Mesure 3 Mesure 4 moyenne Ecart DOSE en
µ µ µ
µGy 318,1 319,3 319,6 319,5 319,1 0,2 %
Tableau 3 : étude de répétabilité du générateur
Toutes les mesures sont ciblées autour d’une valeur moyenne et ne s’en éloigne que très peu (0,2%). On peut, maintenant s’intéresser plus particulièrement à la linéarité du générateur. Pour cela nous allons isoler le phénomène de production d’intensité comme indiqué dans la procédure
60 kV et 4 mAs
200 mA 100 mA 50 mA moyenne Ecart D.O.
moyenne 2,80 2,82 2,81 2,81 0,3 %
Tableau 4 : étude de linéarité du générateur
Là encore les résultas semblent corrects et concorder avec ceux déjà établis les années précédentes.
BILAN : l’écart des densités optiques est inférieur à 0,5% quand on modifie le couple reliant l’intensité et le temps. Il est donc logique de penser que pour les valeurs étudiées, la production de courant est correcte. Les erreurs se situent dans les gammes d’intensité supérieures à 300 mA (voir le paragrafe précédent).
I.3.e. Estimation du kerma dans le faisceau
Après avoir testé les caractéristiques physiques du générateur, on va s’intéresser maintenant à ces spécificités dosimétriques. On va mesurer le kerma dans l’air et étudier sa variation en fonction de l’intensité et de la tension appliquées au tube.
Cette étude est importante car elle permet de minimiser le risque encouru par les patients, et donc de prévenir d’éventuels effets stochastiques dus aux rayonnements ionisants.
➩ Influence de l’intensité sur le kerm a dans l’air
L’intensité va modifier le débit de fluence d’électron mis en jeu. Couplé à un temps, cela va définir la fluence électronique, et de ce fait rendre compte de la fluence photonique. Plus les mAs augmentent et plus le kerma augmente. Comme la mesure se situe dans l’air, celle-ci va être dépendante uniquement du rayonnement primaire, et donc être proportionnelle à la fluence.
Procédure : la manipulation est simple, il suffit de faire varier l’intensité tout en mesurant le kerma dans l’air à l’aide d’un détecteur semi- conducteur (PMXIII).
DFDosimetre = 100 cm Tension = 80 kV
mA = 50 ; 100 ; 200 ; 300 ; 400 temps = 0,1s
Sur le même graphique nous allons repérer les acquisitions que l’on a effectuées. Celles établies les années précédentes peuvent permettre de situer l’état
de l’appareil. On pourra ainsi constater l’évolution de l’appareil, et de prévenir d’éventuelles tox icités pour les malades.
Figure 1 : influence de l’intensité sur le kerma dans l’air, mesures effectuées avec un SC
Là encore, on obtient des anomalies pour les intensités supérieures à 300mA.
D’un point de vu dosimétrique, le résultat n’est pas très alarmant car les spécificités du tube d’irradiation tendent à minimiser la fluence. Les risques encourus ne sont donc pas d’origine radiobiologique, mais plutôt de baisse de qualité diagnostique.
➩ Influence de la tension
La tension va jouer un rôle important dans la production de rayon X. Plus la différence de potentiel va augmenter entre la cathode et l’anode, et plus les électrons vont être accélérés. Ceci a pour effet d’accroître l’énergie des photons, mais aussi d’augmenter le processus de choc inélastique nucléaire (rayonnement de freinage) et de diminuer le nombre de photons de fluorescence. En règle générale, plus la tension augmente, et plus la fluence augmente. L’énergie moyenne des photons va augmenter et donc causer comme effet une diminution de processus d’interaction par effet photo- électrique sur le dosimètre. Contrairement au cas précédent, le résultat de la mesure n’est pas aussi simple à interpréter et devrait donner une relation pas forcement linéaire.
Procédure : la manipulation est semblable à celle réalisée précédemment, si ce n’est que cette fois ci, ce n’est plus l’intensité mais la tension qui varie.
DFDosimetre = 100cm
Tension = 60 ; 80 ; 100 ;120 kV mAs = 20
Les mesures sont couplées à celles des deux dernières années ; un bilan pourra ainsi être dressé.
Figure 2 : influence de la tension sur le kerma dans l’air
BILAN : les phénomènes observés semblent concorder avec le raisonnement établi au préalable. Pour les kV compris entre 40 et 90, le kerma est régi par une loi linéaire. Les mesures sur l’ampérage révèlent à nouveau les problèmes liés aux forts courant. Au vu des résultats qui ont été trouvés les autres années le bilan du tube à RX est positif.
I.3.f. Influence de la tension sur la mesure de la D.O. des films
Nous allons effectuer le même genre de contrôle que précédemment, avec des films dosimétriques. Comme on l’a vu, plus l’énergie va augmenter, et plus la fluence va aussi augmenter, mais moins les photons vont interagir avec le fantôme (aux énergies où l’on se situe). L’ex périence montre que l’augmentation du flux prime sur la diminution d’interaction. Il est aussi possible d’obtenir les rendements en profondeur des rayonnements utilisés, et donc de déterminer comment vont se comporter les photons dans un organisme.
Procédure : la première manipulation consiste à étalonner en doses les films X-OMAT MA, puis de voir l’influence de l’intensité et de la tension sur la mesure de DO. Une fois cet étalonnage établi, on établira un rendement en profondeur des X de 80 kV pour 20 mAs à DSP 100.
Etalonnage en fonction de l’intensité:
DF”film” = 100 Tension = 80 kV
Intensité = 50 ; 100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 600 mA Durée = 0,1 s
Etalonnage en fonction de la tension : DF”film” = 100
Tension = 40 ; 60 ; 80 ; 100 ; 120 kV mAs = 20
Nous allons pouvoir comparer les allures de courbes dressées grâce aux semi- conducteurs à celles données par les films radiographiques. Il serait logique de penser que les résultats sont équivalents. A partir des valeurs obtenues, il est encore possible de passer de l’intensité (et de la tension) au kerma si l’on connaît les conditions d’irradiation (Cf paragraphe précédent). Nous établirons donc la courbe sensitométrique de nos films avec deux types d’acquisitions. La première sera effectuée avec une variation d’intensité et la seconde avec une variation de tension.
La lecture des films nous donne :
Figure 3 : variation du kerma en fonction de l’intensité et courbe sensitométrique des films utilisés (X-OMAT MA) établis en voltage constant
L’étalonnage suivant revient à modifier la tension entre chaque acquisition. La loi d’interaction qui régit le dépôt de dose sur le film (assimilé au kerma pour faciliter les choses) est liée à l’énergie des photons qui vont interagir. On peut dire qu’elle est inversement proportionnelle au cube de leur énergie (effet photoélectrique). La courbe sensitométrique devrait donc être légèrement différente de celle obtenue avec une tension fix e.
Figure 4 : variation du kerma en fonction de la tension et courbe sensitométrique des films utilisés (X-OMAT MA) établis en ampérage constant
A l’aide de plaques (de plastique équivalent tissus) et des courbes obtenues précédemment, on peut établir un rendement pour des épaisseur traversées à 80kV et 20mAs. A basse énergie (domaine photo-électrique) le plex iglas est mieux adapté que le PMMA, car il est plus proche de la densité électronique de l’eau. Il vient :
Figure 5 : rendement en profondeur des X de 80 kV dans l’eau
Il est possible de fiter cette fonction en simple ex ponentielle décroissante. On considère alors que le coefficient d’absorption d’énergie total peut être moyenné sur la traversée. Pour la fluence énergétique étudiée, on obtient :
Rp=100.e- 0 . 1 6 . x ( c m )
On peut tirer les informations suivantes, la CDA des tissus est de 4,33cm et à 20 cm, on a 4% de la dose max imale.
BILAN : les films étudiés sont adaptés aux conditions usuelles de la radiologie. On se situe dans le zone de fort gama, et donc de haut contraste.
L’avantage de ces films vient du fait qu’ils n’ont pas besoin d’amplification (cristal intensifacteur).On obtient donc une meilleure résolution spatiale. Les relations liant la densité optique à la tension et l’intensité appliquée sont équivalentes à celles établies avec les semi-conducteurs. On constate les mêmes caractéristiques que lors des précédents tests concernant les forts courants.
I.3.g. Système film-écran
Il est important de connaître la limite de résolution propre au système film écran, ainsi que le minimum de dose afin de récolter un signal sur le film.
➩ Test de résolution
L’écran a pour effet d’augmenter le signal renvoyé par le film. Les photons vont interagir dans le cristal scintillateur, et provoquer des effets photoélectriques. Les électrons mis en mouvement vont induire des ionisations et des ex citations, on se trouve donc en sortie d’écran avec une fluence de photons (de fluorescence) supérieure à celle initiale. Ce gain de signal va tout de même diminuer la résolution car toutes les interactions du cristal vont défocaliser le faisceau. Il est donc primordial de quantifier cette dernière. Une sensibilité max imale se traduira par une résolution minimale, et vice versa.
Procédure : on place une mire radiologique puis le fantôme KODAC dans le faisceau (grandissement nul), puis on en déduit les paramètres rendant compte de la résolution du système. On étudie les films utilisés en routine (avec cassette) avec cellule, puis les films X-OMAT MA sans cassette, sans Potter ni cellule.
Films usuels : DF”Cassette” = 105 cm Tension = 40 kV
mAs = 20
grandissement : 2.5
Films X-OMAT MA : DF”Cassette” = 118 cm Tension = 40 kV
mAs = 20
grandissement : 1,9
Voyons comment se présentent l’image et l’analyse du fantôme :
Figure 6 : exemple d’acquisitions obtenues lors du test de résolution de l’appareil
Les différentes mesures obtenues avec la mire et le fantôme radiologique permetent de connaître la résolution et le contraste de l’appareillage utilisé lors de ce TP. La résolution obtenue est supérieure dans le cas du film sans cassette. Elle est de 5 pl/mm, soit une distance inter-objet minimale de 100µm.
BILAN : ce genre de test n’a rien d’absolu, il sert surtout à analyser l’évolution de la détection au cours du temps. Ces mesures prennent tout leur intérêt si elles sont comparées à des valeurs antérieures. A priori les caractéristiques étudiées ne révèlent aucun problème de fonctionnement.
➩ Test de sensibilité
Comme on l’a ex pliqué ultérieurement, l’écran va augmenter le noircissement du film, il est donc intéressant d’en connaître le gain afin d’optimiser les mAs à
appliquer. La dose déposée dans le patient peut alors être minimisée sans altérer la qualité du diagnostic.
Procédure : on compare deux films : un dans la cassette et un sous pochette étanche à la lumière. Le rapport de deux densités optiques moyennes détermine le gain de l’écran.
DF”Cassette” = 100 cm Tension = 40 kV
mAs = 3
Film + casette de 24x 30 cm
La moyenne du film obtenu sans cache est de 2,9 et l’autre vau 1,55. Le rapport des deux vaut 1,87.
BILAN : le système constitué entre les films et les cassettes est tout à fait propre à établir un diagnostique de valeur.
I.3.h. Sécurités
A partir des limitations imposées par le constructeur sur le générateur, il faut s’assurer que les conditions d’utilisation du tube rentrent dans les limites des abaques de charge fournis par le constructeur. Il est ensuite intéressant de tester tous les voyants et arrêt d’urgence de l’appareil, ainsi que de la bonne conformité des négatoscopes.
BILAN : tous ces tests et sécurités ont été réalisés et aucune remarque n’est à ajouter, le fonctionnent est correct.
II. CONTROLE DE QUALITE EN MAMMOGRAPHIE (TP12)
Le cancer du sein est un des cancers le plus incident chez la femme en France.
Des campagnes de dépistage ex istent afin de détecter à un stade précoce d’éventuelles lésions. Pour cela il faut du matériel très performant, il est donc nécessaire de réaliser un contrôle de qualité de façon régulière et systématique. Les tests réalisés rentrent dans les recommandations générées par le G.I.M. elles serviront de support de Travaux Pratiques.
II.1. F
INALITE DUTP
Les contrôles qui vont suivre, s’apparentent à ceux réalisés lors du TP 11. En effet, les différents tests réalisés lors du contrôle d’un système d’imagerie conventionnel sont similaires à ceux effectués lors du contrôle de qualité en mammographie. La technologie est similaire, si ce n’est que les énergies mises en jeu sont plus faibles, et la contention différente. Le but de ce TP est d’effectuer le contrôle de qualité de la chaîne mammographique.
II.2. M
ATERIEL UTILISELes mesures sont réalisées sur l’appareil de diagnostic Philips Mammo diagnostic UC. Les clichés sont réalisés grâce aux films dédiés aux faibles énergies Min R2000 de KODAC, couplés aux cassettes Min R2. La machine à développer utilisée est le Multibader 700 de KODAC. Quant aux différents objets utilisés, on note : des billes de plomb, une mire étoilée et une de résolution, des plaques d’Al (mesure de CDA), ainsi que des plaques de PMMA et un fantôme mammographique pour la mesure de la dose et du contraste. L’appareil de mesure reste comme dans le cas des appareils de radiologie conventionnels, le PMX III associé au dosimètre à semi-conducteur RS 100.
II.3. E
TUDE EXPERIMENTALEL’étude comprendra l’analyse des différents éléments qui entrent dans l’obtention d’un cliché du sein. On étudiera donc l’appareil de mammographie, les récepteurs d’images, le système de développement des films et le matériel de lecture des clichés. La globalité de ces tests, peut certifier du bon état du plateau technique propre au diagnostic du cancer du sein.
II.3.a. Contrôle des cassettes disponibles
Les cassettes sont la base de l’ex amens radiologique, avant de poursuivre l’étude, il faut s’assurer de l’identification logistique de celles-ci. Elles sont caractérisées par leurs marques, leurs formats, leurs dates de mise en service et par un numéro d’identification inscrit par l’utilisateur. Les cassettes dédiées à un appareil sont répertoriées sur une feuille de résultats afin de permettre leur identification. Outre l’aspect de nomenclature, il faut aussi s’assurer du bon état du système de fermeture, de la lisibilité de la fenêtre d’identification et de l’état de l’écran. Enfin, chaque récepteur (ensemble film+cassette+écran) est testé dans des conditions identiques, afin de vérifier l’homogénéité du parc. Il est nécessaire d’obtenir, d’une part une homogénéité sur chaque film, mais aussi une homogénéité sur l’ensemble des films testés (10% d’écart au max imum).
Procédure : le principe est simple à mettre en œuvre. Tout d’abord, il faut relever toutes les informations propres à chaque cassette, comme détaillé ci- dessus. Enfin, il suffit d’appliquer les mêmes conditions standards d’obtention de clichés mammographiques sur tous les films, afin de comparer l’écart de densité optique relatif à chaque constituant du parc. On choisit comme conditions d’irradiation, celles représentatives d’un ex amen clinique, soit :
Tension : 28kV
Utilisation de la cellule d’auto-ajustement
Utilisation d’un fantôme simulant la traverser d’un sein (4cm de plex i)
Tous les résultats peuvent se synthétiser dans un tableau qui comprend toutes les informations relatives aux cassettes et aux films. Le résultat d’homogénéité peut aussi y être implémenté afin de synthétiser l’ensemble des résultats.
Il vient :
Cassette Film Mise en Service Format D. O.
N°1 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,93 2 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,93 3 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,90 4 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,84 5 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,91 6 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,86 7 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,89 8 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,89 9 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,94 10 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 11-07-01 18x24 1,76 11 KODAK Min R2 KODAK Min-R 2000 03-02-02 18x24 2,04 Tableau 5: contrôle du parc des films disponibles en service de mammographie
L’écart type entre les différentes valeurs de D.O. est de 3,6% avec un écart max imum relatif de 14 %.
BILAN : le contrôle visuel des cassettes n’a rien révélé d’anormal. De plus le parc est relativement homogène. La cassette n°11 a tendance à surestimer le signal, cela provient certainement du fait que sa date de mise ne service est plus récente que celle des autres cassettes.
II.3.b. Contrôle de l’appareil de mammographie
Ces contrôles concernent les mouvements, les sécurités (voyants lumineux et blocage des mouvements) ainsi que le maintien de la cassette et la vérification du système de compression. Ils nécessitent aussi, comme dans le TP précédent, de s’assurer de la correspondance entre la simulation lumineuse et le faisceau réel. Le contrôle de l’état de la grille anti-diffusante fait aussi partie des recommandations, il fait donc partie des tests occasionnés.
Les contrôles des mouvements mécaniques du bras (rotation) et du système de compression sont les premiers à mettre en oeuvre. Le contrôle consiste à s’assurer que les plaques sont bien planes et parallèles au potter. Lors de ces mises en mouvement, il faut s’assurer de l’immobilité de la cassette mise en place dans le potter. Le fonctionnement des voyants lumineux est aussi apprécié, et doit correspondre aux normes officielles : vert hors irradiation, rouge pendant.
Le facteur de Bucky, établi lors de deux acquisitions dans les conditions de référence, peut permettre de caractériser l’état de la grille anti-diffusante. C’est en fait le rapport du nombre de mAs d’un cliché effectué avec grille sur le nombre de mAs obtenu lors d’une acquisition du même cliché sans grille. Ce facteur doit être inférieur à 3. En outre, un cliché de l’image de la grille d’anti-diffusion immobilisée permet de contrôler le bon état des lames.
La concordance entre le faisceau lumineux et le champ irradié est vérifiée en délimitant le champ lumineux par des billes de plomb au niveau de la cassette placée hors du potter.
Procédure : chaque étude nécessitera un protocole différent : Pour le facteur de BUCKY :
4cm de milieu équivalent tissu Distance Foyer Film = 60 cm Tension de 28 kV
Pour l’état de la grille :
Réalisé avec le petit foyer (meilleure résolution spatiale) Tension = 22 kV
mAs = 5
Correspondance champ lumineux/champ réel DFF = 60
Tension = 28 kV
Ajustement des mAs automatique
Bille de plomb au quatre coins du faisceau
On peut déconnecter la grille si l’on n’enfonce pas complètement le potter dans l’embase afin que la connex ion ne se fasse pas. Ainsi la grille ne vibre pas tout en permettant de continuer à utiliser de la cellule automatique.
Les mesures qui servent à déterminer le facteur de Bucky, nous permettent de l’ex pliciter. En effet celui-ci vaut B=32mAs/18mAs=1,77.
BILAN : les tests mécaniques et des sécurités de l’appareil de mammographie n’ont révélé aucun problème majeur. Il en est de même pour la correspondance entre la faisceau réel et le simulé (moins de 1 mm d’écart). Le facteur de Bucky, lui aussi est dans les normes, tout comme l’appréciation du cliché de la grille immobile. La grille va induire une baisse de la sensibilité, mais en contre partie, un gain de résolution, car le diffusé dévié de sa trajectoire d’origine ne va pas impressionner le film.
II.3.c. Vérification de la taille du foyer
Afin de déterminer la taille du petit et du gros foyer, on utilise une mire étoilée, un film sans écran X-OMAT MA et un support de mire. C’est en fait la même étude que l’on a effectuée lors du TP sur la radiologie conventionnel (Cf chapitre 11).
La mire est centrée sur le support à mi-distance entre le foyer et le film (30 cm), ce qui induit un grandissement de 2. En utilisant la formule déjà établie
θ.π.D 1
F= .
180 γ-1
(TP11), on peut donc déterminer la taille réelle du foyer.Procédure : là encore, ce sont des conditions standard de diagnostic qui vont être utilisées :
DFF = 60 cm Tension = 28 kV Mire étoilée de 1°
Petit et gros foyer
Système automatique pour les mAs Film sans cassette X-OMAT MA
Les calculs donnent pour le gros foyer un diamètre de 0,31 mm (équivalent à D = 1,8 cm), et pour le petit 0,209 mm (D = 1,2 cm).
BILAN : les écarts entre ce que l’on a mesuré et les valeurs données par le constructeur, ne sont pas très importants. En effet, théoriquement le petit foyer est de 0,15 mm et le grand de 0,3 mm.
II.3.d. Vérification de la tension appliquée au tube
Afin de vérifier que les tensions affichées correspondent à celles délivrées, on utilise un voltmètre numérique (PMX III). Le principe est là encore identique à celui de l’étude effectuée dans le cadre du contrôle qualité d’un appareil de diagnostic conventionnel (Cf TP11).
Procédure : les conditions de manipulations sont identiques aux conditions de référence :
DFF = 60 cm
Voltmétre positionné sur le potter.
Tension = 25 ; 28 ; 30 ; 32kV Cellule automatique
Lorsque l’on compare les valeurs de tension mesurées et affichées sur le pupitre de contrôle, le GIM préconise un écart max imal de 1kV pour des tensions comprises entre 26 et 30kV. Regardons ce qu’il en est pour le mammographe utilisé :
KV
Théorique Mesuré
Analyse (KV) Ecart (%)
32kV 32 31,7 0,93
30 30 29,6 1,33
28 28 27,5 1,78
contrôle de la tension
25 25 24,5 2
Tableau 6 : vérification de la tension délivrée par le tube
On remarque que plus la tension nominale est élevée, et moins l’écart ente la théorie et la mesure est important.
BILAN : les écarts trouvés sont tout à fait dans l’intervalle fixé par le groupe interdisciplinaire de mammographie. La mesure nous indique un écart maximum de 0,5 kV quand ce qui est autorisé est de 1 kV.
II.3.e. Vérification du système d’exposition automatique (la cellule)
L’ex poseur automatique est censé fournir un contraste optimum des clichés réalisés, quelle que soit la densité de sein traversé. Si la dose reçue par la cellule dépasse la limite de linéarité des films, alors un système auto-coupeur stoppe l’irradiation. La qualité des images doit donc être inchangée quelles que soient la composition tissulaire, l’épaisseur du sein ou les caractéristiques du faisceau (kV et mA).
Le contrôle est effectué en réalisant une série d’ex positions. Pour cela, on fait varier la tension pour une épaisseur constante de milieu équivalent tissu, puis, à tension constante, on fait varier les épaisseurs d’équivalent tissu. L’appréciation se fait de manière visuelle dans un premier temps, puis par une mesure de densité optique des différents clichés, l’écart ne doit pas se situer en-dessus de 10%.
Procédure : les conditions de manipulation sont caractéristiques des conditions utilisées lors d’un ex amen :
A épaisseur constante : DFF = 60 cm
Simulation d’un sein avec 4cm de plex iglas Compresseur
Tension = 25 ; 28 ; 30 ; 32kV avec système auto-coupeur A tension constante :
DFF = 60 cm
Epaisseur de plex iglas = 0 ; 1 ; 2 ; 3 et 4cm Compresseur
Tension 30kV avec système auto-coupeur
En toute rigueur, le contrôle doit être répété pour chaque position de la cellule (3 pour le mammographie utilisé) et quel que soit le mode utilisé (avec ou sans air
gap). Il faut aussi observer ce que la déconnex ion de la grille va générer. Les mesures réalisée ne prendront pas en compte toutes ces conditions de mesure, seules celles utilisées en routine seront testées.
On obtient :
Épaisseur constante Tension constante
Tension (kV) D.O. Epaisseur (cm) D.O.
25 0,56 0 0,63
28 0,55 1 0,5
30 0,50 2 0,39
32 0,48 3 0,48
Contrôle du système d’exposition automatique
4 0,45
Tableau 7 : vérification des caractéristiques de l’exposeur automatique
La quantification des écarts de D.O. donne pour les mesures à épaisseur constante un écart à la moyenne de 7,4 %. Pour les mesures à tension constante, l’écart moyen avoisine les 18 %.
BILAN : les mesures nous indiquent que l’exposeur automatique s’est déréglé depuis les dernières vérifications. On se rend compte que le Philips UC admet un fort manque de compensation en épaisseur. Il est donc primordial de s’en affranchir pour préserver des conditions de contraste optimales et donc des soins établis les plus appropriés. Cela peut permettre d’éviter des multi- irradiations, quand une seule est envisageable.
II.3.f. Contrôle global de l’image
La qualité de l’image est évaluée globalement avec des objet-tests (fantôme et mire). L’objet test utilisé est le fantôme utilisé quotidiennement par le centre, il est constitué d’un matériau équivalent sein contenant des inclusions dont la visibilité varie en fonction du niveau de résolution spatiale, de contraste et de bruit. Un film de mammographie placé en sortie de fantôme est impressionné. Son analyse visuelle permet de caractériser les paramètres propres à l’acquisition de l’image. En se
servant d’une mire, on peut quantifier la résolution spatiale à haut contraste du système.
Procédure : les conditions de manipulation sont identiques à un cliché de référence avec grille :
DFF = 60 cm
Radiographie du fantôme IMIM et d’une mire radiologique (grossissement de2)
Tension = 28kV avec cellule automatique
On peut dans un premier temps apprécier visuellement les résultats radiographiques. En effet, avec l’habitude, on peut se rendre compte d’une éventuelle modification de résolution et de contraste. Il suffit de comparer les radios à celles faites lors de tests antérieurs pour en analyser l’évolution. L’objet test de l’IMIM, renseigne sur la densitométrie, le contraste, la résolution spatiale et le bruit.
Figure 7: cliché du fantôme IMIM (à gauche) et d’une mire de résolution (à droite)
Grâce à la figure de droite, on peut déterminer la densité optique de base (condition de référence). Elle est de 1,26 (voile de base compris). En théorie, elle devrait être comprise entre 1et 1,25, on est donc à la limite supérieur des recommandations du GIM. Les caractéristiques comme le contraste et le facteur de
contraste seront ex plicitées lors du chapitre 1.3.h, nous allons maintenant étudier plus en détail les caractéristiques de résolution à haut contraste. L’acquisition effectuée avec la mire indique visuellement une résolution avoisinant 12 paires de lignes par mm. Il est possible de se faire aider de la numérisation du film, pour déterminer cette résolution. Soit :
Figure 8 : profil de la mire radiologique (Cf Figure 1) à gauche et transformée de Fourier de celui-ci qui permet de déterminer la FTM à droite
Il est logique que la résolution soit plus faible après numérisation. En effet, il est impossible d’observer des fréquences supérieures à deux fois celle de l’échantillonnage. Le pas choisi lors de l’acquisition effectuée avec le VIDAR est de 100µm. On ne peut donc espérer estimer des objets plus petits que 2,5 paires de ligne par mm. Les recommandations suggèrent d’avoir des résolutions supérieures à 14 pl/mm visuellement.
BILAN : comme on l’a vu, il est important d’estimer la qualité de l’image.
Tous les paramètres y contribuant doivent faire l’objet d’évaluations distinctes.
La résolution à haut contraste est acceptable (12pl/mm) tout comme la densité optique de base (1,26). Les autres paramètres seront évalués ultérieurement.
Pour le moment, toutes les mesures ne révèlent rien d’alarmant.
FTM
II.3.g. Mesure de la dose
Les mesures que l’on a jusqu’ici effectuées ne rendent pas compte de l’aspect dosimétrique du rayonnement utilisé. En effet, il a été remarqué que l’analyse de certains paramètres permet d’optimiser la bonne qualité de l’image, mais il est aussi important de déterminer la dose délivrée afin de pouvoir la corréler à la qualité diagnostique.
➩ Mesure du kerm a dans l’air
Comme pour la radiologie conventionnelle, on utilise le PMX III (en fonctionnement dosimètre) maintenu dans l’air. Les mesures sont réalisées pour quatre tensions différentes et 4 valeurs de mAs. Pour pouvoir différencier ces deux influences, on fix e un paramètre pendant que le second varie.
Procédure : les conditions de manipulation sont identiques à un cliché de référence avec grille :
A mAs constants :
DF « dosimétre » = 56cm (posée sur la table et DFF = 60) Système manuel
Tension = 25 ; 28 ; 30 ; 32 kV mAs = 10
A kV constants :
DF « dosimétre » = 56cm (posée sur la table et DFF = 60) Système manuel
Tension = 28 kV
mAs = 5 ; 10 ; 25 ; 50 ; 80
Ex aminons si comme lors de l’étude de la table APELEM, il y a une relation linéaire entre la dose et l’intensité, et un épaulement de la dose en fonction de la tension.
Les différentes acquisitions induisent :
Figure 9 : influence de l’intensité et de la tension sur le kerma dans l’air
On s’aperçoit que l’augmentation de l’intensité et de la tension ont les mêmes répercussions sur le débit de kerma. Cela a pour effet d’accroître linéairement la fluence photonique. L’ex plication des phénomènes est argumentée dans le chapitre 1.3.e du TP11.
➩ Mesure de la dose dans le m ilieu
La mesure du rendement est effectuée à partir d’acquisition dosimétrique dans un fantôme de plex iglas (4x 1cm). Une mesure avec des films radiographiques est effectuée tous les centimètres afin de dresser un rendement en profondeur du rayonnement dans les tissus. Une autre série de mesures est réalisée au moyen de TLD 700 et des plaques de PMMA (modelé sur la forme des TLD). Ces derniers ont été étalonnés aux RT100 (générateur de X BE pour la thérapie), en répétabilité et en linéarité. Les normes prévoient 10 mGy max imum en entrée et 2,5 au milieu du fantôme, pour une minimalisation des risques de cancer radio-induits. Ex aminons maintenant l’allure des deux rendements obtenus avec les deux sortes de dosimètres.
Il suit :
Figure 10 : rendement en profondeur effectué avec la cellule et pour les X de 28 kV, à gauche mesure effectuée par TLD et à droite par film
On remarque que seul les TLD semblent être perturbés par du bruit de fond, il est donc logique de préférer utiliser la mesure faite avec les films (corrigé de non linéarité sensitométrique TP11). Si l’on connaît la dose à l’entrée, alors il est facile de connaître celle à toutes les profondeurs. Par ex emple à 2,5 cm de profondeur (zone de la glande mammaire), on obtient une dose de 0,22 mGy, si, à la surface, on a 1,5 mGy. Ces mesures ont eu lieu avec la cellule, celle-ci indiquait un nombre de mAs de 38. Dans les conditions standards de mammographie, il est fréquent que les mAs atteignent 80 voire 100. Comme dans le paragraphe précédent, nous avons ex plicité la relation entre la dose et l’intensité, il est possible de prédire que, dans les conditions d’irradiation de 28 kV pour 80mAs, la dose à l’entrée est de 3 mGy et la dose à 2,5 cm de profondeur de 0,5 mGy.
BILAN : le rendement effectué avec les films, corrigé de non-linéarité, concorde avec les rendements obtenus sur le BJR. De plus, on est largement hors les limites du GIM qui sont de 10 mGy à l’entrée du fantôme. Il faudrait en toute rigueur, s’assurer que l’on obtient des résultats similaires avec les autres paramètres d’acquisitions.
➩ Obtention de la CDA
La qualité du faisceau des RX de basses énergies est déterminée par l’épaisseur de la couche de demi-atténuation d’aluminium. On se propose de déterminer cette CDA pour quatre tensions caractéristiques. Il suffit de placer les épaisseurs d’aluminium assez loin du semi-conducteur pour être sûre que les électrons créés ne vont pas interagir dans le dosimètre. La CDA peut être, soit déterminée par l’analyse des rendements en profondeur, soit à partir de la formule :
en 2 1
1 2
ln(2) ln(2)
µ = CDA= .(x -x )
CDA ln( D )
D
⇒
Où D1 et D2 sont les dose lues aux profondeurs X1 et X2 .
Procédure : on pose le détecteur sur la table, puis on positionne les plaques dans le champ.,Ensuite, on applique les conditions suivantes :
DF « dosimétre » = 56cm Système auto-coupeur
Tension = 26 ; 28 ; 30 ; 32kV
Les différentes mesures ont permis l’obtention des courbes reliant le kerma dans l’air (proportionnel au primaire) et l’épaisseur d’aluminium traversé.
Figure 11 : atténuation du rayonnement primaire par des lames d’Al. A gauche, les mesures absolues et à droite celles relatives permettant d’obtenir les cda.
La figure de droite nous permet d’acquérir les renseignements essentiels à la connaissance de l’indice qualité du rayonnement.
A partir de ces courbes, le calcul des CDA donne :
CDA en mm
Limite inférieure Mesure Limite supérieure
32kV 0,32 0,437 0,44
30 0,3 0,42 0,42
28 0,28 0,38 0,4
contrôle de l’indice qualité
26 0,26 0,41 0,38
Tableau 8 : analyse des CDA, et comparaison avec les recommandations du GIM. Les valeurs indiquées sont corrigées du facteur d’énergie typique du détecteur.
BILAN : pour la tension de 26 kV, on s’aperçoit qu’il y a un problème de CDA. L’énergie moyenne du rayonnement est supérieure à la limite que l’on se fixe. Un réglage du faisceau devrait permettre de résoudre le problème.
II.3.h. Contrôle de la chaîne de développement
La chaîne de développement peut fortement influencer la qualité diagnostique d’un cliché radiographique. C’est pour cela qu’il est nécessaire d’étudier en détail toutes les parties qui la composent.
➩ Courbe sensitom étrique et densitom étrique des film s utilisés
Ce contrôle consiste à impressionner un film avec l’image radiante radiologique issue de l’interaction du rayonnement avec un densitomètre. La courbe reliant la plage du densitomètre et la DO correspondante, permet de déduire de nombreux paramètres influençant la qualité de l’image. Il en de même pour la courbe reliant la plage du sensitomètre (placé dans la chambre noire) et la DO. Ces mesures permettent entre autre de déterminer le seuil de sensibilité, le voile du film, la plage de haut contraste ainsi que le seuil de saturation, la sensibilité et le contraste du film. La réalisation de ce test permet de s’assurer que le développement reste identique à celui défini dans les conditions de référence.
Voici l’allure des résultats concernant les courbes sensitométrique et densitométrique :
Figure 12 : courbe de sensitométrie (à gauche), obtenue après avoir appliqué une lumière bleu calibrée, sur le film dépourvu de cassette. A droite est représentée la courbe issue du
densitomètre de la figure 7
La courbe de droite permet de caractériser le voile de base du film.(D.O = 0,19), la sensibilité (D.O. de la plage n°8 du sensitomètre = 0,75) et le contraste (D.O. de la plage n°9 du sensitomètre = 2,2). Si l’on fait la même analyse sur la courbe obtenue dans les conditions de référence (appelée courbe de densitométrie), on obtient un voile de base de 0,2, une sensibilité de 0,8 et un contraste de 2,1. On peut obtenir un facteur de contraste en soustrayant le contraste à la sensibilité.
BILAN : les recommandations du GIM préconisent de n’utiliser que des films qui ont un voile de base compris entre 0,15 et 0,2, une sensibilité et un facteur de contraste qui ne s’écarte pas de plus de 0,1 de ceux obtenus dans les conditions de référence. Force est de constater que les caractéristiques des machines à développer, et des films utilisés par le centre, sont dans les normes du GIM.
➩ Contrôle de la cham bre noire
Un contrôle de l’éclairage est réalisé en mettant un film sur la paillasse de la chambre noir. Ce film est à moitié couvert par une feuille de papier noir cachant la lumière inactinique. Une lecture du film est effectuée après 4 minutes dans les
conditions énumérées précédemment. La différence de densités optiques entre la partie protégée et l’autre ne doit pas ex céder 0,1 pour des conditions d’éclairage correctes. La mesure nous donne 0,18 pour la densité optique de la partie cachée et 0,27 pour l’autre. On est donc bien les normes autorisées.
➩ Contrôle du négatoscope
Pour une bonne lecture des clichés, le négatoscope doit posséder une surface régulière, ainsi qu’une luminance de 4 à 6 klux . Les appareils utilisés en service de diagnostic possèdent toutes les caractéristiques essentielles, notamment une luminosité réglable allant de 7000 à 2000 Cd/m2, et la possibilité de choisir des zones d’intérêt.
III. CONTROLE DE QUALITE EN SCANOGRAPHIE (TP13)
Le scanner est un outil indispensable au radio-diagnostic, mais aussi pour la simulation balistique en radiothérapie. Une connaissance des caractéristiques techniques de ce genre d’appareil est donc nécessaire à toute personne susceptible de l’utiliser. Ce TP suivra les recommandations de la SFPH en se basant sur le cahier de la Commission de l’Imagerie Numérique édité en juin 1990, traitant de l’évaluation des performances et du contrôle qualité des scanners.
III.1. F
INALITE DUTP
La tomographie ax iale assistée par ordinateur (CT) permet d’obtenir des plans de coupe de bonne qualité en un temps relativement bref. Contrairement à la radiologie classique où le faisceau de RX transmis est détecté et visualisé à l’aide d’un film physique ou d’un amplificateur de luminance, ce faisceau est détecté électroniquement, puis numérisé afin d’obtenir une représentation volumique du corps étudié. Les tests à mettre en œuvre seront de ce fait différents de ceux entrepris jusqu’alors. Ils comprendront des analyses du bruit, de la résolution spatiale, de l’uniformité, de la linéarité, de l’échelle de contraste et enfin de la dose.
III.2. M
ATERIEL UTILISELe scanner utilisé est l’appareil de diagnostic : scanner 4è m e génération Picker PQ2000. C’est un scanner partagé entre le service de radio-diagnostic et de radiothérapie. Certains tests nécessiteront l’utilisation d’un fantôme cylindrique d’eau contenant des insertions de plexiglas, lexan, nylon, polystyrène et polyéthylène. Ainsi que d’un fantôme contenant différents mélanges (éthanol, tétrachlorure de carbone). Un objet test en Z (fil de plomb placé dans une plaque de plex iglas) servira aussi de support de test. Les mesures de dose seront effectuées avec des TLD 700 et les profils à l’aide de X-OMAT MA.
III.3. E
TUDE EXPERIMENTALELe scanner est devenu depuis quelques années un appareil très important pour la radiothérapie. Il permet de réaliser des traitements plus performants par le biais de la simulation virtuelle. Lors des prochains paragraphes, nous ex pliciterons les paramètres qui interviennent lors de l’acquisition d’une série d’images, puis nous verrons les tests à mettre en œuvre pour contrôler et valider l’obtention des tomographies.
III.3.a. Bruit de l’image
La coupe scannographique d’un matériau homogène montre que les valeurs du Nombre Scanner (NS) obtenues ne sont pas toutes identiques et se répartissent autour d’une valeur moyenne. Cela est dû au bruit qui a deux composantes : le bruit quantique (lié au nombre de photons émis) et le bruit du système (bruit électronique, de numérisation et de calcul). L’ex périence montre que celui-ci est moins important que le bruit quantique.
Le bruit est calculé à partir de l’écart type σ d’un tableau de valeurs de NS relevées au centre de l’image de la coupe homogène d’un fantôme d’eau.
n 2
i i=1
(NS - NS )
σ= n-1
∑
où
n i i=1
NS = × 1 NS n
∑
Il est possible de normaliser cet écart type par rapport à l’échelle utilisée, le bruit est donc caractérisé grâce au facteur :
eau air
B= σ ×100
NS -NS
Brooks et Di Chiro ont permis de mettre en évidence les facteurs qui peuvent accroître le bruit, on a donc : 2
3
