Angiographie post mortem : visualisation des plaques athérosclérotiques en tomodensitométrie

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ANGIOGRAPHIE POST MORTEM :

VISUALISATION DES PLAQUES ATHÉROSCLÉROTIQUES

EN TOMODENSITOMÉTRIE

WENDY BRITO

Étudiante Bachelor – Filière Technique en radiologie médicale

BELINDA LOKAJ

Étudiante Bachelor – Filière Technique en radiologie médicale

Directeur de travail :

ALEXANDRE DOMINGUEZ

Référente du travail :

SILKE GRABHERR

TRAVAIL DE BACHELOR DÉPOSÉ ET SOUTENU A LAUSANNE EN 2015 EN VUE DE L’OBTENTION D’UN BACHELOR OF SCIENCE HES-SO EN TECHNIQUE EN RADIOLOGIE

MEDICALE

Haute Ecole de Santé Vaud Filière Technique en radiologie médicale

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RÉSUMÉ

L’imagerie a pris, depuis ces dernières années, une grande place dans les investigations médico-légales. Au CURML, Centre Universitaire Romand de Médecine Légale, chaque corps reçu, passe d’office un scanner natif. Malgré l’évolution considérable des techniques multi-coupes, il persiste encore quelques lacunes dans la qualité d’image obtenue des diverses pathologies pouvant être à l’origine du décès. Dans notre cas, nous nous sommes intéressées à la visualisation des plaques athérosclérotiques au niveau des artères coronaires qui sont la cause principale des décès d’origine cardio-vasculaire dans les pays industrialisés.

L’objectif de notre travail sera d’améliorer la visualisation de ces plaques en changeant la tension et le type de reconstruction appliquée au protocole du scanner préexistant et de la combiner à l’angiographie post mortem. En effet, cette dernière permet une meilleure appréciation du système vasculaire par l’injection et le remplissage optimal des vaisseaux avec un produit de contraste spécifique employé en médecine légale.

Les images obtenues seront évaluées de manière objective grâce au calcul du CNR, et également de manière subjective par l’intermédiaire d’un questionnaire soumis à différents professionnels du CURML.

En considérant l’ensemble de notre échantillon de six observateurs, nos résultats montrent que la tension de 120 kV est préférée, et que la reconstruction ASIR 100 est la moins appréciée. Cependant, si nous tenons compte des différents biais de l’expérience et en analysant ces résultats, il en ressort que la tension de 80 kV permet une meilleure visualisation de la plaque d’athérome. Il en résulte également, une nette préférence des observateurs pour la FBP et ASIR 50.

MOTS-CLÉS

Angiographie post mortem – ASIR – MDCT – Plaque athérosclérotique – Tomodensitométrie – Médecine Légale – MPMCTA – FBP

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AVERTISSEMENT

Les prises de position, la rédaction et les conclusions de ce travail n’engagent que la responsabilité de ses auteures et en aucun cas celle de la Haute Ecole Cantonale Vaudoise de la Santé, du Jury ou du Directeur du Travail de Bachelor.

Nous attestons avoir réalisé seules le présent travail, sans avoir utilisé d’autres sources que celles indiquées dans la liste de références bibliographiques.

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REMERCIEMENTS

Nous tenons à remercier notre Directeur de Travail de Bachelor, M. Alexandre Dominguez, ainsi que notre Référente Mme Silke Grabherr pour leur aide précieuse et leur disponibilité.

Nous remercions également les différents professionnels du CURML, pour leur participation à notre travail, et leur gentillesse.

Ainsi que Misha Müller, externe au domaine, de nous avoir consacré du temps à la lecture de notre travail.

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TABLES DES MATIERES

1. INTRODUCTION ... 1 2. METHODE ... 3 2.1 Description du travail ... 3 2.2 Acquisitions primaires ... 3 2.2.1 Modulation de la tension ... 4 2.2.2 Modulation du courant ... 7 2.2.3 Modulation du pitch ... 8 2.2.4 En résumé ... 9 2.3 Etude pilote ... 9 2.3.1 Procédure d’acquisition ... 10

2.3.2 Images obtenues et calcul du CNR ... 10

2.3.3 Conclusions ... 13

2.4 Acquisitions finales sur les corps ... 14

2.4.1 Reconstructions FBP et ASIR ... 15

2.4.2 Sélection des images ... 15

2.4.3 Calcul du contraste sur bruit (CNR) ... 16

2.4.4 Analyse subjective ... 17

3. RÉSULTATS ... 19

3.1 Localisation de la plaque athérosclérotique ... 19

3.2 Liste des images acquises, et disposition pour le questionnaire ... 21

3.3 Résultats des questionnaires ... 22

3.3.1 Préférences de la tension en fonction du type de reconstruction : séries 1-2-3... 22

3.3.2 Préférences de la reconstruction en fonction de la tension : séries 4-5-6 ... 26

3.4 Rapport contraste sur bruit (CNR) ... 30

3.5 Analyse ... 30

4. DISCUSSION ... 32

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4.2 Comparaison des tensions ... 33

4.3 Comparaison des reconstructions ... 34

4.4 Les limites de notre travail ... 35

5. CONCLUSION ... 37

6. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 38

7. BIBLIOGRAPHIE ... 41

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1. INTRODUCTION

Dans le cadre de notre travail de Bachelor, nous nous sommes intéressées à un domaine de la radiologie qui demeure encore peu connu : il s’agit de la radiologie forensique. En effet, depuis environ une dizaine d’années, la médecine forensique travaille en partenariat avec la radiologie afin de réaliser des autopsies virtuelles ou d’autres examens radiologiques sur les différents corps soumis à des investigations médico-légales.

Il faut préciser, de prime abord, que la médecine forensique est une branche médicale mandatée par la justice. Par conséquent, celle-ci n’entre en vigueur que lorsqu’une enquête judicaire le préconise. La médecine légale opère tant au niveau clinique que post mortem. Elle s’aide également de diverses techniques et sciences annexes (toxicologie, radiologie, anthropologie, génétique…etc.) afin d’apporter les fondements et preuves concrètes pouvant élucider ou du moins orienter le procureur dans la délibération d’une affaire.

L’une des principales activités de la médecine forensique est l’examen d’autopsie conventionnelle. Il est pratiqué lorsque la cause du décès n’est pas clairement identifiée. Cependant, comme cité précédemment, depuis les années 2000, un second genre d’autopsie peut être réalisée et ce, conjointement au gold standard. L’autopsie virtuelle fait appel aux nouvelles technologies d’imageries permettant la topographie en multi-coupes du corps (Baglivo et al., 2012, p.3-4). Au Centre Universitaire Romand de Médecine Légale (CURML) à Lausanne, un scanner natif se fait sur tous les corps avant une quelconque autre intervention (examen externe ou autopsie). Outre le fait qu’elle soit moins invasive, elle offre divers avantages et plus-values à l’autopsie conventionnelle, tels que la conservation indéterminée des données radiologiques des cas étudiés, la visualisation de régions difficiles d’accès par l’autopsie ainsi que les microlésions difficilement observables par les cliniciens lors de la réelle autopsie. (Grabherr, Mangin, Lesta, Rizzo & Bollmann, 2008, p.1609-1610).

Lors des diverses investigations, les autopsies sont pratiquées sur des cas d’homicides, de suicides ou lors de morts soudaines, principalement dues à des pathologies cardiovasculaires. En effet, selon l'Office fédéral de la statistique (2013), en Suisse « Les maladies cardiovasculaires sont la cause de décès la plus fréquente : 22’000 personnes en sont mortes en 2010. A ce chiffre s’ajoutent 18’000 personnes décédées d’une autre cause principale, mais chez lesquelles une maladie cardiovasculaire a aussi contribué au décès » (p.2). Les maladies cardiovasculaires regroupent les maladies du cœur (coronariennes, ischémies etc.), ainsi que les maladies des vaisseaux (AVC, maladies vasculaires périphériques, anévrisme, etc.). On constate par cette analyse des données statistiques, que les maladies cardiovasculaires sont nombreuses, et nombreux en sont les facteurs y contribuant. Et parmi ceux-ci : l'athérosclérose.

Selon Sumeet S. Chung (2008), les coronaropathies sont responsables, dans 80 % des cas, des morts subites cardiaques. Ces dernières étant principalement dues aux plaques athérosclérotiques, dites

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vulnérables. Les plaques athérosclérotiques sont le résultat d’une inflammation de la couche la plus interne des vaisseaux artériels ; l’intima. Comme mentionné dans Amarenco, 2001, p.2, (Proposé par Stary et al.), on peut les classifier en différents stades (I-VI) allant de la simple couche lipidique à la plaque calcifiée voire scléreuse. Toute personne, au long de sa vie, développe des plaques athérosclérotiques. Cependant dans certains cas, elles occasionnent des réactions physiologiques inflammatoires pouvant induire le détachement de certains des composants de la plaque. Leur détachement est dangereux, car les composants sont susceptibles de se transformer en embole, augmentant ainsi le risque d’obstruction des vaisseaux, particulièrement ceux de petit calibre, tels que les artères coronaires. Ce type de plaque est communément appelé « plaques vulnérables » (de composition majoritairement lipidique).

Dans notre travail, il s’agira donc d’étudier ces plaques athérosclérotiques de type lipidiques grâce aux techniques d’imagerie en multi-coupes. Cependant, il faut savoir que la visualisation anatomique sur un être vivant et un corps est très différente, de par l’affaissement des structures et la collapsassions des vaisseaux lorsqu’une personne décède. Ainsi nous devrons tenir compte de ces différents paramètres afin de visualiser au mieux ces plaques (Christe et al., 2010, p.215-222). Le premier obstacle de cette étude sur le système vasculaire consiste à rétablir (ou du moins imiter) une circulation sanguine. Cela peut se faire grâce à une innovante technique de circulation extracorporelle, l’angiographie post mortem guidée par scanner (PMCTA). Cette technique permet une meilleure appréciation du réseau vasculaire. Elle se fait par la canulation de l’artère et de la veine fémorale. Ensuite, les canules sont connectées à une machine, (Virtangio®), qui va faire circuler un produit issu d’un mélange de paraffine et de produit de contraste, Angiofil®, permettant la visualisation au CT du système vasculaire. (Grabherr, et al., 2008, p. 345-351). Cette méthode d’angiographie post mortem appelée : Multi-phase post-mortem angiography (MPMCTA) comporte différentes phases qui ont pour but de se rapprocher au mieux de la réalité. Cette technique comporte trois différentes phases, il y a la phase dite artérielle, la phase veineuse et la phase circulante qui elle est dynamique, c’est-à-dire que le liquide circule durant toute l’acquisition, à l’inverse des deux premières phases durant lesquelles on injecte d’abord le produit puis on acquiert les images. Cette dernière phase a pour objectif de correspondre plus au moins aux mouvements de la circulation sanguine naturelle. (Grabherr, Dominguez, Mangin, 2011a ; Grabherr, et al., 2011b). Un protocole standard angio-CT est utilisé au CURML, pour l’angiographie post mortem, mais il n’est pas spécifique aux différentes pathologies rencontrées. Selon Michaud et al. (2013), il n'y a actuellement pas de gold standard pour l'évaluation post mortem des pathologies cardiovasculaires. (p.2).

L’enjeu de notre travail sera de trouver les valeurs des paramètres appropriés et optimaux, selon le CT utilisé, afin d’optimiser la visualisation d’une pathologie cardiovasculaire particulière, à savoir les plaques d’athérome.

Ainsi notre travail consistera à mettre en évidence les plaques athérosclérotiques en imagerie forensique, à l’aide de divers paramètres CT, afin de permettre une meilleure évaluation de celles-ci.

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2. METHODE

2.1 Description du travail

Le but de notre travail consistera à mettre au mieux en évidence les plaques athérosclérotiques de type vulnérable au niveau des artères coronaires en fonction des paramètres d’acquisition et des paramètres de reconstruction, sur les images CT. Les images obtenues seront visualisées et appréciées par différents professionnels de médecine légale. Ensuite, nous procèderons à la comparaison objective et subjective de la qualité de nos images.

Pour ce faire, nous avons dû procéder par étapes, car il nous fallait tenir compte du changement de scanner qui allait survenir pendant l’élaboration de ce travail. Ainsi, trois étapes constituent notre méthodologie et seront détaillées ci-dessous.

La première étape, nommée: « acquisitions primaires » a été effectuée avec l’ancien CT du CURML, en attendant le nouveau CT. Cette étape était primordiale car elle consistait à observer l’effet de la modulation de chaque paramètre d’acquisition sur l’image. Nous avons pu voir concrètement l’influence de tous les paramètres d’acquisitions utilisés au scanner.

La seconde étape : « Etude pilote » a été effectuée avec le nouveau CT après le déménagement du CURML. Durant cette seconde étape, nous avons pu nous familiariser avec le protocole d’angio-CT effectué au centre, et ainsi faire un état des lieux avant de nous lancer dans la dernière étape.

La troisième et dernière étape a été celle des acquisitions finales effectuées sur un corps, avec la modification des paramètres que nous avions sélectionnés au préalable, durant les étapes précédentes. C’est à ce stade-là que les images à évaluer par les professionnels seront sélectionnées.

2.2 Acquisitions primaires

Avant de récolter nos données sur les corps au CURML, nous avons commencé par une étape importante que nous avons nommée plus haut : « acquisitions primaires ». Cette étape était nécessaire pour nous familiariser avec le scanner de type GE, et pour déterminer les paramètres d’acquisition à modifier pour établir notre protocole.

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Pour ce faire, nous avons utilisé l’ancien CT 8 barrettes (CT LightSpeed 8 ; GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) utilisé par la médecine légale, et nous nous sommes procuré des cœurs de porcs pour nos expérimentations. Nous avons déposé un cœur dans un récipient en plastique que nous avons rempli d’eau, pour imiter au mieux les densités hydriques du corps humain. Nous avons ensuite scanné le tout en modifiant plusieurs paramètres d’acquisition : la tension, le courant, et le pitch. Nous avons toutefois pris garde à ne modifier qu’un paramètre à la fois afin de bien mettre en évidence leur impact sur la qualité de l’image.

MODULATION Tension [kV] Courant [mA] Pitch Epaisseur de coupe [mm] kV 80 100 Auto-mA 0.875 1.25 120 140 mA 120 Auto-mA 100 0.875 1.25 200 300 Pitch 120 Auto-mA 0.6 1.35 1.25 0.875 1.675

Tableau 1 : Modulation des paramètres d'acquisition

2.2.1 Modulation de la tension

Selon la théorie (HESAV, cours de radiophysique médicale, [Document PDF], 2012) la tension détermine l’énergie et la quantité de rayons X émis par le tube. Plus la tension est élevée, plus le rayonnement est énergétique, et peut ainsi mieux pénétrer la matière. Cela a pour conséquence de réduire la différence entre les coefficients d’atténuation. En d’autres termes, cela réduit le contraste. Pour observer les différences, nous avons choisi d’acquérir les images avec les tensions de 80 kV, 100 kV, 120 kV et 140 kV, qui correspondaient aux seules tensions à disposition sur le scanner utilisé. Nous avons également veillé à garder les autres paramètres fixes afin de ne pas induire d’autres changements sur l’image que ceux occasionnés par la modulation de la tension.

En comparant ces coupes sur le visualisateur RadiAnt DICOM, nous ne constatons pas de différences fondamentales dans la qualité de l’image. Cependant, à vue d’œil, nous ne pouvons pas évaluer objectivement la qualité de l’image. Ainsi nous avons calculé pour chaque image, le SNR (signal to noise ratio = rapport signal sur bruit) et le CNR (contrast to noise ratio = contraste sur bruit), qui sont des indicateurs objectifs de la qualité d’image.

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Le CNR permet de déterminer si un objet est discernable en fonction du contraste et du niveau de bruit. Il faut donc contraste suffisant et un bruit faible, pour discerner un objet. (HESAV, cours de radiophysique médicale, Volume V, [Document PDF], 2013).

Pour calculer le SNR et le CNR, nous avons disposé deux régions d’intérêt (ROI : Region of interest), un au niveau de la paroi d’un vaisseau et un dans la lumière du vaisseau, (figure 3) à l’aide du visualisateur RadiAnt DICOM. Puis nous avons calculé le CNR et SNR en insérant les valeurs obtenues dans un tableur Excel (2013).

Figure 2 : Coupes du cœur aux différentes tensions,

a) 80 kV b) 100 kV c) 120 kV d) 140 kV

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Calcul du rapport signal sur bruit (SNR) :

*

=

Calcul du rapport contraste sur bruit (CNR) : *

=

1 ∶ é é ê "# $% $#& è ( # )% ""(%# 2 ∶ é é ê "# $% +% # )% ""(%# , ∶ -(% , /%$(# & 0( ( (" + 1($" 2 ∶ % % () % , é3% − 0+( *

HESAV, cours de radiophysique médicale, Volume V, [Document PDF], 2013

Nous obtenons le graphique ci-dessous :

Graphique 1 : ratio SNR et ratio CNR en fonction de la tension

Nous constatons que le CNR et le SNR varient de manière assez aléatoire en fonction de la tension. Il n’y a pas d’augmentation ou de diminution progressive du CNR ni du SNR comme le stipule la théorie. Cela est lié au fait que nous avons acquis nos images avec la modulation automatique du courant. Comme son nom l’indique, cette technique modifie automatiquement le courant du tube afin de

80 kV 100 kV 120 kV 140 kV 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Tension [kV] ra ti o S N R e t C N R

SNR et CNR en fonction de la tension

SNR CNR

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compenser diverses variations dans le but de maintenir une qualité de l’information contenue dans l’image, soit un bruit et un signal acceptable. Ainsi lorsque la tension est basse, le courant tend à augmenter, (et inversemment lorsque la tension est haute, le courant tend à diminuer). Il y a donc ici deux paramètres qui ont été involontairement modulés, soit la la tension et le courant. Cela explique cette variation aléatoire présente sur le graphique, liée à la modulation conjointe des deux paramètres.

2.2.2 Modulation du courant

Le courant (mA, milliampère) influence la quantité des rayons sortant du tube : plus on augmente le courant, plus il y aura de rayons X, ce qui a pour effet d’augmenter la quantité d’information, et par conséquent d’augmenter le SNR. Une élévation du courant augmente également la dose reçue. Dans notre étude nous ne tiendrons pas compte de ce paramètre. L’effet de la dose et la question de la radioprotection n’est plus à prendre en considération dans ce cas précis, cependant nous devons tenir compte de l’impact physique (durcissement du faisceau et péjoration de l’anode) qu’engendre une hausse excessive à de multiple reprises du courant sur le tube radiologique.

Nous avons choisi de tester cette fois-ci, la modulation automatique du courant avec 100mA, 200mA et 300mA fixes.

Figure 4 : Coupes du cœur aux différents courants,

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Graphique 2 : ratio SNR et ratio CNR en fonction du courant

Nous constatons que nos acquisitions sur ce paramètre confirment bien la théorie, car nous voyons clairement sur nos images que le bruit diminue fortement en augmentant les mA. Par conséquent, cela induit également une amélioration du SNR et du CNR. Le graphique ci-dessus illustre bien l’augmentation à mesure que le courant augmente.

2.2.3 Modulation du pitch

Le pitch est le rapport entre le déplacement de la table et la collimation du faisceau, c’est le pas de l’hélice. Le pitch influence la résolution spatiale longitudinale et le SNR. La résolution et le SNR seront meilleurs pour un pitch inférieur à 1, que pour un pitch supérieur à 1. Dans notre expérience nous avons décidé de changer le pitch quatre fois : 0.6 / 0.875 / 1.35 /1.675 (valeurs disponibles sur ce CT).

Figure 5 : Coupes du cœur aux différents pitch

a) 0.6 b) 0.875 c) 1.35 d) 1.675 auto mA 100 200 300 0 2 4 6 8 10 12 Courant [mA] ra ti o S N R e t C N R

SNR et CNR en fonction du courant

SNR CNR

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Graphique 3 : ratio SNR et ratio CNR en fonction du pitch

Puisque nous avons gardé la modulation automatique, nous assistons au même phénomène que pour la modulation des kV. En d’autres termes, comme il y a la modulation automatique, plusieurs paramètres sont modulés au même moment. Il est donc difficile d’évaluer la qualité de l’image dans ce cas uniquement en fonction du pitch. D’où un tracé peu représentatif des courbes habituelles sur le graphique 3.

2.2.4 En résumé

A partir de ces premières acquisitions et observations, et tout en les confrontant avec la théorie, nous savons que pour avoir une bonne qualité d’image du point de vue du SNR et CNR, nous avons tout intérêt à augmenter le courant et diminuer la tension, pour avoir un niveau de signal élevé et un bon contraste. Ici la question de la radioprotection ne s’applique pas comme en clinique, puisque il n’y a pas de limite de dose pour les corps. Ainsi, en ce qui concerne la quantité de signal, nous pouvons tout à fait obtenir des images peu bruitées avec un bon SNR en augmentant le courant, donc la dose.

2.3 Etude pilote

Après nos premières acquisitions sur des cœurs de porc, et le nouveau scanner de médecine légale étant à disposition (CT-Scan: GE Healthcare LightSpeed VCT, 64 barrettes), nous avons entrepris les acquisitions sur un vrai corps. Cette étape était importante pour nous, car cela nous a permis de voir concrètement la procédure complète d’angio-CT post mortem et de déterminer, à partir des articles traitant de la MPMCTA (multi-phase post mortem CT angiographie) et de nos observations, les paramètres possibles à modifier et les phases de l’angiographie à considérer.

0.6 0.875 1.35 1.675 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Pitch ra ti o S N R e t C N R

SNR et CNR en fonction du pitch

SNR CNR

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2.3.1 Procédure d’acquisition

Après cannulation au niveau fémoral du corps à étudier, nous avons procédé à l’étape de l’injection. L’angiographie comprend trois phases : la phase artérielle, la phase veineuse et la phase circulante. Pour les deux premières phases nous avons modifié la tension. Cependant nous n’avons pas modifié la tension pour la phase circulante, car elle ne peut être obtenue qu’une seule fois pour un même corps.

Pour chacune des phases artérielle et veineuse nous avions trois séries d’images : une série avec la tension utilisée en routine, qui est de 120 kV, la seconde avec une tension de 100 kV et la troisième avec 80 kV.

Nous avons gardé ces trois tensions, car comme nous l’avons vu dans l’étape des acquisitions primaires, nous cherchons à avoir un bon contraste. Cela est possible avec la tension la plus basse possible. Avec cela nous avons volontairement choisi de supprimer la tension de 140 kV, jugée inappropriée pour notre étude. De plus, nous avons pu constater que nous ne pouvions pas modifier beaucoup de paramètres, car nous ne pouvons pas injecter plusieurs fois le corps, et faire de nombreuses acquisitions, car il doit être examiné et autopsié au plus vite dans le cadre de l’investigation judiciaire en cours.

Ainsi comme l’illustre notre tableau ci-dessous, nous avons uniquement modifié l’énergie du faisceau RX, soit la tension, car notre but premier était d’avoir un contraste adéquat pour pouvoir visualiser les plaques d’athérome. Les autres paramètres sont restés identiques, pour ne pas perturber l’examen de routine pratiqué au CURML.

PHASE Tension [kV] Courant [mA] Pitch Epaisseur de coupe [mm] Artérielle 80/100/120 Auto-mA Noise index = 20 0.9 1.25 Veineuse 80/100/120 Auto-mA Noise index = 20 0.9 1.25 Circulante 120 Auto-mA Noise index = 20 0.9 1.25

Tableau 2 : Protocole d'acquisition avec les paramètres modulés surlignés en vert

2.3.2 Images obtenues et calcul du CNR

Pour la phase artérielle, nous avons obtenu ces trois acquisitions aux différentes tensions. Une plaque athéromateuse au niveau de la branche interventriculaire antérieur (IVA) de l’artère coronaire gauche est présente (voir cercle en rouge). Les images CT acquises avec 80 kV sont plus bruitées que celles acquises avec 100 kV et 120 kV.

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Pour évaluer la distinction de notre plaque d’athérome, nous avons calculé le CNR, en nous basant sur une coupe perpendiculaire à la lumière du vaisseau pour placer nos régions d’intérêt (ROI), à l’aide du software Advantage Windows AW 4.2.

Figure 7: Placement des régions d'intérêt (ROI) sur une coupe perpendiculaire à la lumière du vaisseau (image de gauche)

L’image de droite correspond au niveau de coupe axial au niveau du cœur.

Dans notre étude pilote, le calcul du CNR nous permet d’affirmer que la visibilité de la plaque diminue lorsque la tension augmente, ce résultat est fort intéressant car il confirme que ce paramètre a bel et bien un impact objectivable sur notre zone d’intérêt, c’est-à-dire, la plaque d’athérome sur un cas réel.

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Pour la phase veineuse, nous constatons que notre plaque est encore visible. Et nous procédons aux mêmes calculs que pour la phase artérielle. Nous arrivons à la même constatation : le CNR diminue avec la tension.

Finalement, d’après nos calculs le CNR est meilleur pour la tension de bas kV, c’est-à-dire que pour l’image avec la tension de 80 kV, le rapport contraste sur bruit est optimal ce qui permet une meilleure distinction de la plaque. 80 100 120 0 1 2 3 4 Tension [kV] ra ti o C N R

CNR en fonction de la tension

CNR

Graphique 4 : Ratio CNR en fonction de la tension pour la phase artérielle

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Pour la phase circulante, nous pouvons également voir notre plaque au même endroit, au niveau de la branche interventriculaire antérieur de l’artère coronaire gauche. Par contre, il n’a pas été possible d’effectuer d’autres acquisitions aux tensions de 100 kV et de 80 kV, car il n’était pas possible de reproduire la phase circulante plusieurs fois. Comme nous avons pu nous en rendre compte la phase circulante ne s’obtient qu’une seule fois pour un corps.

2.3.3 Conclusions

L’étude pilote nous a permis de prendre nos repères avant d’acquérir nos données pour les soumettre aux professionnels de médecine légale pour l’évaluation de la qualité des images afin de voir au mieux les plaques, et d’adapter notre méthodologie grâce aux conclusions suivantes :

Nous n’allons garder que la modulation de la tension, car, comme nous l’avons, nous ne pouvons pas injecter le produit de contraste et répéter nos acquisitions indéfiniment sur le corps.

Nous allons garder les autres paramètres identiques, avec un Noise Index de 20, afin de ne pas perturber l’examen de routine. 80 100 120 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Tension kV ra ti o C N R

CNR en fonction de la tension

CNR

Graphique 5 : Ratio CNR en fonction de la tension pour la phase veineuse

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Comme nous avons un nouveau scanner, nous avons la possibilité de faire des reconstructions itératives, et il serait intéressant de voir dans quelle mesure ces reconstructions sont bénéfiques dans la visualisation des plaques. Nous appliquerons différents degrés d’ASIR (Adaptative Statistical Iterative Reconstruction) lors des reconstructions.

Nous allons nous concentrer sur la phase artérielle, car lors de nos lectures des rapports de CT et d’autopsie nous avons constaté que cette phase permet le plus de voir les plaques athérosclérotiques. Nous allons calculer le CNR pour chaque série de tension, afin d’évaluer de manière objective nos images. Quant à l’évaluation qualitative, elle se fera à l’aide d’un questionnaire proposé aux professionnels exerçant au sein du CURML.

2.4 Acquisitions finales sur les corps

Nous avons, après ces multiples étapes, décidé d’élaborer notre protocole final afin de l’appliquer concrètement sur les corps susceptibles de présenter des plaques athérosclérotiques. Voici, comme illustré sur le tableau ci-dessous, notre protocole final.

kV mAs Ep.coupe Pitch Index bruit SFOV ASIR (%)

80 Auto 1.25 0.9 20 50 0 50 100 100 Auto 1.25 0.9 20 50 0 50 100 120 Auto 1.25 0.9 20 50 0 50 100 Tableau 3 : Paramètres d’acquisitions du protocole final

Une fois le protocole établi, il a fallu attendre de recevoir un cas correspondant à nos critères d’inclusion. Nous recherchions une personne ayant été victime d’un décès de manière soudaine, sans cause externe, et avec la suspicion d’une éventuelle pathologie d’origine cardiovasculaire nécessitant une angio-CT. Après une période indéterminée, nous avons reçu un cas. C’était un homme d’une septantaine d’années, retrouvé mort dans son appartement, pour lequel une angiographie post mortem avait été demandée. Nous avons donc fait nos acquisitions sur cette personne. L’acquisition des données a pris beaucoup de temps, car le corps entier devait être scanné – ce qui représente un volume considérable – et cela devait se faire aux trois tensions et phases différentes. Cela a également induit un nombre de données relativement élevées et par conséquent, informatiquement lourd.

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2.4.1 Reconstructions FBP et ASIR

Autres que les reconstructions par rétroprojection filtrée traditionnelle, FBP (Filtred Back retroprojection), qui reposent sur l’acquisition d’une série de projections par rotation du couple tube-détecteurs, (Cours de radiophysique médicale volume IV Tomodensitométrie [Fichier électronique], 2012), il y a la possibilité, avec le nouveau scanner GE 64 barrettes, de faire des reconstructions itératives. Nous avons décidé d’exploiter cette technologie en plus de la tension dans le but d’améliorer la qualité de nos images Cette nouvelle technique dénommée ASIR (Adaptative Statistical Iterative Reconstruction) sur GE, exploite un algorithme mathématique spécifique utilisant le maximum de vraisemblance afin d’atteindre un but recherché, la réelle valeur du pixel. Cette méthode se base sur les raw-data de la FBP standard, et grâce au degré de filtration établi, il va chercher à atteindre son but par de multiples étapes résultant d’erreurs. C’est à partir de ces erreurs qu’il améliore ses résultats pour finalement arriver au plus près de la réalité. C’est un processus continuel que l’on nomme « itération ». Ce type de reconstruction permet, grâce à l’application d’un filtre passe-bas de diminuer le bruit de l’image. C’est une capacité pertinente pour notre étude, car nous savons qu’une image possédant moins de bruit permet une meilleure mise en évidence des petites structures à faible contraste. (HESAV, cours de radiophysique médicale, Volume V, [Document PDF], 2013). Avec moins de bruit, nous devrions pouvoir mieux visualiser les petites structures et, par conséquent, nos plaques athéromateuses pourraient être davantage mises en évidence. En moyenne, cela diminue le bruit de 30-40%. (Nelson, Feuerlein & Boll, 2011).

Ainsi, une fois nos acquisitions terminées, nous avons appliqué les reconstructions suivantes : ASIR 0, 50 et 100. Lors de la sélection du pourcentage de l’itération, nous avons cherché à mettre en évidence avec ce type de reconstruction les extrêmes existants. Le degré choisi reflète le pourcentage d’implication de l’algorithme itératif, c’est-à-dire que si nous appliquons ASIR 50, cela signifie que 50% de la valeur du voxel sera reconstruite par la FBP standard et 50% par l’algorithme ASIR puis la moyenne des deux représentera la valeur du voxel à l’image. ASIR 0, dans notre travail, correspond à une reconstruction par rétroprojection filtrée (FBP) habituelle, c’est la reconstruction standard faite au CT et utilisée dans le précédent protocole du CURML. Ensuite ASIR 50 nous permet de niveler les extrêmes, c’est le juste milieu et selon la littérature l’usage de ce modèle de reconstruction en clinique se situe autour des 50% (ASIR 50) d’après les recommandations des constructeurs. (Katsura et al., 2013). Quant à ASIR 100, c’est la filtration itérative maximale à disposition.

2.4.2 Sélection des images

L’étape préliminaire à notre analyse est d’identifier une plaque vulnérable objectivable sur notre cas. Nous avons donc passé en revue toutes nos acquisitions artérielles sur une station de travail du CURML, haute résolution (HR), avec le logiciel Advantage Windows comme software (Advantage Windows 4.2

(23)

16 | P a g e

: GE Healthcare), les acquisitions de la phase veineuse et la phase circulante seront mis de côté pour éviter un nombre excessif d’images, et parce que comme cité plus tôt, la phase artérielle est la phase qui nous intéresse pour la visualisation de la plaque.

Il fallait sélectionner une coupe sur laquelle une plaque est visible et assez grande pour pouvoir disposer correctement nos ROI, nous permettant, plus tard, de calculer le CNR. Puis, nous avons capturé nos images au même niveau de coupe et avec une fenêtre d’affichage identique (WW : Windows Width 800 et WL : Windows Level 200), tout en enlevant sur les images les informations affichées concernant les paramètres d’acquisition et de reconstruction.

Comme nous comparons trois tensions et trois reconstructions, nous avons décidé d’ajouter à chacune de nos séries de trois images, une quatrième image, qui sera la copie identique d’une des images. Pour les images avec ASIR, nous avons décidé de façon arbitraire de mettre à chaque fois une copie d’ASIR 50, et pour les tensions : une copie de l’image avec la tension de 100 kV. L’insertion de cette image, nous permet d’analyser la façon qu’ont nos observateurs d’évaluer des images similaires. Nous verrons ainsi la linéarité d’évaluation de nos observateurs. Ainsi chaque série aura quatre images. (Tableaux 5 et 6). Ensuite nous avons sauvegardé toutes les images sur un compact-disc (CD) afin de préserver le format DICOM des images dans la perspective de les présenter à nos différents observateurs lors de l’analyse qualitative.

2.4.3 Calcul du contraste sur bruit (CNR)

Pour chaque tension et reconstruction nous calculerons le contraste sur bruit, qui est le critère objectif de notre étude corrélant la qualité d’image aux différentes tensions et reconstructions. En effet, le contraste entre diverses structures diminue en augmentant les kilovolts. (HESAV, cours de radiophysique médicale, Volume V, [Document PDF], 2013).

Afin de confirmer cette théorie physique, nous avons, sur nos différentes acquisitions artérielles, placé des régions d’intérêt (ROI) sur la plaque sélectionnée sur des coupes perpendiculaires à la lumière du vaisseau. Le premier ROI1 comprend l’intégralité de la plaque. Nous avons veillé à ne pas déborder sur

les tissus-mous avoisinants, car cela nous aurait faussé nos valeurs d’unité Hounsfield obtenues dans la région d’intérêt. Le second ROI2 comprend la totalité de la lumière du vaisseau. Par la suite, nous

intégrerons les valeurs relevées par le software dans la formule du CNR suivante, avec (x) = moyenne des pixels et ( 2) = déviation standard (représentant le bruit):

=

,

789 :;<=>?

− ,

789 ;>@AèB?

2

_789 :;<=>?

− 2

_789 ;>@AèB?

2 C

(24)

17 | P a g e

Nous avons inséré toutes les valeurs acquises dans un tableur Excel, ce qui nous a permis d’analyser le CNR.

2.4.4 Analyse subjective

Afin de faire notre analyse subjective, nous avons décidé de passer en revue les différentes séries d’images que nous avions. Car nous devions évaluer la plaque selon les différentes tensions et selon les différentes reconstructions appliquées. En les mélangeant (afin de les comparer) nous sommes arrivées à un total de six séries d’images distinctes, énumérées ci-dessous :

Série 1 : Différents kV avec ASIR 0 Série 4 : Différents ASIR avec 80kV

Série 2 : Différents kV avec ASIR 50 Série 5 : Différents ASIR avec 100kV

Série 3 : Différents kV avec ASIR 100 Série 6 : Différents ASIR avec120kV

Nous avons soumis ces différentes séries à plusieurs professionnels du CURML. Notre échantillon d’observateurs s’élevait à six personnes de fonctions différentes. Cet échantillon représentatif a pour but de mettre en avant les différents points de vue techniques inter-observateurs résultant des diverses professions rencontrées au CURML.

Observateur 1 Médecin légiste

Observateur 4 Médecin radiologue

Observateur 5 Médecin radiologue

Observateur 6 TRM

a) ROI plaque b) ROI lumière a) et b)

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18 | P a g e

Ceux-ci devaient juger la qualité de l’image selon trois critères basée sur une échelle de 5 points : - la visibilité du contour de la plaque (+2 : Parfait ; +1 : Bien ; 0 : Diagnosticable ; -1 : non

diagnosticable ; -2 : Médiocre)

- le bruit (+2 : Parfait ; +1 : Bien ; 0 : Diagnosticable ; -1 : Bruitée ; -2 : Très Bruitée)

- Les artéfacts en étoile (+2 : Parfait ; +1 : Bien ; 0 : Diagnosticable ; -1 : Artéfactée ; -2 : très artéfactée) présent sur l’image empêchant une évaluation correcte de la plaque.

Tableau 4 : Echelle du questionnaire

Puis à la fin de chaque série, il était demandé à chaque observateur de choisir l’image, qui selon lui ou elle, mettait le mieux en évidence la plaque.

Le questionnaire durait environ moins de 20 minutes, et se présentait sous forme de document en papier. Les images ont été disposées sur une station de travail avec écran haute résolution (HR) du CURML. Nous disposions les quatre images (comprenant l’image dupliquée) pour chaque série à l’écran. Chaque observateur pouvait agrandir l’image, mais ne changeait pas la fenêtre d’affichage que nous avions présélectionnée.

(26)

19 | P a g e

3. RÉSULTATS

3.1 Localisation de la plaque athérosclérotique

En observant nos images, nous avons constaté que les artères coronaires contenaient des calcifications sur la phase native et plusieurs plaques visibles sur la phase artérielle. Avec l’aide d’un médecin radiologue, nous avons pu sélectionner la plaque à étudier qui se situe sur la branche interventriculaire antérieur de l’artère coronaire gauche, IVA.

Sur la reconstruction de la figure 11, nous retrouvons facilement notre plaque par le rétrécissement du vaisseau (flèche rouge).

Comme mentionné lors de l’étude pilote, la phase artérielle était la plus adéquate pour la détection de plaques athérosclérotiques, c’est pourquoi nous avonsprécisément limité notre analyse à cette phase-là. La valeur Hounsfield de notre plaque se situe entre 45-50 HU à 120kV, ce qui correspond selon de Weert et al. (2006) à une plaque de composition lipidique.

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20 | P a g e

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21 | P a g e

3.2 Liste des images acquises, et disposition pour le questionnaire

RECONSTRUCTION

TENSION

N° DE L’IMAGE

ASIR 0

120 kV 550 80 kV 1152 100 kV 1752 100 kV 1753

ASIR 50

80 kV 1350 80 kV 1351 100 kV 1950 100 kV 1951 120 kV 750 120 kV 751

ASIR 100

120 kV 850 80 kV 1450 100 kV 2050 100 kV 2051

Tableau 5: Liste des images capturées pour le questionnaire, avec les images identiques ajoutées

Série 1 ASIR 0 Image 1152

80 kV Image 1752 100 kV Image 1753 100 kV Image 550 120 kV

80 kV Image 1950 100 kV Image 1951 100 kV Image 750 120 kV

80 kV Image 2050 100 kV Image 2051 100 kV Image 850 120 kV Série 4 80 kV Image 1152 ASIR 0 Image 1350 ASIR 50 Image 1351 ASIR 50 Image 1450 ASIR 100 Série 5 100 kV Image 1753 ASIR 0 Image 1950 ASIR 50 Image 1951 ASIR 50 Image 2051 ASIR 100 Série 6 120 kV Image 550 ASIR 0 Image 750 ASIR 50 Image 751 ASIR 50 Image 850 ASIR 100

Tableau 6 : Disposition des images à comparer par série pour le questionnaire, il y a 4 images par série comprenant à

chaque fois une image identique. Pour le questionnaire les images n’ont pas été affichées dans l’ordre du tableau, mais dans le désordre [Annexe I : questionnaire]

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22 | P a g e

3.3 Résultats des questionnaires

3.3.1 Préférences de la tension en fonction du type de reconstruction : séries 1-2-3

Tableau 7 : Résultats du questionnaire pour les séries 1, 2 et 3, avec évaluation selon échelle pour les trois critères (visibilité

des contours de la plaque, le bruit, et les artéfacts en étoile.)

Les images surlignées en gris sont les images qui ont été préférées pour chaque professionnel

Série 1

ASIR 0 Professionnels Médecin légiste 1 0 -1 -2 0 0 2 0 -1 1 1 2 Médecin légiste -2 -2 -1 0 0 0 -1 -1 -1 1 1 2 Médecin légiste 1 0 -1 0 -1 0 0 -1 -1 1 0 0 Radiologue 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 2 2 Radiologue -1 -1 -1 -2 0 1 -1 0 0 2 1 1 TRM 1 0 0 0 -1 0 1 1 0 1 -1 0

Série 2

ASIR 50 Professionnels Médecin légiste 0 -1 -1 0 0 -1 0 0 -1 1 0 1 Médecin légiste -2 -1 -2 -2 -1 -1 -1 0 -1 1 0 0 Médecin légiste 1 0 0 1 0 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 Radiologue 1 1 2 0 -1 -1 0 0 -1 -1 -1 0 Radiologue -1 -1 -2 0 1 1 0 -1 -1 2 0 1 TRM 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0

Série 3

ASIR 100 Professionnels Médecin légiste -1 0 -1 0 -1 -1 0 -1 -1 1 -1 0 Médecin légiste -2 0 -2 -1 0 -1 -1 0 -1 1 0 0 Médecin légiste 1 -1 -1 1 0 0 -1 -1 -1 -1 -1 -1 Radiologue -1 -2 -2 0 -1 0 -2 -1 -1 -1 -1 -1 Radiologue 0 0 -2 1 1 0 1 0 -1 1 -1 -1 TRM 0 -1 -1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1450 2050 2051 850 80 kV 100 kV 100 kV 120 kV 1350 1950 1951 750 80 kV 100 kV 100 kV 120 kV 1152 1752 1753 550 80 kV 100 kV 100 kV 120 kV

(30)

23 | P a g e

Graphique 6 : Préférence des observateurs de la tension selon le type de reconstruction

En considérant l’ensemble des professionnels ayant répondu au questionnaire, nous constatons que pour la série 1 (ne comprenant que des images avec ASIR 0 aux différentes tensions) et la série 2 (ne comprenant que des images avec ASIR 50 aux différentes tensions) l’acquisition avec la tension de 120 kV est largement préférée. 4 professionnels sur 6 la préfèrent, soit le 66% de notre échantillon. Par contre pour la série 3 avec des images ASIR 100, la moitié des observateurs préfèrent l’image à 100kV et l’autre moitié l’image à 120 kV, et personne n’a préféré l’image de 80kV.

Au-delà des différents degrés de préférence des intervenants de notre questionnaire (au sujet des paramètres d’acquisitions et de reconstruction), notre étude, est avant tout destinée à mieux visualiser les plaques athéromateuses. C’est pourquoi il faut que nous nous attardions sur ce critère : la visibilité des contours de la plaque, grâce à l’analyse subjective effectuée par les observateurs. Afin d’établir un score pour mieux évaluer ce point, nous les avons comparés les uns aux autres et additionnés les diverses notes (entre -2 et +2) obtenues par les trois séries. Cette addition nous donne un score pour chaque image.

Pour ASIR 0, nous constatons, selon les graphiques montrant l’appréciation des observateurs (graphique 7), que l’image avec la tension de 120 kV permet une meilleure visibilité des contours de la plaque. Nous voyons relativement bien que cette énergie obtient plus de points favorables à une meilleure visibilité de la plaque qu’aux autres énergies, elle obtient un score de 7 points.

Pour ASIR 50, nous constatons que l’image à 120 kV est également la plus appréciée pour la visualisation du contour de la plaque avec un score de 3 points. Cependant, nous remarquons qu’en comparaison avec ASIR 0, cette série d’images comporte plus de jugements négatifs (plusieurs « non diagnosticable ») quant à ce critère précis.

ASIR 0 ASIR 50 ASIR 100

0 1 2 3 4 5 1 1 0 1 1 3 4 4 3 N o m b re d e p ro fe ss io n n e ls

Préférence de la tension selon le type de

reconstruction

(31)

24 | P a g e

Pour ASIR 100, une des deux images avec 100 kV et l’image de 120 kV sont plus appréciées pour la visualisation du contour à score égal : 2 points. Nous remarquons également la présence de plus d’aspects « médiocres » avec cette reconstruction.

De plus, ces graphiques illustrent clairement une importante discordance intra-observateur. En effet, les deux images identiques que nous avons intégrées dans le questionnaire ne sont pas évaluées de la même façon. La plupart des observateurs n’ont pas vu qu’il s’agissait de la même image. Il en résulte une variation des scores entre les deux images identiques. Pour ASIR 50, les images identiques obtiennent un score semblable, mais pas pour ASIR 0 et ASIR 100. A noter que pour ASIR 0, les deux images à 100 kV n’étaient pas tout à fait identiques, car il y a eu une erreur de notre part. Le niveau de coupe n’était pas le même, d’où une grande différence de score entre les deux images (-4 points et 1 point).

Série 1 ASIR 0 80kV 100kV 100kV 120kV D é"#$ % " 3x (+1) 1x (0) 1x (-1) 1x (-2) 4x (0) 2x (-2) 1x (+2) 1x (+1) 2x (0) 2x (-1) 1x (+2) 5x (+1) Score 0 -4 1 7 Série 2 ASIR 50 80kV 100kV 100kV 120kV D é"#$ % " 3x (+1) 1x (0) 1x (-1) 1x (+1) 4x (0) 1x (-2) 1x (+1) 3x (0) 2x (-1) 1x (+2) 3x (+1) 2x (-1) Score 1 -1 -1 3 Série 3 ASIR 100 80kV 100kV 100kV 120kV D é"#$ % " 1x (+1) 2x (0) 2x (-1) 1x (-2) 1x (+2) 1x (+1) 2x (0) 1x (-1) 4x (0) 2x (-2) 2x (-1) 4x (+1) Score -3 2 -2 2

Tableau 8: Scores des images obtenus pour le critère de visibilité du contour de la plaque pour les séries 1 à 3

(32)

25 | P a g e

Graphique 7 : Appréciations des observateurs du critère de visibilité du contour de la plaque selon les tensions par type de

reconstruction ASIR 0 1 2 3 4 5 6 80kV 100kV 100kV 120kV O B S E R V A T E U R S KILOVOLTAGES

Visibilité de la plaque ASIR 0

Parfait Bien Diagn Non diag Médiocre

0 1 2 3 4 5 6 80kV 100kV 100kV 120kV O B S E R V A T E U R S KILOVOLTAGES

Visibilité de la plaque ASIR 50

0 1 2 3 4 5 6 80kV 100kV 100kV 120kV O B S E R V A T E U R S KILOVOLTAGES

Visibilité de la plaque ASIR 100

(33)

26 | P a g e

3.3.2 Préférences de la reconstruction en fonction de la tension : séries 4-5-6

Série 4

1152 1350 1351 1450

80 kV ASIR 0 ASIR 50 ASIR 50 ASIR 100

Professionnels Médecin légiste -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -2 0 -1 Médecin légiste -1 -1 -2 -2 -1 -2 -2 -1 -1 -2 -1 -2 Médecin légiste 0 -1 -1 1 -1 -1 0 -1 -1 -1 -1 -1 Radiologue 0 0 -1 -1 -1 -1 -2 0 -2 -2 -1 -2 Radiologue -1 -2 -2 0 -1 -2 0 0 -1 1 1 -1 TRM 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1

Série 5

1753 1950 1951 2051

Professionnels Médecin légiste 0 -1 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 -2 0 -1 Médecin légiste -1 -1 -1 -1 -1 -1 -2 0 -1 -2 -1 -2 Médecin légiste 0 -1 -1 0 0 -1 1 -1 -1 0 -1 -1 Radiologue -1 0 -1 0 1 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -2 Radiologue 2 1 0 0 1 0 1 1 0 0 2 0 TRM 1 1 0 1 1 0 1 2 1 1 1 0

Série 6

550 750 751 850

Professionnels Médecin légiste 1 -1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Médecin légiste 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 -1 Médecin légiste 0 -1 -1 1 0 0 1 0 0 1 -1 -1 Radiologue 0 1 0 -1 0 0 -2 -2 -2 0 1 0 Radiologue 2 1 1 2 2 1 2 1 1 1 2 1 TRM 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

Tableau 9: Résultats du questionnaire pour les séries 4, 5 et 6, avec évaluation selon échelle pour les trois critères (visibilité

des contours de la plaque, le bruit, et les artéfacts en étoile.)

(34)

27 | P a g e

Graphique 8: Préférence du type de reconstruction ASIR en fonction de la tension

En considérant ici aussi l’ensemble des professionnels, nous constatons que pour les images acquises avec une tension de 80kV, 3 observateurs sur 6 préfèrent ASIR 0 (soit 50%), 2 sur 6 préfèrent ASIR 100 (environ le 32 % des observateurs) et une seule personne ASIR 50 (16%). Pour les images acquises avec 100kV : à nouveau la moitié préfère ASIR 0, 2 sur 6 préfèrent ASIR 50 et une seule personne ASIR 100. Enfin, pour les images acquises avec 120 kV, nous constatons qu’une majorité (4 sur 6, soit le 64%) préfèrent ASIR 50 et les deux autres ASIR 0, et personne pour ASIR 100.

Les graphiques suivants montrent à nouveau, comme pour les premières séries, les résultats des appréciations des observateurs concernant le premier critère de notre questionnaire : la visibilité des contours de la plaque.

A 80kV, nous pouvons dire qu’en vue du score obtenu, les reconstructions ASIR 0 et ASIR 50 sont préférées par notre échantillon. Par contre, ASIR 100 a un très mauvais score, car il comporte de multiples jugements « médiocres » (score de -5), ce qui vient à confirmer une nouvelle fois la défaveur des observateurs concernant ce type de reconstruction.

A 100kV l’image avec la reconstruction ASIR 0 obtient le meilleur score (+1 point), suivi de près par ASIR 50.

Pour les images de 120 kV, nous constatons que celles avec les reconstructions ASIR 0 et une des ASIR 50 obtiennent un score de +5 points, les désignant ainsi comme étant les meilleures.

Ces constatations révèlent une préférence pour les reconstructions ASIR 0 et ASIR 50, et un rejet des images avec reconstruction ASIR 100, qui obtiennent à chaque série de tensions des scores très en-dessous des autres images ASIR 0 et ASIR 50. De plus, nous pouvons constater que les deux images insérées – identiques (ASIR 50) pour chaque série – ne sont pas appréciées de la même manière. Les observateurs n’ont pas vu qu’il s’agissait de deux images identiques.

80 kV 100 kV 120 kV 0 1 2 3 4 5 3 3 2 1 2 4 2 1 0 N o m b re d e p ro fe ss io n n e ls

Préférence ASIR en fonction de la tension

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28 | P a g e Série 4

80 kV

ASIR 0 ASIR 50 ASIR 50 ASIR 100

D é"#$ % " 1x (+1) 2x (0) 3x (-1) 2x (+1) 1x (0) 2x (-1) 1x (-2) 3x (0) 1x (-1) 2x (-2) 2x (+1) 1x (-1) 3x (-2) Score -2 -2 -5 -5 Série 5 100 kV

D é"#$ % " 1x (+2) 1x (+1) 2x (0) 2x (-1) 1x (+1) 3x (0) 2x (-1) 3x (+1) 1x (-1) 2x (-2) 1x (+1) 2x (0) 1x (-1) 2x (-2) Score +1 -1 -2 -4 Série 6 120 kV

D é"#$ % " 1x (+2) 3x (+1) 2x (0) 1x (+2) 4x (+1) 1x (-1) 1x (+2) 3x (+1) 1x (0) 1x (-2) 3x (+1) 3x (0) Score +5 +5 +3 +3

Tableau 10 : Scores des images obtenus pour le critère de visibilité du contour de la plaque pour les séries 4 à 6 Les cases surlignées en vert représentent les images ayant obtenu le meilleur score par série

(36)

29 | P a g e

Graphique 9 : Appréciations des observateurs du critère de visibilité des contours de la plaque par type de reconstruction

ASIR selon la tension 0 1 2 3 4 5 6

O B S E R V A T E U R S DEGRE RECONSTRUCTION

Visibilité de la plaque à 80kV

0 1 2 3 4 5 6

O B S E R V A T E U R S DEGRE DE RECONSTRUCTION

Visibilité de la plaque à 100kV

0 1 2 3 4 5 6

O B S E R V A T E U R S DEGRE DE RECONSTRUCTION

Visibilité de la plaque à 120kV

(37)

30 | P a g e

3.4 Rapport contraste sur bruit (CNR)

Graphique 10 : CNR en fonction de la reconstruction

Selon les calculs de CNR, notre plaque d’athérome est plus distinguable avec une tension basse de 80 kV, car le rapport contraste sur bruit est meilleur et plus élevé pour la tension de 80 kV. Nous constatons, qu’effectivement, le CNR diminue en fonction de la tension appliquée. Ceci s’accompagne aussi d’une légère variation du CNR en fonction des ASIR. Cette variation est probablement due au fait que la méthode itérative diminue le niveau de bruit au sein du voxel, ce qui implique un changement des valeurs d’écart-type (SD : standard deviation) obtenues lors du contourage. Par conséquent, il y a une modification des valeurs du dénominateur de l’équation du CNR.

Selon ces résultats, nous pouvons dire que l’image à 80kV avec ASIR 50 serait la plus adéquate à la visualisation des plaques athérosclérotiques.

3.5 Analyse

Notre calcul semble confirmer la théorie, au sujet du contraste sur bruit. Sur la représentation graphique de nos mesures (graphique 10), nous voyons que celui-ci tend à diminuer en fonction de la tension et ce surtout pour ASIR 0 et ASIR 50. Un léger biais expérimental se dessine quant à ASIR 100, cela est peut être dû à la position des ROI sur les séries le concernant. Il est probable que nous ayons débordé sur les tissus adjacents, faussant ainsi la valeur de signal obtenue dans nos voxels. En effet, nous ne pouvions pas garder les mêmes ROI, nous devions à chaque fois refaire un nouveau ROI. Les ROI n’étaient pas identiques. Sur ce graphique (graphique 10), il en ressort également un élément important qui est la variation du ratio CNR, suivant la reconstruction. Bien que celle-ci soit légère, nous nous apercevons que, par rapport à la FBP, la diminution du bruit par cette technique de reconstruction itérative augmente

0 1 2 3 4 5 6 7 8 80kV 100kV 120kV C N R

CNR phase artérielle selon ASIR

CNR ASIR 0 CNR ASIR 50 CNR ASIR 100

(38)

31 | P a g e

le ratio CNR. Ce qui implique une diminution du bruit au sein des voxels, comme le veut le principe de reconstruction ASIR. Dans nos calculs, nous passons de 27.3 SD à 120kV ASIR 0 à 17.6 SD avec ASIR 100. Dans notre tableur, nous nous apercevons de ce phénomène pour les tensions de 100 kV et 120 kV, cependant pour la 80kV, la tendance est inversée : le bruit au sein du voxel tend à augmenter avec l’augmentation du degré d’application d’ASIR. Ce problème est perceptible dans le tableau illustrant le CNR. Le CNR à 80kV avec ASIR 100 est inférieur à celui de 80kV avec ASIR 50, alors que théoriquement il ne le devrait pas. C’est également ce point qui fausse la courbe ASIR 100. Elle devrait décroitre linéairement, comme les autres certainement dû à une erreur dans la position de nos régions d’intérêt. Les bordures dans ces séries d’images étaient difficiles à délimiter, à cause de l’aspect lisse des images. Ce qui implique que nos régions d’intérêt ne sont pas assez précises, notre graphique non plus.

Malgré tout, les acquisitions à bas kV et ASIR 50 (ratio CNR le plus haut = 7,3) sont les plus appropriés à la détection des plaques vulnérables. Cela coïncide avec la physique théorique.

Quant au regard des professionnels, celui-ci est plutôt mitigé. Si nous nous intéressons à la préférence des professionnels suivant les différents kV paramétrés, nous constatons qu’il y a une préférence significative pour les acquisitions à haut kV, dans les séries 1-3. Il en ressort une préférence majoritaire pour les images à 120kV. En ce qui concerne le type de reconstruction, les avis sont partagés. Mais malgré tout, nous pouvons dire que les acquisitions à ASIR 0 et ASIR 50 sont plus appréciées que celles à ASIR 100. En résumé, selon les observateurs, une acquisition à 120 kV ASIR 0 ou 50 est préférable.

Si nous analysons un critère plus précis pour la subjectivité de notre étude, c’est-à-dire, la visibilité du contour de la plaque, nous remarquons également que les préférences demeurent pour les images avec une tension de 120kV, ainsi que pour les reconstructions avec ASIR 0 et ASIR 50. A aucun moment il ne figure une nette préférence pour les images avec une tension de 100kV et une reconstruction ASIR 100.

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4. DISCUSSION

Les résultats de nos questionnaires montrent des grandes différences entre les observateurs pour le choix de la meilleure image par série, ainsi que pour l’évaluation de chacun des trois critères. De plus les observateurs n’évaluent pas la même manière des images tout à fait identiques que nous avons insérées dans une série et celles qui se retrouvent dans les autres séries. A tout cela s’ajoute le fait que, finalement, nos données objectives et subjectives ne se rejoignent pas. Globalement, à paramètres constants, les hautes tensions sont préférées par nos observateurs, alors que selon la théorie la tension basse permet une meilleure visualisation, car il y a un meilleur CNR. Pour mieux comprendre ces différences, nous avons choisi d’analyser les influences et biais à l’origine de nos résultats.

4.1 Différences inter- et intra-observateurs

La qualité de l’image est définie par la résolution, le contraste et le bruit, que nous pouvons quantifier de manière objective. L’évaluation de la qualité par des observateurs est soumise à différents facteurs, tels que le type, l’expérience et, la profession de l’observateur. L’évaluation est ici subjective. Pour notre recherche, comme nous n’avons eu que six observateurs (3 légistes, 2 radiologues et 1 TRM) et avec des proportions différentes du point de vue de l’expérience et de la profession. Il était difficile de dégager de manière significative les préférences d’images par profession, comme dans l’article de Ween, Kristoffersen, Hamilton & Olsen (2005), qui met en évidence des différences pour l’évaluation de la qualité d’image entre les TRM (techniciens en radiologie médicale) et les radiologues, grâce à un échantillon de population plus grand (19 TRM et 18 radiologues). Malgré tout pour notre travail, il est possible de dégager une tendance de ce groupe d’observateurs en particulier, à savoir, une préférence pour la tension de 120 kV, ainsi que pour les reconstructions ASIR 0 et ASIR 50.

Les résultats montrent aussi des différences intra-observateurs, c’est-à-dire que pour une série donnée contenant deux images identiques l’observateur ne va pas les évaluer de la même manière malgré la présence de deux images parfaitement identiques. Cela a été constaté pour la plupart des observateurs, sauf pour deux observatrices, médecins légistes, qui étaient plus constantes dans leur évaluation des images similaires. Nous avons émis l’hypothèse que ces deux observatrices avaient plus d’expérience avec la visualisation d’images d’angio-CT. Par contre, nous avons été surprises que les radiologues n’aient pas identifié et évalué avec des notes proches une seule fois des images identiques. Nous avons supposé que cela était dû au fait que ces radiologues n’étaient pas habitués aux images post mortem. Le TRM, quant à lui, a noté de manière semblable les images identiques dans deux séries sur les six présentes dans le questionnaire. Pour les autres séries les images identiques avaient des notes qui n’étaient pas totalement éloignées. Nous supposons ici que l’évaluation faite par le TRM est influencée par ces années d’expériences au sein du CURML.

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Comme nous comparons différents types de reconstructions et de tensions, chaque image se retrouve inévitablement dans plusieurs séries (tableau 6). Nous avons constaté qu’une même image selon la série dans laquelle elle se trouve n’est pas évaluée de la même manière, car l’évaluation est faite par série en fonction de l’ensemble des images d’une série. De ce fait, l’observateur est influencé par la série à laquelle il est confronté. Donc nous constatons que la manière dont nous disposons nos images influence aussi l’évaluation de celles-ci.

Nous nous sommes aussi interrogées quant aux possibles influences exercées par le questionnaire que nous avons soumis aux observateurs. Les différents critères étaient-ils compris de la même manière ? Pour certains, le bruit sera bien, tandis que pour d’autre non ? L’évaluation avec l’échelle était elle aussi sujette à différentes interprétations : certains observateurs sont plus sévères, d’autres plus modérés dans l’évaluation des images, comme par exemple le TRM qui n’attribue que rarement les notes extrêmes de -2 et +2. L’échelle était donc très subjective. Selon une étude d’Oca Pernas et al. (2014), qui porte sur la comparaison de la qualité d’image en clinique avec également un faible échantillon d’observateurs, il n’a pas été possible de tirer des conclusions significatives quant aux critères de subjectivité de la qualité d’image.

4.2 Comparaison des tensions

Les résultats des professionnels pour les premières séries (1-2-3) ne concordent pas avec notre calcul de CNR. Les professionnels ont tendance à préférer les images avec une tension de 120 kV, qui selon les scores donne une meilleure visualisation des contours de la plaque, alors que selon notre calcul, le CNR est meilleur pour la tension de 80 kV. Et devrait donc mettre en évidence la plaque pour cette basse tension. En observant nos images, nous pouvons constater qu’effectivement les images avec une tension de 120 kV montrent bien notre plaque. Alors que pour les autres tensions, il semblerait que nous ne soyons pas au même niveau de coupe. (Figure 13). Nous avons donc cherché ce qui aurait pu causer cette erreur de niveau de coupe. Nous nous sommes aperçues que le niveau de coupe était correct. Et que le véritable problème était dû au remplissage des vaisseaux.

Lors de l’acquisition aux différentes tensions, il y a eu un mouvement du produit de contraste entre l’acquisition des 120kV et celles des autres tensions. Il y a probablement eu des fluctuations du produit, dû aux pressions (force de gravité et pression d’injection) durant le laps de temps séparant l’injection et la deuxième acquisition, influençant le remplissage des vaisseaux. La plaque n’apparaît donc malheureusement pas de la même façon sur les images de 80-100kV et celle de 120 kV.

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Figure 13 : Niveaux de coupe équivalents montrant comment apparaît la plaque pour les différentes tensions

a) Image à 120 kV b) Image à 80 kV et 100 kV

Ainsi nous supposons que cela a biaisé nos résultats, car la plaque est mieux visible seulement sur les images de l’acquisition à 120 kV. Les professionnels ont peut-être préféré l’image de 120 kV, contrairement aux autres, sur lesquels nous ne voyons que la paroi du vaisseau de l’artère coronaire. Nous le constatons aves les résultats : pour chaque série une seule image correspondait à la tension 120 kV avec la plaque bien visible, les trois autres étaient de tensions 80 kV, 100 kV et 100 kV avec une plaque moins visible à cause de cette fluctuation du produit de contraste entre les acquisitions. Et ainsi pour chacune de ces trois séries, l’image de 120 kV était préférée de manière presque unanime.

Donc pour cette partie, nous supposons fortement que ces résultats ont été influencés par ce biais que nous n’avons pu éviter, et que nous n’avions pas constaté lors de l’étude pilote.

De plus, selon Saba, Argiolas & Piga (2013), en clinique, il a été démontré significativement, au moyen de tests statistiques, qu’en augmentant la tension le rehaussement au sein de la plaque diminue.

4.3 Comparaison des reconstructions

Pour les séries 4, 5 et 6, qui étaient comparées par tensions avec les différents ASIR, nous n’assistons pas au même problème rencontré que pour les premières séries. Ici chaque série a des images qui correspondent au même aspect de la plaque. Les constations qui en résultent ne sont que peu biaisés par la variation du niveau de coupe lié aux fluctuations du produit injecté.

Ainsi pour les tensions de 80 kV et 100 kV, ASIR 0 (la reconstruction FBP exclusive) est préféré par la moitié des observateurs. Pour la tension de 120 kV ASIR 50 est préféré par 4 observateurs sur 6. Nous avons supposé, que, comme jusqu’il y a peu de temps les professionnels travaillaient avec l’ancien CT qui ne possédait que la reconstruction FBP, ils étaient habitués à ces images-là. Nous le remarquons surtout avec les médecins légistes qui ont tendance à préférer la reconstruction ASIR 0 et quelques fois