RADIOPHYSIQUE MÉDICALE RADIOPROTECTION PERSONNEL FORMATION LA RADIOPROTECTION A AUSSI SES EXPERTS - SFPM Biblio

 
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RADIOPHYSIQUE MÉDICALE
             RADIOPROTECTION PERSONNEL
                             FORMATION

LA RADIOPROTECTION A AUSSI SES EXPERTS
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Performance assessment of MRI Pelvimetry using ex vivo pelvises and a 3D-printed
geometric distortion phantom

                                        A. Sewonu, L. Gervais, H. Rousseau, R. Moreno, O. Meyrignac

                                        57è journées scientifiques de la Société Française de Physique Médicale
                                        14/06/2018

                                            Intérêt: salarié de la société ALARA EXPERTISE

             ALARA Expertise - 7 allée de l’Europe 67960 STRASBOURG - www.alara-expertise.fr - Tél. : 03 69 09 21 31
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PLAN

1. Introduction
     Contexte - Motivations
     Objectifs de l’étude

2. Matériels & Méthodes
     Métriques de pelvimétrie
     Acquisition des images
     Analyse des mesures

3. Résultats

4. Discussion - Perspectives

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INTRODUCTION – OBJECTIFS

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CONTEXTE - MOTIVATIONS
Disproportion entre le fœtus et le plancher pelvien =>
 Allongement de la durée du travail
     augmentation de la morbidité et de la mortalité du fœto-maternelle
 Recours à une « césarienne »
    augmentation de risques de placenta accreta

Imagerie de pelvimétrie pour évaluer l’éligibilité de
délivrance par voie basse en cas de suspicion de
disproportion:
 RX conventionnelle : Dose absorbée ≈ 10 à 15 mGy
     Obsolète
 TDM : CTDIvol ≈ 1 mGy
    Faible qualité des images à faible dose
    Administration de RX au fœtus
                                                        Ferguson et al, Clin Obstet Gynecol, 2000
                                                                                                    5
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MOTIVATIONS - OBJECTIFS
IRM comme technique d’imagerie alternative:
 Exploitation de Champs EM  pas de rayonnements ionisants
 Pelvi-IRM 2D réalisée en routine clinique sur quelques sites
 Excellent contraste tissulaire  non-exclusivité de l’examen : pelvimétrie + Exploration prénatale

                                      Suivi de 2003 à 2015 : 1424105 sujets
                                      De la naissance à 4 ans
                                      Cohorte IRM = 5654 sujets
                                      Pas d’augmentation de risques liés à l’exposition du fœtus
                                      au 1er trimestre
                                      Utilisation Gd  risques inflammatoires, mort-nés, …
                                                                                                       6
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MOTIVATIONS - OBJECTIFS
IRM comme technique d’imagerie alternative:
 Exploitation de Champs EM  pas de rayonnements ionisants
 Pelvi-IRM 2D réalisée en routine clinique sur quelques sites
 Excellent contraste tissulaire  pelvimétrie + Exploration prénatale

Problème: l’IRM peut être sujet à des distorsions géométriques causées par :
 inhomogénéités du champ statique B0  correction par le SHIMMING
 défauts de linéarités des champs à gradients commutés  algorithme de correction spécifique

Objectif: Evaluation ex vivo des performances de la pelvi-IRM vs pelvi-TDM classique.
     Elaborer et implémenter un protocole de pelvimétrie par IRM
     Comparer les résultats avec un protocole de pelvi-TDM classique et TDM haute résolution
     Comparer les performances de scanners d’IRM de différents constructeurs
                                                                                                7
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MATÉRIELS & MÉTHODES

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M & M : MÉTRIQUES PELVIMÉTRIQUES
                  Les Diamètres mesurés:

                     Corde sacrée                                                                                                   Valeurs normales
                        SagCorde                                                                      Transverse Maximal            moyennes:
                                Flèche sacrée                                                         AxOblTM
                                    SagFleche
                                                                                                                                    SagPRP > 105mm
                                                                                                        Diamètres                   SagSSSP ∊ [110 - 115] mm
                                                                                                        Oblique droit AxOblDD
                                                                                                        Oblique gauche AxOblDG      SagCorde ∊ [100 - 130]
                                                                                                                                    mm
Promonto-rétro-                                                                                                                     SagFleche ∊ [15 - 25] mm
pubien : SagPRP
                                                                    Bi-épineux                                                      AxBE ∊ [100 - 105] mm
                                                                       AxBE
                                                                                                                                    AxBI ≈ 110 mm
           Sous-sacro-sous-pubien                                          Bi-ischiatique                                           AxOblTM ≈ 135 mm
           SagSSSP                                                              AxBI
                                                                                                                                    AxOblDG ≈ 120 mm
                                                                                                                                    AxOblDD ≈ 120 mm

                                    Illustration from Dr Manal Behery undergraduate course lectures in obstetrics and gynecology.
                                                                                                                                                               9
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M & M : ACQUISITION DES IMAGES
          Protocole d’acquisition   CHU de Toulouse, 4 IRM, 1.5T, Siemens Avanto,
                                    GE Optima MR360, Toshiba Titan, Philips Ingenia
                                     T1-w FSE, T2-w FSE, Sag, Ax, AxObl
10 Pelvis ex vivo
                                     SPGR, Ax, AxObl
                                     Correction « constructeur » Dist Géom Paramètres IRM
                                     Dist résiduelles: évaluation locale 3D     FSE: TR/TE/angle = {511,
                                                                                    3500}ms/11ms/150°, Rés =
                                             190 mm
                                                                                    [0.7-0.9]×[0.7-0.9]×3 mm,
                                                                                    ETL=16, Nex=2, Tacq = 2mn20s
                                                  170 mm
                                                                                SPGR: TR/TE/angle/Nex = [100-
                                         Sewonu et al, 2016
                                                                                 171]/11/70°/1, Rés = [0.39-
                                                                                 0.87]×[0.39-0.87]×3 mm, Tacq
                                        TDM Somatom Sensation 16
                                                                                 = 44s
                                         Pelvi-TDM classique, LDCT,
                                          CTDIvol = 1.08 mGy                    b-SSFP 3 plans, VIBE 3D
                                         TDM haute résolution, HDCT
                                          CTDIvol = 7.9 mGy
                                                                                                             10
M & M : ANALYSE DES DONNÉES
Métriques pelvi: Interne du département de
Radiologie de l’hôpital Rangueil.

Analyse des données: MRI Physicist
Concordance avec la référence HDCT:
 Bland-Altman {IRM, HDCT} vs {LDCT, HDCT}
Précision de mesure
 Ecart relatif absolu: ∣IRM-HDCT∣/HDCT vs
   ∣LDCT-HDCT∣/HDCT
Comparaison inter-constructeur d’IRM :
 Coeff de variabilité (StD/Mean) inter-appareils
 Mesure des Dist Géom résiduelles
    pour l’IRM Siemens ⎮δ⎮ < 0.9 mm
    Work in progress. Data not shown here
                                                    11
RÉSULTATS

            12
RÉSULTATS

           LDCT               HDCT                   T1-w MRI

Excellente concordance entre pelvimétrie par IRM et par TDM haute résolution
                                                                                     13
RÉSULTATS

Pelvi-TDM classique vs                                                           Pelvi-IRM vs TDM
TDM haute définition :                                                           haute définition:
 Écart maximal ≈ 13%     LDCT                HDCT                         MRI   Écart maximal ≈ 6%

                                Meilleure précision de la pelvimétrie par IRM
                                                                                                     14
COMPARAISON INTER-CONSTRUCTEURS IRM

                                      15
COMPARAISON INTER-CONSTRUCTEURS IRM

                                                   Variabilité inter-appareils d’IRM < 8%

Faible variabilité entre appareils d’IRM
      de constructeurs différents.

                                                                                            16
DISCUSSION - PERSPECTIVES

                            17
DISCUSSION - PERSPECTIVES
En résumé :
     Précision de mesure pelvimétrique supérieure en IRM par rapport à la pelvi-TDM classique
     Faible variabilité inter-appareils d’IRM (@ 1.5T) de constructeurs différents
     Faible niveau de distorsions géométriques résiduelles (IRM Siemens. )
Suite de l’étude :
      Performance de pelvimétrie à partir d’acquisition d’IRM 3D T1-w
          3D FSPGR (VIBE): TR/TE/angle = 4.9/1.6/20°, rés = 0.9×0.9×1.4 mm, Tacq = 5mn21s
     Evaluation des Dist Géom résiduelles pour les trois autres scanners d’IRM
     Evaluation de la Reproductibilité intra- et inter-observateur
     Elaboration et Implémentation d’un algo de mesures automatique à partir d’IRM 3D
        Validation ex vivo et clinique
        Optimisation des paramètres d’acq pour la maitrise du SAR notamment

              Proposition en routine clinique de Pelvi-IRM 3D avec mesures automatisées
                                                                                                 18
REMERCIEMENTS
Equipe de recherche mixte ALARA EXPERTISE / Radiologie-Rangueil :
        Prof Hervé Rousseau, MD, PhD
        Ramiro Moreno, PhD
        Olivier Meyrignac, MD, PhD
        Anou Sewonu, PhD
        Louise Gervais, MD
        Charline Zadro, MD
        Adrien Vavasseur, MD
        Thomas Puiseux, PhD student
Equipes des MERM
Pôle Imagerie, CHU de Toulouse
Laboratoire d’Anatomie, Université Toulouse III Paul Sabatier
I2MC, équipe 10, UMR 1048 INSERM / Université Toulouse III Paul Sabatier
                                                                           19
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                           ALARA Expertise
             7 allée de l’Europe 67960 STRASBOURG-ENTZHEIM
               www.alara-expertise.fr - Tél. : 03 69 09 21 31
SUPPLEMENTARY MATERIALS: GEOM DIST MEASUTREMENT
        Outcomes of the geometric distortion assessment on Siemens Avanto 1.5T :

                               A 3D set of
GD Phantom
                               MR Images

                IRM 3D                               ALGO

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