| Ecrans Radio-Luminescents à Mémoire |
Offre
industrielle (RSNA 2003)
Offre
industrielle (RSNA 2004)
Ces "nouveaux récepteurs" ont en fait fait l'objet d'une
première publication en 1926. (Luminescence photostimulée
par infra-rouges)
En 1954, l'ancètre des systèmes actuels fait l'objet
d'un brevet. (restitution par rayonnement I.R.)
Dans les années 1970, de nombreux brevets sont déposés
(Kodak....)
C'est la société FUJI qui en dépose le plus
grand nombre (une centaine) jusqu'en 1981, où est présenté
la premiere version commerciale, au congrès international de radiologie
de Bruxelles.
Les écrans radioluminescents à mémoire (ERLM)
constituent une "alternative numérique" du couple écrans/film
traditionnel, permettant l'acquisition et le traitement de l'image.
On les appelle également "écrans à mémoire",
"écrans à luminescence photostimulable", ou "écrans
au phosphore" (par abus de langage)
Ils sont contenus dans des cassettes spécifiques qui permettent
leur utilisation avec tous les systèmes de radiologie conventionnelle.
L'énergie des photons X est stockée, puis restituée
par luminescence photostimulée lors d'un balayage laser point par
point.
La numérisation du signal permet ensuite:
un post traitement interactif
la visualisation sur une
console ou film laser
l'incorporation dans un
réseau d'imagerie.
L'écran est flexible,et présente une épaisseur
de 1mm.
Il est composé de quatre couches:
* Une couche protectrice en polyéthylène
* Une couche dense(200 à 300 microns) de cristaux inorganiques (diamètre moyen de 5 à 10 microns).Cette couche est incluse dans un polymère organique antistatique pour une répartition homogène.Elle est également colorée afin d'éviter la diffusion lumineuse.
* Une couche support en polyéthylène,noircie au carbone pour prévenir la réflexion du laser, et empècher sa rétrodiffusion.
* Une couche dorsale protectrice.
Cet écran se trouve dans une cassette dont la face d'entrée
est en fibre de carbone (faiblement absorbant)
4-
Luminescence photostimulable
La luminescence est un phénomène commun à
certains sels minéraux cristallins appelés luminophores.
Cette capacité est liée à la présence
d'atomes activateurs (impuretés présentes dans le réseau
matriciel cristallin) tels que les métaux lourds (Manganèse,
Cuivre, Plomb, certaines terres rares...)
Après excitation, l'énergie des rayons X absorbée
est stockée, et la stimulation par un balayage infra-rouge provoque
sa restitution sous forme d'une émission lumineuse.
Le cristal est un fluoro-halogénure de baryum, dopé à l'Europium (BaFX:Eu2+). Il est divalent.
L'excitation par les rayons X provoque la perte d'électrons chez certains ions d'europium, selon une loi de proportionnalité avec le flux de rayons X.
Eu 2+ ------------- Eu 3+ + e-
Les électrons accèdent à un niveau d'énergie supérieur, puis sont piégés par les halogénures monovalents. (X=Cl, Br ou I) sous un état demi-stable constituant l'image latente.
Lors de la lecture, une stimulation secondaire d'énergie suffisante libère les électrons. Le maximum d'efficacité se présente pour une stimulation à 600nm. Le laser Helium-Néon présente un rendement optimal (l= 633 nm)
Les électrons retournent vers les ions Eu3+
.
Le retour à l'état fondamental (Eu 2+)
s'accompagne de l'émission d'un quantum d'énergie sous forme
de luminescence recueillie, grâce à un système optique,
au niveau d'un tube photomultiplicateur.
Cette luminescence est émise à 390 nm, dans un délai de 7msec.
L'intensité de l'émission luminescente en un point
donné est proportionnelle au nombre de photons X absorbés
en ce point.
Après exposition,la cassette est introduite dans l'unité
de lecture.
Une station de chargement / déchargement retire l'écran
exposé et le remplace par un écran effacé. La cassette
est de nouveau disponible en moins de 20 sec.
L'écran est stocké dans un magasin, jusqu'à son transfert vers l'unité de lecture laser. Celle-ci dure environ une minute.
Quand toute l'opération est accomplie, les informations résiduelles sont effacées par un flash de haute intensité lumineuse.(lampe à sodium)
Les écrans sont réutilisables, ils sont stockés
en attente du chargement automatique des cassettes.
La cadence de lecture est de 50 à 70 écrans par
heure, selon la taille des écrans et le constructeur.
L'image latente est destinée à être numérisée.
Un faisceau laser finement localisé (He-Ne, 633nm, lumière
rouge) est déflechi par un miroir tournant polyédrique ou
plan oscillant, et balaye point par point les lignes de l'écran.
Celui-ci est mobilisé par un moteur de haute précision qui
le transporte sous le balayage transversal du laser.
La luminescence dont l'intensité est proportionnelle au nombre de rayons X absorbés, est collectée par un miroir et un faisceau de fibres optiques positionnées en regard de la ligne de l'écran balayée par le laser.
Un filtre sépare la lumière laser rouge (stimulation) de la lumière bleu-pourpre (émission) afin d'éviter toute interférence.
Le signal lumineux est converti en signal électrique, puis amplifié (tube photomultiplicateur) avant d'être échantilloné et numérisé par un convertisseur analogique-numérique.
Principe de fonctionnement de l'ERLM.(D'après (3)).
Absorption des rayons X
* Spectre de stimulation laser He-Ne , 633nm
* Spectre de lumière émise pic à 390nm (bleu-pourpre)
Dans la plage d'efficacité maximale (300 à 500nm) du tube photomultiplicateur.
Les deux spectres ci-dessus sont suffisamment différents pour éviter toute interférence entre le rayonnement de stimulation I.R. et le rayonnement émis lors du retour à l'équilibre du cristal.
Spectre d'émission et de
stimulation du fluorohalide de baryum.(D'après (2)).
* Rémanence de la luminescence photostimulée, elle est de 0,8 micro-seconde (BaFX:Eu2+,avec X=Br).Il n'y a pas de parasitage des pixels adjacents lors du balayage laser.
* Conservation de l'image latente:
24h après l'exposition au rayonnement X, le pouvoir de réémission
a diminué de 35%.
L'atténuation de l'image latente dépend de la température
de stockage, elle est compensée lors de la lecture par un règlage
de la sensibilité du tube photomultiplicateur, et du gain de l'amplificateur.
En pratique, le temps écoulé entre l'exposition
et la lecture ne constitue pas une contrainte.
* Latitude de pose: elle exprime
la réponse du détecteur soumis à une exposition d'intensité
croissante de rayons X.
La linéarité est parfaite pour des doses de 5 microRoentgens
à 50 milliRoentgens, soit une dynamique de 40dB, ou 104
(différence entre la plus faible et la plus forte énergie
détectée), nettement supérieure à celle du
film argentique photosensible (102) ou de l'amplificateur de
luminance (103) La luminescence est de ce fait proportionnelle
au flux de rayons X capté, que ce soit dans les tissus mous, ou
dans les tissus osseux.
Courbes de réponse d'un système écran/film et d'un ERLM.(D'après (2)).
La réponse du couple écran/film est limitée
à 1.102 (en raison de sa forme sigmoïde elle n'offre
une linéarité que sur une faible étendue des expositions,
entre 1 mGy et 0,1 mGy).La réponse de
l'ERLM étant linéaire sur une grande étendue d'exposition
(entre 0,1 mGy et 10 mGy) les risques de sur
ou sous-exposition sont limités.
La grande latitude de pose impose un calibrage du système de lecture.
Celui-ci s'effectue par un pré-balayage, à l'aide d'un faisceau laser d'intensité réduite (1,8 mm de diamètre) qui explore un élément sur quatre de l'écran.
L'analyse de la lumière émise (segmentation) donne un histogramme de la répartition de l'énergie stockée sur l'ensemble de l'écran.(un histogramme est une courbe représentative des différents constituants d'un objet à définir selon des critères choisis)
L'opérateur doit indiquer le type d'examen,ou l'organe examiné. Ceci permet d'ajuster la sensibilité et le latitude du système, en adaptant la tension d'amplification du tube photomultiplicateur.
Les différentes expositions de chaque pixel sont recensées, puis comparées à l'histogramme standard correpondant à l'organe ou examen choisi.
On peut ainsi localiser la zone utile par la définition de S1
et S2.
La comparaison à l'histogramme standard permet de déterminer
deux valeurs fondamentales pour optimiser la prise des clichés:
"L" et "S".
K
K = CONSTANTE
S = ---------
mA x kV2 x s
D
D = Dose = ------------------
d2
S = valeur d'amplification du signal lu
S = 200 correspond à une dose sur l'ERLM
de 12mGy ou 0.258 mC
/ Kg
L est déterminé entre S1 et S2 sur l'histogramme
S1
L = log --------
Si L = 2 , S2 est 100 fois > à S1
(log 100 = 2)
S2
La valeur de "L" est dépendante du kilovoltage.
Un kilovoltage bas entrainera un manque de pénétration
des structures
L sera supérieur à 2,7
Un haut kilovoltage uniformisera la pénétration,
L sera inférieur à 1,8
La valeur de "S" est liée aux mAs.
Une surexposition importante "lisse"les petites structures (pouvant
aller jusqu'à un "flash" dans les opacités.), la valeur de
S sera basse.
Une sous-exposition importante donnera plus de grain, la valeur
de S sera haute.
A titre indicatif: +/- 5 kV entraine
une variation du "L" de +/- 0,1
50% de mAs en moins double la valeur de "S".
"L" et "S" constituent ainsi les critères de travail indiquant les constantes adéquates.
L (kV) compris entre 1,8 et 2,2
S (mAs) compris entre 200 et 400
Des valeurs inférieures indiquent des constantes (kV et
mAs) trop importantes.
Des valeurs hors limite indiquent des constantes trop faibles.
Exemple d'un cliché réalisé avec un nombre
grandement insuffisant de mAs (bruit quantique très important)
La valeur
de "L" est de 2,4 ; "S" = 1005.
La densité
est bonne grâce à l'ajustement automatique du contraste (voir
ci-dessous)
Dans les systèmes plus récents, le calibrage s'effectue
en même temps que la lecture, à partir d'une image compressée,
obtenue par moyennage des pixels de la matrice de données brutes.
Un procédé
d'autocalibrage assure une qualité d'image optimale dans une
gamme d'exposition variant de 40 micro-Roentgens à 1,5 milli-Roentgens,
éliminant ainsi les risques de sur et de sous-exposition.
Ajustement automatique du contraste
Une fois établi l'histogramme de l'image segmentée, le
système applique une courbe de gradation prédéfinie,
il étend la zone d'intérêt à toute l'étendue
de l'echelle de gris.(D'après(2)).
En pratique, cette calibration garantit l'utilisation intégrale des 1024 niveaux de gris de l'image, quelque soit le contraste, et, quelque soit la dose, chaque image présente toujours les mêmes niveaux de gris, permettant le suivi évolutif d'une pathologie par exemple.
- Détection de la zone d’intéret
Correspond à une détection des bords.
8 critères sont pris en compte (ex: angles de la zone
d’intéret à 90°, noircissement à l’intérieur
de la zone d’intéret supérieur au noircissement situé
à l’extérieur etc...)
La satisfaction d’un maximum de critères permet de reconnaître
deux zones d’intéret au maximum sur l’écran.
Des erreurs apparaissent dans environ 5% des cas, empéchant
le traitement automatique du contraste (obligation de réaliser un
post-traitement à la console)
ex: un localisateur rond ne satisfait pas le critère « angles à 90° »,le rayonnement diffusé autour du localisateur peut tromper le système qui peut le prendre en compte dans l’établissement de l’histogramme.
lors des incidences axiales de rotules la zone d’intéret est souvent moins dense que l’entourage,
sur une radiographie thoracique le système peut interpréter chaque champ pulmonaire comme une zone d’intéret distincte
(séparées par l’hypodensité du médiastin)
- Etablissement de l’histogramme
l’histogramme prend en compte la répartition des énergies dans la zone d’intéret.
La largeur de l’histogramme détermine la largeur de
la fenêtre (WW)
Si la largeur de la fenêtre diminue, le contraste est augmenté
Si la largeur de la fenêtre augmente, le contraste est
diminué
Le contraste est donc déterminé par le contenu de l’écran:
ex: ASP, plusieurs densités différentesCollimation sur le rachis, moins de densités différentes
l’histogramme est large
le contraste est bas
Le niveau de la fenêtre est déterminé par le milieu de l’histogramme.
La valeur permettant d’apprécier le bon choix des paramètres d’exposition (mAs) est le log médian (lgm) Il doit être égal à 2.
- Si le lgm est supérieur à 2 ex: lgm = 2,3 alors il y a 2 fois trop de mAs (log 2 = 0,3)
Il y a surexposition :- le patient est exposé inutilement
- L’histogramme est coupé (sort de la partie linéaire de la courbe) car il est décalé vers la droite,
les régions noires sont représentées en isodensité, l’information est irrécupérable.
- Si le lgm est inférieur à 2 ex: lgm = 1,7 corerspond à 1/2 de la dose idéale (log 2 = 0,3)
Il y a sous-exposition- L’image sera bruitée (moins de signal)
Cliché de fantôme réalisé avec 16 mAs : lgm = 2,07 |
Cliché réalisé avec 4 mAs : lgm = 1,61 |
Une dose de 20 micro-grays donne un niveau de gris de 1800.
Rayonnement diffusé autour du localisateur:
Si le système détecte mal la region d’intéret
et prend en compte le diffusé dans l’histogramme, il y a baisse
du contraste (histogramme plus large) et la densité dans la zone
d’intéret est trop élevée (niveau décalé
vers la gauche)
* Echantillonage temporel
Il dépend de la vitesse de balayage,du diamètre
du faisceau laser, de la fréquence d'échantillonage.
La fréquence d'échantillonnage étant le
nombre de pixels ramené à la taille physique de l'ERLM.
L'échantillonnage temporel détermine la taille du
pixel et la résolution spatiale.
Il est actuellement de 10 pixels / mm quelque soit le format.
* Quantification du signal
Elle concerne la précision avec laquelle la dynamique en
amplitude est traduite en niveaux de gris.
La taille du faisceau laser (100 à 200 microns) et la fréquence d'échantillonage varient selon les dimensions de l'écran.
L'échantillonnage en densité s'effectue en général sur 10 bits, (soit 1024 niveaux de gris.) ou 12 bits (4096 niveaux de gris).
La résolution spatiale est de 2,5 à 5 pdl/mm, (pixel de
0,2 mm2.) bien inférieure à celle du couple écran/film.(5
à 15 pdl/mm).Les facteurs limitants sont:
- la focalisation du faisceau laser
- la diffusion de la lumière (moins important) proportionnelle
à l'épaisseur de la couche radioluminescente (270 microns
pour les écrans haute résolution, 370 microns pour les écrans
standards)
La taille des centres luminescents détermine la résolution spatiale intrinsèque des ERLM. Il n'y a pas de limitation en pratique, on a pu obtenir des pixels de 25 microns.
Les écrans du marché ont une taille de 36x43cm,
35x35cm, 24x30, 18x24.
Les matrices ont une taille de 1760x2140 (35x43)
= écrans de résolution standard
2048x2500 (35x35)
1770x2370 (18x24) = écrans haute résolution
Après la fin de la lecture,les données brutes sont
provisoirement stockées pour être traitées par un processeur
d'images.
Dans les systèmes de base, les paramètres de traitement
sont prédéterminés en fonction de la région
anatomique, ou du type d'examen (thorax, mammographie...)
Les systèmes plus récents offrent des possibilités
de personnalisation du post-traitement.
10-1-Réhaussement des bords
10-1-1-Filtration des fréquences
Les détails dans l'image sont constitués de fines
structures linéaires, de contours, et de bords, constituant les
hautes fréquences spatiales du spectre de l'image.
La filtration des fréquences peut supprimer les basses
fréquences (filtre passe-haut)
10-1-2-Filtrage spatial
Le filtrage spatial consiste en la modification de la répartition des fréquences spatiales. Le principe choisi est celui du masque flou, qui rend plus visible les bords et les lignes, et améliore le contraste des détails fins.
Obtention d'une image floue (B)
Egalement appelée "masque flou", constituée des
basses fréquences de l'image originale A.
Pour obtenir B, chaque valeur de quantification de pixel est
remplacée par la différence entre celle-ci et la moyenne
des pixels voisins (et de lui même)
La taille du masque B dépend de la surface (grain,noyau
du masque) choisie pour établir la moyenne arithmétique,
c'est un carré dont la dimension du côté est liée
au nombre de pixels (N)
Dans le commerce,on trouve des masques larges (25mm de côté),
moyens (5mm) et petits (1,4mm).
Le choix du masque détermine le niveau des fréquences
à rehausser.
Soustraction
On soustrait l'image B de l'image A,pour obtenir une image de
contour contenant surtout les hautes fréquences spatiales.
On applique à cette image de contour un facteur de rehaussement
variable.
Obtention de l'image finale
L'image de contour (rehaussée) est ajoutée à
l'image originale A.On obtient ainsi une image rehaussée A*=A+f(A-B)
f détermine l'importance de la filtration spatiale
B détermine le niveau des fréquences changées
dans l'image A
Principe du masque flou; effets sur la FTM.(D'après (2)).
Cette figure exprime les relations qui existent entre la résolution
en contraste et les fréquences spatiales exprimées en pdl/mm.
La FTM de l'image initiale montre une chute de la résolution
en contraste pour les fréquences spatiales élevées.
Le masque flou (B) est constitué des basses fréquences
de A.
La FTM de B est liée à la dimension du noyau du masque.
L'image de contour obtenue par A-B contient surtout des fréquences
élevées.
Si on applique un facteur de réhaussement f,on obtient l'image
à contours renforcés, présentant une FTM plus élevée
que l'image initiale dans les fréquences spatiales élevées.
f détermine l'importance de la filtration spatiale, et le choix
de B détermine la bande des fréquences à rehausser.
Comme les résultats peuvent être très différents suivant le choix des paramètres du masque flou, la question se pose du type de traitement à appliquer pour une information diagnostique spécifique.
Les systèmes actuellement commercialisés assurent
le traitement automatique de deux images obtenues à l'aide de l'application
d'un masque moyen (centre de réhaussement sur une fréquence
d'à peu près 0,35pdl/mm (FUJI)):
1ère image: f faible (imagerie
conventionnelle)
2ème image: f élevé (la filtration
étant supérieure, les structures médiastinales sont
plus accessibles, mais les plages pulmonaires sont modifiées, pouvant
amener à des erreurs)
La société Kodak offre la possibilité d'appliquer
des paramètres variables en fonction des contours.
L'effet du filtrage ne se limite pas au simple réhaussement
des structures de fréquence spatiale élevée, il tend
à suprimer les faibles fréquences spatiales, et à
augmenter le bruit.
La zône de transition (au sein de laquelle la suppression
et le réhaussement se produisent) se déplace vers les hautes
fréquences si le masque est de petite dimension.
Une structure peut donc se trouver réhaussée ou
atténuée, voire supprimée, en fonction de sa composition
spectrale. Ceci concerne surtout les lésions à contours mal
définis. Les effets sur le contraste et l'augmentation du bruit
peuvent diminuer la visualisation de la lésion, si celle ci gagne
moins de contraste que les stuctures voisines, ou si le bruit devient trop
important.
Certains auteurs émettent des préférences
pour un masque large (25mm) avec un facteur f modéré.
10-2-Lissage
Le lissage est utile pour rendre le bruit moins visible, on utilise
un filtre passe-bas (le bruit étant constitué de hautes fréquences.)
10-3-Traitement du contraste, ou de la gradation de l'image
Le couple film/écran n'offre le choix qu'entre deux grands
types de réponse de la densité à l'exposition, en
fonction des caractères de leur courbe sensitométrique.
Un film de sensibilité normale aura une résolution
modérée, alors qu'un film de faible sensibilité présentera
une haute résolution.
Au contraire, l'image numérique permet d'adapter à
volonté la densité optique. (automatiquement, ou lors d'un
post-traitement sur console.)
Le processeur d'image assure le filtrage spatial, ainsi que le
traitement du contraste.(convertit les signaux numériques en valeurs
de densité optique pour la reprographie sur film, en simulant une
courbe de noircissement du film.)
Quatre paramètres régissent la courbe de gradation désirée:
1)Le type de contraste
Il est choisi parmi 15 courbes prédéfinies (en fonction du type d'examen et de l'organe examiné)
- Courbes sigmoïdes:
Elles permettent la visualisation de zônes de densité
importante, avec un contraste maximal (poumon central par exemple) et simultanément
l'observation des zônes secondaires avec un contraste inférieur
(paroi thoracique, air...)
Selon l'organe, le type de la courbe est adapté. En mammographie
par exemple, le contraste du pied de la courbe est augmenté (pour
augmenter la visibilité des micro-calcifications) alors que le contraste
de l'épaule de la courbe est diminué (bonne visibilité
des zones sous cutanées.)
- Courbes de gradation linéaires:
Elles assurent une distribution homogène du contraste pour
les régions avec des variations de densité inférieures.
2)Position du centre de rotation de la courbe
3)Degré de croissance de la courbe
Autour du centre choisi,on fait varier dans les mêmes proportions le gamma du pied, et le gamma de l'épaule.
Les deux derniers paramètres modifient la relation entre
le contraste et la gamme de noircissement .On peut les assimiler à
la "largeur de fenêtre" utilisée en TDM.
L'attribution d'une valeur négative au degré de
croissance provoque l'inversion de l'échelle des gris.
4)Déplacement du contraste
La translation latérale le long de l'axe des abscisses
modifie la densité optique moyenne de l'image.
Ceci pourrait correspondre au déplacement de la position
de la fenêtre en TDM.
- Système de base, ou système avec console de post-traitement:
On peut obtenir deux versions différentes de chaque image (aspect global d'une radiographie conventionnelle, plus une deuxième version à "contours renforcés", qui permet une visualisation supérieure des stuctures et des contours, en fonction du filtrage appliqué.)
- Reprographe laser:
La paire d'image est reproduite sur un film de format 26x36cm,
qui constitue un compromis entre les nécéssités techniques,
psychophysiques et économiques.(réduction de l'image de 2/3)
La reproduction d'une seule image permet la reprographie à
l'échelle originale des formats 18x24 et 24x30cm.
- La visualisation sur console:
Elle peut s'effectuer sur une console haute résolution
(1024 lignes).
Les modèles récents permettent le post-traitement
interactif.
La connexion pour transfert d'images est possible (archivage
sur DON, communication numérique...)
Ils peuvent être : propres à
l'ERLM
liés au système de lecture laser et au reprographe laser
liés au traitement de l'image (filtrage spatial)
La probabilité de survenue de ces artéfacts est bien moindre avec les système récents.
12-1- ERLM
La survenue d'artéfacts est due à un mauvais entretien, ou à des manipulations inadéquates.
- Poussières et rayures:
formant des points ou des lignes blanches
augmentant avec le filtrage spatial
pouvant simuler des microcalcifications.
- Craquelures ou zones inhomogènes:
dues aux contraintes mécaniques subies par les écrans,
ou dues à de mauvaises manipulations.
Les artéfacts peuvent être spécifiques, en relation
avec la grande sensibilité et la grande latitude d'exposition
- Images bruitées (stockage prolongé, radiations
issues de sources externes...)
- Images fantômes, liées ou non à un mauvais
effacement de la plaque.
- Images bruitées, si fortement sous exposée
- Artéfacts dus au rayonnement rétrodiffusé
sur des structures métalliques avoisinantes (RP au lit). Ceux ci
sont plus fréquents dans le cas de patients obèses (haut
kilovoltage), et si le rayonnement est insuffisament collimaté (le
diffusé fausse la lecture)
Cet artéfact se remarque
à un noircissement supérieur à la périphérie
de l'image, pouvant simuler une pathologie (PNO chez un patient en
décubitus dorsal.)
12-2- Lecture et impression laser
Les artéfacts sont dus le plus souvent à un dysfonctionnement
du matériel. Ils se concrétisent par des bandes de modulation
dans l'image, liées à un défaut de synchronisation
entre la vitesse de balayage, et la vitesse de défilement de la
plaque.
On observe un effet de "moiré", lié à l'interférence
entre les fréquences spatiales de l'image, et la fréquence
du balayage de lecture, ou alors, ce sont des artéfacts liés
au système de prélecture ou de calibration.
La pré-lecture constitue un histogramme de répartition:
- en mode automatique:
Une matrice grossière est utilisée (256*256)
Les artéfacts surviennent si une mauvaise
collimation est appliquée
si le centrage de l'image est
incorrect
si la détection des bords
est mauvaise
- en mode semi-automatique:
Le pré-scan est uniquement effectué sur
le centre de l'image.
- en mode "fixé":
Il n'y a pas de pré-lecture,les paramètres
sont choisis arbitrairement, ce qui permet de s'affranchir des problèmes
liés à la présence de matériaux métalliques.
Un effet de dédoublement des interfaces peut survenir,
il est généré par un désalignement du faisceau
laser du reprographe.
12-3-Filtrage spatial
Lorsque le filtrage spatial est trop poussé, des bandes
noires ou blanches peuvent être visibles à la frontière
de structures fortement contrastées entre elles, pouvant simuler
une pathologie (PNO, calcifications...) ou pouvant masquer une lésion
touchant les interfaces.
12-4-Double exposition
Au contraire de la radiologie conventionnelle, une double exposition
donne une densité optique analogue à celle d'une simple exposition.
Si une exposition est inférieure à l'autre, il
se présente des images trompeuses (doubles bords...).
Avantages des ERLM
- Réduction de la dose d'exposition
- Diminution notable du nombre d'examens répétés
(mauvaise exposition)
- Possibilité de réseau d'imagerie
- Grande dynamique (40dB) et linéarité parfaite
de la réponse
- Autocalibrage de la sensibilité permettant une exploitation
optimale de la totalité des infrormations.
- Post-traitement sur console
- Systèmes compatibles avec le matériel de radio
conventionnel, évitant une complète refonte de
l'organisation du service.
Contraintes ou inconvéniants
- Lenteur de lecture
- Résolution spatiale et rapport signal/bruit inférieurs
au film conventionnel
- Pas d'imagerie en temps réel
- La sensibilité diagnostique est parfois inférieure
à celle de la radiologie conventionnelle (filtrage spatial
excessif ou inadapté)
- Artéfacts liés au hardware et au software (moins
fréquents avec les systèmes récents)
- Diminution excessive de l'exposition (autocalibrage) ce qui
augmente le bruit.
Les ERLM permettent à toute installation radiologique,
d'obtenir une image numérique dont la destinée va du post-traitement
à la communication via un réseau.
Ils sont complémentaires des systèmes à
base d'amplificateurs de luminance, qui jouent la carte de l'imagerie dynamique.
14- Contrôles de qualité des E.R.L.M.
Tous les composants de la chaîne d’acquisition ou de lecture peuvent subir des dérives:
- Les cassettes:
Vérifier l’état général de la cassette
(charnières, systèmes de fermeture) et sa propreté
(plâtre, baryte etc...)
- L’écran:
L’usure des écrans est uniquement mécanique (système
de lecture)
Vérifier visuellement l’état de propreté des écrans
(poussière ...)
Réaliser une exposition homogène (40 kV et quelques mAs)
tous les 6 mois pour apprécier l’homogénéité
de l’exposition (rayures, corps étrangers...)
Les écrans ont une durée de vie de 5000 à 10000
utilisations. Leur usure entraîne une augmentation du bruit de l’image
(usure de la couche protectrice, puis de la couche active)
Le nettoyage doit s’effectuer à l’aide d’une solution la plus
anhydre possible (l’idéal étant l’emploi d’alcool pur)
- Le faisceau LASER:
Puissance 20 mW (CD: 5 mW ; graveur: 10 mW)
L’intensité du faisceau est mesurée automatiquement.
Une baisse de rendement entraîne le pilotage d’un filtre polarisant
(laisse passer plus ou moins de lumière) afin de compenser la baisse
d’intensité.
- Mouvements mécaniques (miroir oscillant):
L’usure mécanique entraîne une diminution de l’amplitude
de balayage du miroir.
Celle-ci se manifeste d’abord sur les bords de l’image. Des capteurs
situés de chaque côté de l’écran vérifient
que le faisceau laser dépasse de chaque côté de l’écran
(mise en sécurité dans le cas contraire)
- Fibres optiques:
La lumière émise est collectée par une barrette
de fibres optiques. Chaque fibre peut posséder un indice de réfraction
différent, et les fibres périphériques présentent
un trajet plus long.
Ceci se traduit par la signature du guide lumière.
La calibration annule la signature
La calibration doit impérativement s’effectuer avec une
cassette neuve. La présence de poussière ou de rayures sur
la cassette entraîne la formation de lignes noires sur l’image, car
le système tient compte de la baisse de luminosité sous la
rayure, et compense en amplifiant la (les) fibre (s) concernée (s).
Les fibres concernées sont plus amplifiées
lors de la calibration. Lors des lectures ultérieures, elles donneront
une réponse supérieure inadaptée entraînant
la formation d'une ligne noire.
- Le tube photomultiplicateur:
C’est l’élément qui présente le vieillissement
le plus rapide (durée de vie moyenne: 2 ans)
Le vieillissement du tube entraîne une baisse du signal,
devant être compensée par une augmentation de la dose d’exposition
sous peine de voir le niveau de bruit augmenter dans l’image.
On mesure le niveau moyen de balayage (SAL = Scan Average Level).
Cela consiste à vérifier le courant issu du photomultiplicateur
en exposant un écran 36 x 43 cm d’indice de rapidité 200
(toujours le même) avec une dose connue de rayonnement (dosimètre
calibré annuellement). La dose d’exposition est de 20 micro-grays.
Le faisceau de rayons X est filtré à l’aide d’une
plaque de cuivre de 1,5 mm d’épaisseur (atténue le polychromatisme
du faisceau)
L’effet de talon de l’anode est annulé en réalisant
une première exposition de 10 mGy (environ
75 kV et 5 mas), puis la cassette est retournée et l’on réalise
une deuxième exposition de 10 mGy.
Après la lecture de l’écran, on détermine
une région d’intérêt sur la totalité de l’image
, et on mesure la densité moyenne.
Le niveau de gris moyen doit être de 1800 +- 10%
Si le niveau de gris moyen est inférieur à 1800
- 10% (1620), le tube photomultiplicateur présente une défaillance.
Le niveau n’est , en principe, jamais supérieur à
1800 + 10% (1980) sauf modification technique de l’appareillage ou mauvaise
calibration (dose insuffisante)
Cette mesure doit être réalisée chaque trimestre.
- Vérification du système optique (résolution spatiale):
Exposer une mire de résolution spatiale entre 2 à
3 cm de plexiglas (se rapproche des conditions d’exposition habituelles)
Positionner la mire à 45° par rapport à l’axe
du tube (éviter le parallélisme entre la mire et le sens
de balayage du moniteur)
Utiliser toujours la même dose et le même kilovoltage.
Evaluer les dérives de résolution spatiale.
- Contrôle du reprographe:
A effectuer à chaque changement d’émulsion des
films.
Effectuer un film test (calibration) et vérifier au minimum
la densité maximale qui doit être supérieure à
3.
Références: Dominique FALCOF
Société AGFA
(1): M.COULOMB & Col. : La radiographie numérique.
Feuillets de radiologie.1992 , 32 , N°2 , 138-146.
(2): M.COULOMB & Col. : La radiographie numérique
du thorax chez l'adulte
Feuillets de radiologie.1994 , 34 , N°2 , 91-114.
(3): P.CROISILLE & Col. : Les écrans radioluminescents
à mémoire.
Rev.Im.Med. 1992, 4 : 673-681.
(4): J.FRIJA & Col. : Les écrans phospholuminescents.
Annales de radiologie.1994 , 37 , N°3 : 157-168.
(5): J.FRIJA : Les plaques à mémoire.
Rev.Im.Med. 1993 , 5 : 739-742.
(6): O.PEYRET, M.CUZIN : Radiographie numérique
conventionnelle: Le point sur la technologie des détecteurs.
Rev.Im.Med. 1992, 4 : 665-671.
(7): Documentation FUJI: Le système FCR.
