Table of Contents

Comprendre les artéfacts de la numérisation par CT : un aperçu complet

Ces différences systématiques entre les nombres de TCM dans les images reconstruites et les coefficients d'atténuation réels des objets numérisés représentent l'un des défis les plus persistants dans l'imagerie médicale moderne. Les artefacts sont généralement rencontrés dans les TCM cliniques et peuvent masquer ou simuler la pathologie. Comprendre la nature, les causes et les solutions des artefacts de TCM est essentiel pour les technologues radiologiques, les radiologistes et les professionnels de la santé qui comptent sur l'imagerie exacte pour le diagnostic des patients et la planification du traitement.

Les artefacts CT peuvent provenir de sources multiples et se manifester sous diverses formes, chacune ayant des caractéristiques et des implications distinctes pour la qualité de l'image. Le terme Artifact désigne toute différence systématique entre les numéros CT de l'image reconstruite et les coefficients d'atténuation réels de l'objet. Les artefacts CT sont généralement divisés en trois catégories : artefacts à base de physique, artefacts à base de patient et artefacts à base de scanner.

La prévalence des artefacts en pratique clinique est importante. Différents types d'artefacts dans les images de CT sont assez fréquents en pratique clinique. Selon notre expérience, ils sont détectés dans plus du quart de tous les scans de CT, il est donc très important de les identifier et de faire les corrections nécessaires en temps opportun.

Types et catégories d'objets CT

Artefacts à base de physique

Artefacts basés sur la physique : Artefacts qui découlent des processus physiques impliqués dans l'acquisition d'images. Exemples : artefact durcissant le faisceau, artefact en volume partiel, alias projection/vue, artefact de famine de photons et artefact de faisceau de cône.

Il existe de nombreux types d'artefacts CT, notamment le bruit, le durcissement des faisceaux, la dispersion, le pseudo-enhancement, le mouvement, le faisceau-cone, l'hélicoïdal, l'anneau et les artefacts métalliques.

Artefacts durcissants de faisceau

Les objets denses enlèvent plus de photons d'énergie inférieure du faisceau de rayons X laissant un faisceau d'énergie moyen plus élevé. Une énergie moyenne plus élevée du faisceau incident est interprétée comme ayant traversé une structure qui provoque moins d'atténuation du faisceau et représentée comme telle sur l'image (c.-à-d. bandes noires) Coupe : variation du durcissement du faisceau qui se produit dans les objets sphériques.

Selon certaines sources, cet artefact représentait près de 21 % des scans de CT répétés. Ce taux élevé de scans répétés dus à des artefacts de durcissement de faisceau représente un fardeau important en termes d'exposition aux rayonnements, de coût et d'efficacité du travail. L'artefact de coupe, une manifestation spécifique du durcissement de faisceau, se produit lorsque le centre d'un objet semble plus sombre que sa périphérie en raison du durcissement différentiel de faisceau sur l'épaisseur de l'objet.

Artefacts de la famine photonique

Un artefact basé sur la physique qui résulte d'un nombre insuffisant de photons atteignant le détecteur est connu comme la famine de photons. Le résultat de cette situation provoque une variation statistique du nombre de photons qui devient une source dominante de contraste dans l'image. Ce phénomène se produit généralement lorsque le faisceau de rayons X doit traverser des régions particulièrement denses ou épaisses du corps, telles que les épaules ou le bassin, où une atténuation significative réduit le nombre de photons atteignant le réseau de détecteurs.

Dans les projections qui doivent parcourir plus de matériau, par exemple à travers les épaules, lorsque le faisceau de rayons X traverse plus de photons de rayons X sont absorbés et retirés du faisceau. Cela entraîne une plus petite proportion de signal atteignant le détecteur et, par conséquent, une plus grande proportion de bruit. Les stries sont dues à l'augmentation du bruit, ce qui explique qu'elles se produisent dans la direction de la plus grande partie de l'objet en cours de numérisation.

Artefacts de faisceaux de cônes

La divergence de faisceau de ce cône large peut causer sous l'échantillonnage (collecte de données à trop peu d'angles) des objets qui sont loin de l'axe central du scanner. Ce sous-échantillonnage fondamental est la cause d'un artefact de faisceau de cône qui apparaît comme une déformation irrégulière de l'objet. Les scanners multidétecteurs modernes avec des réseaux de détecteurs larges sont particulièrement sensibles à cet artefact, surtout lorsque les structures d'imagerie situées à la périphérie du champ de vision.

Artéfacts axés sur le patient

Artefacts axés sur le patient : Artefacts causés par des facteurs liés au patient pendant le scan. Exemples : artefacts de mouvement et artefacts métalliques.Ces artefacts proviennent de facteurs propres au patient qui peuvent souvent être contrôlés ou minimisés par une préparation, un positionnement et une communication appropriés du patient.

Artéfacts de mouvement

L'artefact le plus couramment utilisé dans les services de TDM était l'artefact de mouvement dans le cerveau (73 %), et la meilleure méthode pour réduire l'artefact de mouvement était la préparation du patient (87 %). L'artefact le plus souvent montré dans cette étude était l'artefact de mouvement, et la cause commune était l'artefact de patient.

Le mouvement du patient, qui génère des conflits dans les données de projection développées, est une cause majeure d'artéfacts dans la tomographie clinique calculée aux rayons X (CT). Les artéfacts résultants apparaissent généralement comme striant, flou ou fantôme dans les images reconstruites, potentiellement obscurcissant l'information diagnostique critique.

Analyse montrée 29,9 % des artefacts présentés dans les enquêtes de CT cérébrales, 24,3 % – thoracique, 16,6 % – spinale, 5,8 % – pelvien et 2,0 % – abdominale. Nous sommes d'avis que l'incidence élevée des artefacts dans les scans de CT de la tête est généralement due à la tête plus importante au mouvement; il est plus facile pour un patient de bouger la tête accidentellement pendant le scan de CT.

Artefacts métalliques

Dans la tomographie calculée (CT), des artefacts métalliques se produisent en raison de la présence de matériaux très atténués, c'est-à-dire des prothèses et des remplissages dentaires, dans un champ de vision à balayage. Naturellement, des artefacts à stries sévères parmi les objets denses sont vus après la reconstruction de l'image.

Les artefacts en métal sont extrêmement fréquents : 21 % des scans d'une série. Ils sont causés par de multiples mécanismes, dont certains sont liés au métal lui-même, et certains sont liés aux bords du métal. Le métal lui-même provoque le durcissement du faisceau, les effets de dispersion et le bruit de Poisson, qui sont discutés ci-dessus. La nature multifactorielle des artefacts en métal les rend particulièrement difficiles à éliminer complètement, bien que les techniques de réduction modernes aient fait des progrès importants.

La présence de métal dans le champ de vision dépasse la plage normale de densités manipulées par le scanner. Cela se traduit par de graves stries d'artefacts projetés à partir du métal. De plus, le métal peut saturer le scanner, ce qui donne un numéro CT d'affichage égal au maximum du scanner (souvent +1024).

Artefacts basés sur le scanner

Artefacts à base de scanner : Artefacts résultant d'imperfections dans la fonction du scanner. Exemples : artefact à anneaux et artefact à bulles. Ces artefacts proviennent de dysfonctionnements matériels, d'erreurs d'étalonnage ou d'imperfections mécaniques dans le scanner CT lui-même.

Artefacts de bague

Lorsqu'un des détecteurs est hors calibrage dans un détecteur rotatif, le détecteur induit une erreur systématique à sa position pour chaque projection. Lors de la reconstruction, un anneau est superposé à l'image. Les artefacts du anneau apparaissent comme des motifs circulaires ou semi-circulaires centrés sur l'axe de rotation et sont généralement causés par des éléments détecteurs défectueux ou mal calibrés.

Cause : Défaut de fonctionnement des éléments du détecteur ou sensibilité incohérente dans le réseau de détecteurs. Évitement : Étalonnage et entretien réguliers du scanner CT. Utilisez des techniques de post-traitement pour corriger les artefacts du anneau.

Stratégies globales de dépannage pour les artefacts CT

Préparation pré-analyse et positionnement du patient

Avant d'envisager une technique de réduction des artefacts métalliques, les artefacts métalliques devraient être atténués en retirant l'objet métallique du champ de vision du scanner, en repositionnant le patient ou en retirant le métal extérieur chaque fois que possible. Cette étape simple mais souvent négligée peut éliminer ou réduire considérablement les artefacts sans nécessiter d'interventions technologiques avancées.

La meilleure méthode pour réduire les artefacts de mouvement était la préparation du patient (87 %). Des instructions claires sur l'importance de rester immobile, des instructions de respiration appropriées pour les scans thoraciques et abdominaux, et assurer le confort du patient peut réduire considérablement les artefacts liés au mouvement.

Il est important de placer l'objet d'intérêt près du centre du champ de vue. Le centreage approprié réduit divers artefacts, y compris les artefacts de faisceau de cônes et les artefacts hélicoïdaux, qui sont plus proéminents à la périphérie du champ de balayage.

Si les bras ne peuvent pas être déplacés hors du volume scanné, ils devraient réduire le bruit par rapport au fait de les placer sur les côtés. De même, les gros seins devraient être limités à l'avant du thorax plutôt que des deux côtés dans le tomodensitogramme thoracique et cardiaque. Ces stratégies de positionnement réduisent la surface transversale que les rayons X doivent traverser, réduisant ainsi la famine de photons et les artefacts sonores associés.

Optimisation des paramètres de numérisation

En ce qui concerne les paramètres d'acquisition, l'augmentation du courant et de la tension du tube sont des approches de base pour réduire les artefacts métalliques. L'augmentation du courant du tube entraîne plus de photons qui atteignent le détecteur et augmente la tension du tube entraîne une augmentation de l'énergie moyenne du spectre des rayons X, ce qui permet une meilleure pénétration.

Les scanners modernes peuvent effectuer la modulation du courant du tube, augmentant sélectivement la dose lors de l'acquisition d'une projection avec une forte atténuation. Les systèmes de modulation du courant du tube automatique (ATCM) ajustent la sortie des rayons X en fonction de la taille du patient et des caractéristiques d'atténuation, optimisant la qualité de l'image tout en gérant la dose de rayonnement. modulation mA : le courant du tube (mA) peut être varié avec la rotation du portique. Les systèmes HIgher mA (plus grand signal) sont utilisés pour les projections plus atténuantes afin de réduire l'effet de la famine de photons. Le mA requis peut être calculé à l'avance à partir de la vue scoutrice ou lors de l'analyse à partir du système de rétroaction du détecteur.

Le balayage à un kV plus élevé se traduit par un faisceau de rayons X plus dur, et donc moins d'artefacts durcissants de faisceau. De plus, le métal est plus « transparent » aux photons plus puissants, ce qui le rend moins susceptible de bloquer tous les photons, réduisant ainsi les artefacts dispersants. Cependant, il y a un compromis à considérer. Le balayage à un kV plus élevé se traduit par un faisceau de rayons X plus dur et donc moins d'artefacts CT durcissant de faisceau.

Il y a un compromis entre le bruit et la résolution, donc le bruit peut aussi être réduit en augmentant l'épaisseur de la tranche, en utilisant un noyau de reconstruction plus doux (cerneaux mous-matières au lieu de noyau osseux) ou en brouillant l'image. Le choix du noyau de reconstruction affecte de façon significative les niveaux de bruit et la résolution spatiale, nécessitant une optimisation basée sur la tâche diagnostique spécifique.

Pour les artefacts à faisceaux de cônes, des ajustements spécifiques des paramètres peuvent être bénéfiques. L'artefact à faisceau de cônes peut être réduit en diminuant la hauteur ou en augmentant l'échantillonnage.

Techniques de réduction des mouvements

Pour réduire le mouvement du patient, il faut une approche multiforme combinant la préparation du patient, l'immobilisation et les protocoles de balayage appropriés. L'artefact de mouvement peut être réduit par une meilleure immobilisation du patient, un encadrement du patient ou une vitesse de balayage accrue.

Dans l'exemple ci-dessus, réduire le temps d'expérience total de 57 à 4 minutes était suffisant pour éliminer les artefacts de mouvement d'échantillon dans ces données. Les scanners CT modernes avec des temps de rotation plus rapides et des tableaux de détecteurs plus larges peuvent acquérir des images en quelques secondes plutôt que quelques minutes, réduisant ainsi considérablement les possibilités de mouvement du patient.

Pour les patients qui ne peuvent pas rester encore en raison de la douleur, de l'anxiété ou des conditions médicales, divers dispositifs d'immobilisation peuvent être utilisés. Les porte-tête, les sangles, les coussins en mousse et les coussins sous vide peuvent tous aider à stabiliser les patients pendant la numérisation.

Les mouvements cardiaques et respiratoires présentent des défis particuliers dans l'imagerie thoracique et abdominale. L'ECG pour les techniques de TDM cardiaque et de gant ou de souffle pour l'imagerie abdominale peut geler efficacement le mouvement physiologique. Les artefacts numériques suivants ont été détectés en effectuant des TDM thoracique et spinale. Par nos yeux, ils sont également associés au mouvement du patient et se posent à cause de pulsation du cœur et des vaisseaux magistraux ainsi que des mouvements respiratoires incontrôlés de la poitrine.

Technologies avancées de réduction des artéfacts

Algorithmes itératifs de reconstruction

Le bruit peut être réduit par la reconstruction itérative ou en combinant des données provenant de plusieurs scans. Cela permet une dose de rayonnement plus faible et des scans à résolution plus élevée. Les artefacts métalliques peuvent également être réduits par la reconstruction itérative, ce qui permet un diagnostic plus précis.

Pour les artefacts de durcissement de faisceau causés par des implants métalliques, les algorithmes de reconstruction itérative peuvent détecter des matériaux de haute densité et appliquer des corrections personnalisées. Ceci peut être réglé par reconstruction itérative. La première itération est reconstruite à l'aide de données de projection non corrigées. Les métaux et les os sont ensuite détectés à l'aide d'une coupure HU, et on prévoit qu'ils détermineront la quantité d'os et de métal présents dans chaque mesure de détecteur.

Reconstruction itérative : Il s'agit d'une approche algorithmique avancée qui reconstitue les données d'imagerie à plusieurs reprises pour améliorer la précision. Chaque itération raffine l'image en réduisant le bruit et en compensant les données manquantes ou déformées, y compris celles qui sont affectées par des objets métalliques. Cette capacité rend la reconstruction itérative particulièrement utile dans les scénarios d'imagerie difficiles où plusieurs sources d'artefacts peuvent être présentes simultanément.

Logiciel de réduction des artefacts métalliques (MAR)

De nombreuses méthodes de réduction des artefacts métalliques sont disponibles pour améliorer la qualité des images de CT avec des implants métalliques. Des algorithmes MAR dédiés sont devenus disponibles dans le commerce auprès de tous les principaux fabricants de CT, chacun utilisant des techniques sophistiquées pour identifier et corriger les artefacts métalliques.

Les algorithmes de réduction des artefacts métalliques (MAR) basés sur la projection agissent dans l'espace de projection et remplacent les projections corrompues causées par le métal par l'interpolation des projections non corrompues voisines. Cette approche fonctionne en identifiant les données de projection affectées par le métal et en les remplaçant par des valeurs estimées dérivées des données non corrompues environnantes, puis en reconstituant l'image à l'aide de cet ensemble de projection corrigé.

Les principaux fournisseurs ont tous développé des techniques de réduction des artefacts métalliques basées sur des projections basées sur des techniques d'interpolation, NMAR ou FSMAR, ou en combinant ces techniques : le MAR orthopédique de Philips (O-MAR), le MAR itératif de Siemens Healthineers (iMAR), le MAR monoénergie (SEMAR) de Canon et le MAR intelligent ou le MARS de GE Healthcare. Bien que ces implémentations commerciales diffèrent dans leurs algorithmes et approches spécifiques, elles visent toutes à réduire les artefacts métalliques tout en préservant les détails anatomiques et les informations diagnostiques.

Les trois algorithmes MAR étudiés impliquaient une réduction générale du bruit (jusqu'à 67 %, 74% et 77%) et une amélioration de la précision des nombres de CT, tant dans les régions proches des prothèses qu'entre les deux prothèses.Ces améliorations substantielles de la qualité de l'image peuvent transformer des images non diagnostiques antérieurement en études cliniquement utiles, réduisant ainsi le besoin de répétitions ou de modalités d'imagerie alternatives.

Logiciel de réduction des artéfacts métalliques (MAR) : Ce logiciel cible et corrige les distorsions causées par les objets métalliques dans les scans CT. Il s'adapte aux voies X altérées qui se produisent autour des implants métalliques, améliorant ainsi la clarté des tissus environnants dans les images. La capacité de visualiser les tissus mous adjacents aux implants métalliques a ouvert de nouvelles possibilités d'imagerie post-opératoire et d'évaluation des complications telles que l'infection, le desserrement ou les fractures périprothétiques.

Techniques de CT à double énergie (DECT)

Le CT à double énergie et à plusieurs énergies (dénombrement photonique) peut réduire le durcissement des faisceaux et fournir un meilleur contraste tissulaire. Le CT à double énergie acquiert des données à deux niveaux d'énergie de rayons X différents, exploitant les caractéristiques d'atténuation dépendantes de l'énergie de différents matériaux pour améliorer la qualité de l'image et permettre la décomposition des matériaux.

Dual-Energy CT (DECT) : Cette technique utilise deux niveaux d'énergie de rayons X différents pendant le balayage. Les taux d'absorption variables des tissus métalliques et mous à ces énergies permettent au système de différencier plus efficacement ces matériaux, ce qui aide à réduire les artefacts et à améliorer la clarté de l'image.

Dual energy CT réduit les effets de durcissement du faisceau en balayant à deux énergies différentes. Cette information peut être utilisée pour dériver des images monochromatiques virtuelles, qui ne souffrent pas d'effets de durcissement du faisceau.

L'imagerie monochromatique virtuelle réduit les artefacts qui durcissent les faisceaux, où le logiciel de réduction des artefacts métalliques réduit efficacement les artefacts causés par une famine de photons étendue. Les deux techniques ont leurs avantages et inconvénients, et la combinaison des deux techniques est souvent mais pas toujours la meilleure solution en matière de réduction des artefacts métalliques.

Cependant, les images monochromatiques virtuelles produites par CT à double énergie supposent que le spectre d'absorption des rayons X a une forme idéalisée, sans les edges K, ce qui n'est clairement qu'une approximation. De plus, CT à double énergie ne corrige pas la dispersion, qui est un facteur important dans de nombreux scans, surtout si le métal bloque presque tous les photons.

Technologies émergentes : le CT et l'intelligence artificielle

De plus, la valeur et les défis supplémentaires des techniques de réduction des artefacts métalliques nouvelles introduites au cours des dernières années sont discutés, comme le comptage des photons CT (PCCT) et les techniques de réduction des artefacts métalliques basées sur l'apprentissage profond.

L'avenir de la réduction des artefacts dans l'imagerie médicale est prometteur, notamment avec le développement de la CT de comptage des photons (PCCT). Cette technologie avancée comporte des détecteurs qui comptent précisément les photons individuels d'énergie de rayons X, améliorant la résolution énergétique. Cette amélioration permet une différenciation supérieure entre les métaux et les tissus environnants, réduisant considérablement les artefacts métalliques tout en améliorant la qualité globale de l'image.

Les méthodes de reconstruction basées sur l'IA sont également en mesure d'améliorer la correction des images des artefacts métalliques. Les algorithmes d'apprentissage en profondeur formés sur de grandes séries de données d'images sans artefacts et corrompues par des artefacts peuvent apprendre des modèles et des relations complexes qui permettent une identification et une correction supérieures des artefacts.

Avec l'émergence de l'intelligence artificielle (IA) et le comptage des photons CT (PCCT), de nouveaux développements ont été faits pour réduire les artefacts métalliques. À mesure que ces technologies deviennent plus accessibles, elles devraient améliorer encore la qualité diagnostique de l'imagerie par CT dans des scénarios difficiles impliquant des implants métalliques, des mouvements de patients et d'autres sources d'artefacts.

Solutions spécifiques pour les types d'artefacts communs

S'attaquer aux artefacts métalliques en pratique clinique

Les artefacts métalliques nécessitent une approche globale et multiforme pour une réduction efficace. Dans toutes ces étapes, des manipulations peuvent être effectuées pour améliorer la qualité de l'image et réduire les artefacts métalliques. Les techniques de réduction des artefacts métalliques (MAR) visent à résoudre ces problèmes, soit en minimisant l'origine physique de l'artefact, soit en corrigeant les artefacts dans les données d'image ou les données de projection.

La première étape devrait toujours être de minimiser le métal dans le champ de balayage lorsque cela est possible. Enlever les objets métalliques externes tels que les bijoux, les appareils auditifs, les appareils dentaires amovibles et les vêtements avec des attaches métalliques.

Lorsque le métal doit être inclus dans le scan, optimiser les paramètres d'acquisition. L'artefact métallique peut être réduit en augmentant kVp avec des CT mégavoltage (MVCT) donnant une réduction significative de l'artefact. De plus, plusieurs algorithmes de reconstruction commerciale sont disponibles pour la réduction de l'artefact métallique.

L'image de kV-CT avec SEMAR par reconstruction à une énergie a été trouvé pour réduire considérablement les artefacts métalliques. Les algorithmes MAR modernes peuvent améliorer considérablement la visualisation des tissus adjacents aux implants métalliques, permettant d'évaluer des complications telles que l'infection, le desserrage, ou les fractures périprothétiques qui seraient obscurcies par des artefacts sur des images conventionnelles.

Pour obtenir des résultats optimaux, envisagez de combiner plusieurs techniques. On sait que les artefacts métalliques peuvent être réduits en modifiant l'acquisition et la reconstruction standard, en modifiant les données de projection et/ou les données d'image et en utilisant l'imagerie monochromatique virtuelle extraite de CT bi-énergie. La combinaison de paramètres d'acquisition optimisés, le logiciel MAR et l'imagerie monochromatique virtuelle DECT fournissent souvent une réduction supérieure aux seuls artefacts par rapport à toute technique.

Il est important de fournir des renseignements spécifiques à l'implant avant de procéder au balayage afin d'ajuster l'approche de réduction des artefacts métalliques, de minimiser les artefacts et d'optimiser la qualité et la valeur diagnostique de l'analyse.

Gestion du bruit et de la famine de photons

Les artefacts sonores, en particulier ceux causés par la famine des photons, nécessitent des stratégies axées sur l'augmentation du nombre de photons atteignant le détecteur. L'approche la plus directe est d'augmenter le courant du tube (mA), ce qui augmente proportionnellement le nombre de photons générés par les rayons X. Les scanners modernes peuvent effectuer la modulation du courant du tube, augmentant sélectivement la dose lors de l'acquisition d'une projection avec une forte atténuation.

Les algorithmes itératifs de reconstruction offrent de puissantes capacités de réduction du bruit sans augmenter la dose de rayonnement. Le bruit peut être réduit par la reconstruction itérative ou en combinant des données provenant de multiples scans. Cela permet une dose de rayonnement plus faible et des scans à résolution plus élevée.

Le positionnement des patients joue un rôle crucial dans la réduction de la famine des photons. S'assurer que la région d'intérêt est centrée dans le champ de balayage et que les bras sont placés de façon appropriée pour les balayages du corps afin de minimiser la zone de section que les rayons X doivent traverser. Filtrage adaptatif : les régions dans lesquelles l'atténuation dépasse un niveau spécifié sont lissées avant de subir une rétroprojection.

Corriger les objets de durcissement et de coupe de faisceau

Les scanners modernes effectuent une correction simple du durcissement du faisceau qui suppose une quantité moyenne de durcissement du faisceau, compte tenu de l'atténuation mesurée. Cependant, des matériaux de nombre atomique plus élevés, comme le métal, causent une quantité plus élevée que la moyenne de durcissement du faisceau et ne seront donc pas entièrement corrigés.

Corrigé avec un algorithme de correction de durcissement du faisceau. Ceci peut être corrigé avec un algorithme de correction de durcissement du faisceau. La plupart des scanners CT modernes comprennent des algorithmes de correction de durcissement du faisceau automatisé qui s'appliquent pendant la reconstruction. Ces corrections sont généralement efficaces pour les structures anatomiques typiques, mais peuvent nécessiter une supplémentation avec des algorithmes MAR ou des techniques DECT quand le métal est présent.

Pour les artefacts de coupe dans de grands objets homogènes, assurez-vous que la correction de durcissement du faisceau est activée et correctement étalonnée. Filtre pré-patient : Cela absorbe les rayons X doux et minimise l'artefact de durcissement du faisceau.

Minimiser les artéfacts basés sur le scanner

Les artefacts à base de scanners nécessitent différentes approches axées sur l'entretien et l'étalonnage de l'équipement plutôt que sur les modifications techniques de balayage. L'artefact à anneaux peut généralement être réparé par recalibration du réseau de détecteurs ou par extinction de l'élément de détection défectueux.

Éviter : Étalonner et entretenir régulièrement le scanner CT. Utiliser des techniques de post-traitement pour corriger les artefacts de bague. Les calendriers de maintenance préventive devraient être rigoureusement respectés et tout problème de qualité d'image devrait être rapidement signalé aux ingénieurs de service.

Pour les artefacts de strie causés par des détecteurs défectueux ou une atténuation extrême, Évitement : Utilisez des grilles anti-découpage, des collimateurs ou des algorithmes de dispersion et de correction de strie basés sur un logiciel. Utilisez des collimateurs et collimateurs de faisceau appropriés.

Intégration des flux de travail et assurance de la qualité

Élaboration de protocoles normalisés

Élaborer des protocoles spécifiques à l'examen qui comprennent des instructions appropriées pour le positionnement du patient, des paramètres de balayage optimisés et des techniques de réduction des artefacts adaptées aux scénarios cliniques communs. Par exemple, les protocoles pour les patients d'imagerie présentant des prothèses de hanche devraient comprendre des instructions spécifiques pour l'activation du logiciel MAR, des paramètres optimaux de kVp et des lignes directrices de positionnement.

Créer des arbres de décision ou des diagrammes de flux pour guider les technologues dans le choix de stratégies de réduction des artefacts appropriées en fonction des caractéristiques du patient et des indications cliniques. Ces outils devraient traiter des scénarios communs tels que les patients atteints de matériel dentaire subissant un TDM de la tête, les patients atteints d'implants orthopédiques et les situations d'habitude corporelle difficiles qui peuvent causer la famine au photon.

Documenter les techniques de réduction des artefacts utilisées pour chaque examen dans la section des paramètres techniques du rapport de radiologie. Ces renseignements aident les radiologues à interpréter les images de façon appropriée et fournissent une rétroaction précieuse pour l'optimisation du protocole.

Formation et éducation

Il est important de reconnaître ces artefacts selon une compréhension de base de leur origine, en particulier ceux qui mimisent la pathologie, car ils peuvent conduire à un diagnostic incorrect et causer des effets secondaires graves sur la santé du patient. Comprendre la physique sous-jacente à différents types d'artefacts permet aux technologues de choisir des mesures correctives appropriées et de communiquer efficacement avec les radiologues sur les questions de qualité de l'image.

Les séances de formation continue régulières devraient examiner les nouvelles technologies de réduction des artefacts au fur et à mesure qu'elles deviennent disponibles et partager les meilleures pratiques pour les scénarios d'imagerie difficiles.

Les radiologistes devraient également recevoir une formation pour reconnaître les artefacts et comprendre les capacités et les limites des diverses techniques de réduction des artefacts. Cette connaissance permet une interprétation plus précise de l'image et permet d'éviter de mal diagnostiquer les artefacts comme pathologie ou de manquer une véritable pathologie obscurcie par les artefacts.

Programmes d'assurance de la qualité

Mettre en oeuvre des programmes systématiques d'assurance de la qualité pour surveiller la prévalence et l'efficacité des stratégies de réduction des artefacts. Suivre la fréquence des différents types d'artefacts, répéter les taux de balayage en raison des artefacts et la réussite de diverses techniques de réduction.

Le balayage régulier des fantômes avec des objets d'essai normalisés permet de détecter les problèmes de performance du scanner avant qu'ils n'aient un impact significatif sur les images cliniques.

Établir des mécanismes de rétroaction entre les radiologistes et les technologues pour communiquer sur les problèmes de qualité de l'image et d'artefacts. Des réunions régulières d'amélioration de la qualité peuvent examiner les cas difficiles, discuter des stratégies de réduction des artefacts et élaborer des solutions pour les problèmes récurrents.

Demandes cliniques et considérations fondées sur des cas

Imagerie orthopédique

L'imagerie par CT orthopédique présente des défis uniques en raison de la prévalence des implants métalliques, y compris les prothèses articulaires, le matériel de fixation des fractures et l'instrumentation spinale. Avec les approches actuelles de réduction des artefacts métalliques, une ère entièrement nouvelle d'imagerie prothèse a commencé, puisque nous sommes en mesure de voir l'interface entre la surface métallique et le tissu osseux.

Pour les patients présentant des arthroplasties totales de la hanche ou du genou, combiner le logiciel MAR avec des paramètres de balayage optimisés. Envisagez d'utiliser DECT avec l'imagerie monochromatique virtuelle à des niveaux d'énergie plus élevés (120-140 keV) pour réduire le durcissement du faisceau tout en maintenant un contraste adéquat des tissus mous.

Le matériel spinal présente des défis particuliers en raison de la proximité des structures neuronales critiques et de la nécessité d'évaluer la position matérielle, l'état de fusion et les complications potentielles. Utilisez des acquisitions en tranches minces avec des noyaux de reconstruction osseuse et tissulaire mou, en appliquant des algorithmes MAR aux deux ensembles de données.

Imagerie de la tête et du cou

Le matériel dentaire représente l'une des sources les plus courantes d'artefacts métalliques dans l'imagerie par CT de la tête. Les remplissages d'amalgames, les couronnes, les ponts et les implants dentaires peuvent créer des artefacts à stries sévères qui masquent la base du crâne, le fossa postérieur et la colonne vertébrale cervicale.

Pour le CT de tête avec du matériel dentaire, positionnez le patient avec le gantry incliné pour minimiser la quantité de métal dentaire dans le plan de balayage lors de l'imagerie de la fossa postérieure ou de la colonne cervicale. Appliquer des algorithmes MAR spécifiquement conçus pour le matériel dentaire, qui sont disponibles sur la plupart des scanners modernes.

Dans l'imagerie oncologique pour la planification de la radiothérapie, il est essentiel de délimiter précisément les tissus près des implants métalliques. Utilisez les techniques de réduction des artefacts les plus agressives disponibles, y compris le logiciel MAR, DECT et la reconstruction itérative.

Imagerie cardiaque et thoracique

Le traitement par ECG est essentiel pour le diagnostic du traitement par le TCM cardiaque, en synchronisant l'acquisition d'images avec des phases spécifiques du cycle cardiaque pour congeler le mouvement cardiaque. Assurez-vous que le traitement par ECG est bien placé et vérifiez la qualité du signal avant de scanner. Pour les patients atteints d'arythmie, envisagez d'utiliser un déclenchement prospectif avec des fenêtres d'acquisition plus larges ou un traitement rétrospectif avec modulation de dose.

Pour les patients incapables de retenir leur respiration de façon adéquate, utilisez la vitesse de balayage la plus rapide disponible et envisagez des techniques de ginging respiratoire si disponible. Entraîner les patients à respirer peu de choses pendant le balayage peut réduire les artefacts de mouvement par rapport à la respiration libre.

Les aciéries et les défibrillateurs cardioverter implantables (DCI) créent des artefacts métalliques qui peuvent masquer les structures cardiaques et médiastinales adjacentes. Utilisez des algorithmes MAR et envisagez l'imagerie monochromatique virtuelle DECT pour réduire ces artefacts. Positionnez le patient pour déplacer l'appareil loin de la région principale d'intérêt lorsque possible, bien que cela ne soit pas possible pour l'imagerie cardiaque.

Imagerie pédiatrique

L'imagerie par TDM pédiatrique exige une attention particulière à la réduction des artefacts et à la gestion des doses de rayonnement.Les enfants sont plus sensibles aux artefacts de mouvement en raison de la difficulté à rester immobile, de l'anxiété et du manque de coopération.

Pour les jeunes enfants ou ceux qui ne peuvent pas coopérer, la sédation ou l'anesthésie générale peuvent être nécessaires pour obtenir des images diagnostiques. Toutefois, cela introduit des risques supplémentaires et devrait être réservé aux cas où l'imagerie diagnostique ne peut pas être obtenue autrement.

Optimiser les paramètres de balayage pour les patients pédiatriques en utilisant des estimations de dose et des protocoles adaptés à l'âge. Les algorithmes de reconstruction itérative sont particulièrement utiles dans l'imagerie pédiatrique, permettant une réduction de dose significative tout en maintenant la qualité de l'image diagnostique.

Orientations futures et technologies émergentes

Le domaine de la réduction des artefacts de CT continue d'évoluer rapidement, avec l'émergence de nouvelles technologies et de nouvelles techniques qui promettent d'améliorer encore la qualité de l'image. Des progrès technologiques importants ont été réalisés depuis l'introduction de la réduction des artefacts de CT dans les années 1970, ce qui a permis d'améliorer continuellement la qualité de l'image.

Contrairement aux détecteurs classiques intégrant l'énergie, les détecteurs de comptage des photons comptent directement les photons individuels et mesurent leur énergie, fournissant une résolution énergétique supérieure et permettant une décomposition plus efficace des matériaux. Cette technologie montre une promesse particulière pour la réduction des artefacts métalliques et une caractérisation améliorée des tissus.

Les réseaux neuronaux peuvent être formés pour reconnaître et corriger les artefacts de manière à dépasser les approches algorithmiques traditionnelles. Ces méthodes basées sur l'IA offrent des perspectives de manipulation d'artefacts complexes et multifactoriels et peuvent éventuellement permettre la correction en temps réel des artefacts pendant l'acquisition d'images.

Les algorithmes de reconstruction avancés continuent d'évoluer, avec une reconstruction itérative basée sur des modèles intégrant des modèles physiques de plus en plus sophistiqués d'interactions radiographiques, de géométrie du scanner et de caractéristiques du bruit.

L'intégration de techniques de réduction de plusieurs artefacts dans des flux de travail unifiés représente une autre direction importante du développement. Plutôt que d'appliquer des techniques individuelles de façon séquentielle, les systèmes futurs peuvent optimiser les combinaisons de paramètres d'acquisition, d'algorithmes de reconstruction et de méthodes de post-traitement pour obtenir une qualité d'image optimale pour des scénarios cliniques spécifiques.

Liste de contrôle de mise en œuvre pratique

Pour mettre en oeuvre efficacement des stratégies de réduction des artefacts en pratique clinique, il faut examiner la liste de contrôle complète suivante, organisée par étape du déroulement du travail :

Préparation pré-scan

  • Examiner les antécédents du patient et l'imagerie antérieure pour identifier les sources potentielles d'artefacts
  • Documenter la présence et l'emplacement des implants métalliques, des stimulateurs cardiaques ou d'autres matériels
  • Enlever tous les objets métalliques externes (bouilloire, appareils auditifs, appareils dentaires amovibles)
  • Expliquer la procédure et l'importance de rester toujours pour le patient
  • Pratiquez les respirations pour les examens thoraciques et abdominaux
  • Considérer la sédation chez les patients pédiatriques ou les adultes incapables de coopérer
  • Choisir les dispositifs d'immobilisation appropriés en fonction du type d'examen

Positionnement du patient

  • Centre région d'intérêt dans le champ de vision de balayage
  • Positionner les bras de manière appropriée (en haut de la tête pour la poitrine/l'abdomen, sur les côtés pour la tête/le cou)
  • Aligner le patient directement dans le scanner pour minimiser les artefacts hélicoïdaux
  • Utiliser des aides au positionnement pour assurer confort et stabilité du patient
  • Considérer l'angulation de gantry pour minimiser le métal dans le plan de balayage, le cas échéant.
  • Vérifier le bon placement de plomb ECG pour les examens cardiaques

Optimisation du paramètre de balayage

  • Choisir un protocole spécifique à l'examen optimisé pour l'indication clinique
  • Activer la modulation automatique du courant du tube
  • Augmenter la kVp pour les patients avec des implants métalliques (habituellement 120-140 kVp)
  • Ajuster les mAs en fonction de la taille du patient et des exigences de qualité de l'image
  • Utiliser le noyau de reconstruction approprié pour la tâche de diagnostic
  • Activer la reconstruction itérative si disponible
  • Activer le logiciel MAR pour les patients avec des implants métalliques
  • Envisager l'acquisition de DECT pour les cas difficiles

Image Reconstruction et post-traitement

  • Reconstruire les images avec l'épaisseur appropriée de la tranche pour la tâche de diagnostic
  • Générer des reconstructions de tissus mous et de grains osseux au besoin
  • Appliquer les algorithmes MAR à toutes les reconstructions pertinentes
  • Créer des images monochromatiques virtuelles à plusieurs niveaux d'énergie pour les études DECT
  • Générer des reformations multiplanaires dans des plans cliniquement pertinents
  • Examiner les images des artefacts résiduels avant d'envoyer au PACS
  • Techniques de réduction des artefacts utilisées dans les paramètres techniques

Contrôle de la qualité

  • Effectuer des étalonnages quotidiens des scanners et des procédures d'assurance de la qualité
  • Surveiller la prévalence et les types d'artefacts par un suivi systématique
  • Examiner les taux de répétition et les raisons des répétitions
  • Effectuer régulièrement des analyses fantômes pour évaluer la performance de réduction des artefacts
  • Entretien de l'équipement conformément aux recommandations du fabricant
  • Signaler rapidement aux ingénieurs de service les problèmes de qualité de l'image
  • Participer à la formation continue sur les techniques de réduction des artefacts

Conclusion

Il est important de comprendre pourquoi les objets se produisent et comment ils pourraient être évités ou supprimés pour améliorer la qualité de l'image. Grâce à l'application systématique de méthodes de dépannage appropriées, à l'optimisation des paramètres de numérisation et à l'utilisation de technologies de réduction des artefacts de pointe, l'impact des artefacts peut être minimisé considérablement.

Une gestion efficace des artefacts exige une approche globale qui commence par une préparation et un positionnement appropriés du patient, se poursuit par une acquisition optimisée de l'analyse et s'étend aux techniques de reconstruction et de post-traitement avancées.

Les technologies modernes de réduction des artefacts, y compris la reconstruction itérative, le logiciel MAR dédié et le TCM à double énergie, ont considérablement amélioré notre capacité d'obtenir des images diagnostiques dans des situations difficiles. L'émergence de TCM photon-counting et de méthodes basées sur l'intelligence artificielle promet de nouveaux progrès dans les années à venir, potentiellement en s'attaquant aux sources d'artefacts qui demeurent problématiques avec la technologie actuelle.

La mise en oeuvre réussie de stratégies de réduction des artefacts exige non seulement des capacités technologiques, mais aussi un personnel bien formé, des protocoles normalisés et des programmes systématiques d'assurance de la qualité.

En restant au courant des nouveaux développements, en maintenant l'équipement correctement et en appliquant des techniques de réduction des artefacts fondées sur des données probantes, les services d'imagerie peuvent optimiser la qualité de l'image diagnostique tout en minimisant l'exposition aux rayonnements et la nécessité de répéter les examens. Pour plus d'information sur les meilleures pratiques en matière d'imagerie par les TDM, consultez le RadiologyInfo.org ressource en éducation des patients ou consultez le American College of Radiology pour obtenir des lignes directrices et des normes professionnelles.