関aluation de la r閟olution

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関aluation de la r閟olution Powered By Docstoc
					                 Service d’Imagerie Médicale
                      CHU de NANCY




  Évaluation de la résolution spatiale des
       sonde linéaires et matricielles



                      Say THAMMAVONG
DESS Génie Biomédical – Université de NICE – SOPHIA ANTIPOLIS
                 Année Universitaire 2003-04
 Plan
I.     Présentation de la structure d’accueil : Le CHU de Nancy

II.    Thème du stage

III.   Rappels

IV.    Évaluation technologique (sonde matricielle et sonde linéaire)

        A.   Matériel
        B.   Méthode
        C.   Résultats
        D.   Conclusion

V.     Conclusion personnelle
 I.          Présentation du CHU de Nancy

1.    Regroupement de plusieurs établissements de Santé :

         •   Hôpital Central
         •   Hôpital Saint Julien
         •   Unité Saint Stanislas
         •   Hôpitaux M.V.F

         •   Hôpital Brabois Adultes
         •   Hôpital Brabois Enfants
         •   Hôpital Jeanne d’Arc


2.    Missions :

         •   Soins 24H/24
         •   La recherche
         •   La prévention
         •   L’enseignement
I.           Présentation du CHU de Nancy


3.       Quelques chiffres clés :

     –      Capacités d’accueils : 1 992 lits

     –      Personnel médical : 1 805 personnes

     –      Personnel non médical : 7 008 personnes

     –      Budget de fonctionnement :

                –   500 Millions Euros dont :   70% part salariale
                                                33 Millions Euros en équipements
I.        Présentation du CHU de Nancy

4. Service d’Imagerie Médicale : Gestion du parc des dispositifs
     d’imageries médicales.

                                         Service
                                    d’Imagerie Médicale


     Mr WINNINGER                      Mr QUENTON              Mlle PELTIER
      Ingénieur en Chef                Ingénieur en Chef   Ingénieur Subdivisionnaire



                             Mr BLIN
                          Adjoint Technique



                           Mr ROUYER
                          Adjoint Technique
 I.         Présentation du CHU de Nancy


Tâches de l’ingénieur Biomédical :

        •   Suivi et maintien des performances des dispositifs médicaux :
            –   Protocoles de CQ (Normes et réglementations en vigueur) ;
            –   Encadrement de l’équipe des techniciens biomédicaux ;
            –   Suivi et gestion des contrats de maintenance ;
            –   Appels d’offres.


        •   Evaluations technologiques ;

        •   Formations dispensées : IUP, DESS TBH.
II.        Thème de Stage
                            Mr Le Professeur CLAUDON
             Chef du Service de Radiologie - Hôpital BRABOIS enfants


                              Évaluation technologique



      •Apport de la Technologie Matricielle en terme de qualité image.
      • Définition de paramètres de réglages optimum


             Étude technique :
  Évaluation de la résolution spatiale des               Thèse clinique :
    sondes linéaires et matricielles du          Sur tendons superficiels sains
          constructeur TOSHIBA
III.      Rappels : Principes généraux en
          échographie
Introduction :

    –   Technique d’Imagerie de qualité, basée sur les propriétés des
        onde ultrasonores.

    –   Diagnostic clinique : fiabilité et rapidité

    –   Domaines d’applications variées :
        Examens cardiaques, vasculaires, gynécologiques,
        abdominales, tendineuses …

    –   Évolution de la technique
 III.       Rappels : Principes généraux en
            échographie
1. Rappel sur les ondes US :

   •    Variation de pression acoustique.


   •    Caractéristiques :

   V : Vitesse de propagation : 1 540 m/s (tissus)
   F : Fréquence.
   L : Longueur d'onde.


            V=f.L

  Augmentation de f <-->        Diminution de la longueur d’onde
                                Diminution de la profondeur d’analyse
 III.       Rappels : Principes généraux en
            échographie

2.   Principe de fonctionnement :

        •   Emission d’un Faisceau d’ondes ultrasonores
            en direction de l’organe à explorer ;

        •   Réflexion de manière sélective sur les
            surfaces de séparation des tissus rencontrés ;

        •   Les ondes réfléchis sont captés par la sonde ;
                                                                       2 MHz
                                                             2 MHz
                                                                      Emission
        •   Traitements des caractéristiques (amplitude      Tissus
            et temps de retour) des échos et
            reconstitution d’une image de l’organe
            étudié.
III.       Rappels : Principes généraux en
           échographie
3.     La Sonde :

•      Élément essentiel de la plateforme Ultrasonore, limitant les
       performances de l’appareil.

•      Assure l’émission et la réception du faisceau d’ondes ultrasonores.
 III.          Rappels : Principes généraux en
               échographie

a)       Eléments constituants et rôles :

     –      Céramique : élément actif
            propriété piézoélectrique ;
            fréquence de résonance.

     –      Amortisseur :
            Absorbe les échos parasites ;
            Contrôle du pulse ultrasonore.

     –      Adaptateur d’impédance :
            lame ¼ d’onde : transfert d’énergie
            maximale.
III.     Rappels : Principes généraux en
         échographie
b) Gestion du faisceau : Lignes à retard.

       Focalisation Électronique
III.          Rappels : Principes généraux en
              échographie
c)    Critères de qualité.

La sensibilité :
•     Grande dynamique des échos
      diffusés et réfléchis par les tissus
      biologiques,
•     Dépend de la nature des
      matériaux.


Résolution spatiale :
•    Plus petit volume décelable par
     l’appareil,
•    Dépend de la taille des
     céramiques et de la gestion du
     faisceau ultrasonore.
 IV.      Évaluation technologique

A. Matériel :
 1.     Plateforme Ultrasonore APLIO de TOSHIBA :
   IV.       Évaluation technologique

 2. Les sondes ultrasonores

• Sondes linéaires 12 L 5 :   • Sondes matricielles 14 LX 7 :
 IV.        Évaluation technologique


• Caractéristiques techniques                • Caractéristiques techniques
  sondes linéaires : 12 L 5.                   sondes matricielles : 14 LX 7


   – 1 Rangée de 192 cristaux ;                 – 3 rangées de 192 cristaux ;

   – Gamme de fréquences :                      – Gamme de fréquences :
      5 à 12 MHz                                   7 à 14 MHz

   – Focalisation électronique dans les         – Technologie « Dynamic Micro
     plans axiales et latérales ;                 Slice » : focalisation électronique
                                                  dans les 3 plans.
   – Focalisation mécanique par une
     lentille hémicylindrique dans le plan
     de l’épaisseur du faisceau ;
    IV.    Évaluation technologique

•     Forme du faisceau de la   •   Forme du faisceau de la
      sonde linéaire :              sonde matricielle :

                                    Résolution spatiale
      Résolution spatiale non       uniforme
      homogène
 IV.       Évaluation technologique

B. MÉTHODE :

 • Impératif de se placer dans les mêmes conditions que l’étude
    clinique : Analyses superficielles.


 • Mise en place d’un protocole de test :

     – Appliqué aux sondes linéaires et sondes matricielles ;

     – Définition des critères de mesures ;

     – Choix des paramètres de réglages.
IV.      Évaluation technologique

1. Critères techniques à évaluer :

   –   Perte de l’information ultrasonore :

       • En zone proximale : zone morte

       • En zone distale : profondeur maximale d’exploration


   –   Résolution spatiale
 IV.         Évaluation technologique
• Zone morte : Profondeur minimale à laquelle l’appareil peut détecter un objet ;
 IV.            Évaluation technologique
• Profondeur maximale d’exploration : Profondeur maximale de détection d’un
   obstacle ;
IV.       Évaluation technologique



• Résolution spatiale :

   Norme NF-74-335 :
   Distance entre deux objets que
   l’appareil peut séparer dans les
   plans axiale, latérale et
   azimutale.
 IV.       Évaluation technologique
2.   Influence des paramètres de réglage :

        Profondeurs d’analyses

        Mode : FONDAMENTAL ou THI

        Fréquences d’émission

        Profondeur de champ

        Position de la focale

        Mode COMPOUNDING spatial

        Puissances d’émission du faisceau ultrasonore

        Angle d’attaque
IV.     Évaluation technologique

Mode Fondamental
IV.     Évaluation technologique

Mode THI (Première harmonique)
   IV.                   Évaluation technologique
   3.           Banc test
              –    Reproductibilité des mesures : Table X,Y
              –    Fantôme US RMI 403 GS : fil calibré de 1/10 mm de diamètre


       Table de translation    Bras
                               support de   Moule
                               sonde


                                            Sonde
Vernier d’avance au
pas de 1/10   mm



                                              Fantôme




   Support de positionnement
IV.          Évaluation technologique

4.       Protocole de test :


     –      Pour chaque critère à évaluer : on réalise une série de
            mesures.

     –      1 mesure <--> 1 combinaison de paramètres
                          1 acquisition image US

     –      Différentes Méthodologies de mesures utilisées.
IV.      Évaluation technologique
• Mesures réalisées sur image ultrasonore : Par curseurs
IV.      Évaluation technologique
• Mesures réalisées sur image ultrasonore : Par logiciel Image J
IV.      Évaluation technologique
• Mesures réalisées sur image ultrasonore : Par déplacement de la
  table X – Y
IV.      Évaluation technologique
• Montage de mesures d’angle d’attaque :




                                           Présence de l’image des fils
IV.                              Évaluation technologique
C.                 RÉSULTATS :

                   –         Mesures sous tableaux de format Excel.
                   –         Analyse Graphique.
                   –         Comparatif des résultats Mode Fondamental - Mode THI.


                                                                                                     Résolution axiale à 10,7 mm de profondeur d'analyse en
                   Résolution axiale à 10,7 mm de profondeur d'analyse en
                                                                                                                    fonction de la fréquence
                                  fonction de la fréquence                             Résolution
                                                                                       axiale (mm)
                   0,6                                                                 0,6

                   0,5                                                                 0,5                                                       Mode Fondamental
                                                                    Mode Fondamental
     axiale (mm)




                                                                                                                                                 Mode THI
                                                                    Mode THI
                   0,4                                                                 0,4

                   0,3                                                                 0,3
     Résolution




                   0,2                                                                 0,2

                   0,1                                                                 0,1

                    0                                          Fréquence (MHz)          0                                                    Fréquence (MHz)
                         0   2   4    6   8    10   12   14   16                             0   2      4     6     8    10    12    14    16



                                     Sonde linéaire                                                         Sonde matricielle
IV.       Évaluation technologique

• Difficultés dans la mesure et dans l’interprétation de ces mesures :

    – Mesures opérateur dépendant,

    – Sensibilité de l’appareil,

    – Série de mesures par Image J pas valide :
                Problématique de niveau de seuillage.
 IV.          Évaluation technologique
D.       Conclusion :

     –      Fiches et tableaux de synthèses pour chaque sonde :

            Récapitulatif des paramètres pour optimiser chaque résolution à
            chaque profondeur d’analyse.


     –      Transposition des résultats pour une analyse clinique :

            Calcul du volume élémentaire pour chaque profondeur d’analyse.
IV.              Évaluation technologique
                                                                      FICHE DE SYNTHESE


                 - Optimisation des réglages de l’échographe pour l’analyse de petites structures avec l’utilisation d’une sonde matricielle -



       Pré réglage :

            Type d’examen :                 Ostéo-articulaire
            DR (Dynamique Range) :          70
            DG (Gain Dynamique) :           80
            Apply pure :                    0
            2D post traitement :            3
            2D AGC :                        0
            2D lissage tempo :              4
            2D renforcement de bord :       1
            2D cartographie :               5
            2D présélection :               3
            AP, puissance d’émission :      100



       Recommandation pour chaque profondeur d’analyse donnée :

            Profondeur de champ : Profondeur adaptée.

            Position de la focale : positionnée juste en dessous de l’élément analysé.

            Angle d’attaque ou angle d’inclinaison de la sonde : Tenir la sonde la plus perpendiculairement possible aux structures sur lesquelles porte l’analyse.

            Mode Compounding : Activer le mode (1) : spatial.

            Puissance d’émission : régler la puissance maximale puis la diminuer progressivement jusqu’à obtenir l’image la plus représentative de l’élément
             analysé.



       Pour optimiser l’analyse de petites structures, suivre les recommandations du tableau A : Récapitulatif de l’optimisation du volume minimale
        d’analyse* pour différentes profondeurs d’analyses.
        Le tableau B, nous indique les pré réglages qui permettent d’optimiser l’analyse proximale et distale.

      * Voir interaction de ce volume minimal d’analyse avec la structure sur laquelle porte l’analyse (page…).
IV.           Évaluation technologique
      Tableau A : Récapitulatif de l’optimisation du volume minimale d'analyse pour différentes profondeurs d’analyses (sonde linéaire)

          Profondeur             Paramètre             Optimisation           Optimisation          Optimisation           Optimisation
       d'analyse (mm) :                               Résolution axiale    Résolution latérale   Résolution azimutale     volume minimal
              1,5                   Mode                    THI             THI/fondamental               THI                   THI
                                 Fréquence             6,6 et 9 MHz          Haute (9 MHz)          6,6 et 9 MHz           Haute (9 MHz)
                                   Mesure                 0,1 mm                 0,5 mm                3,3 mm                0,16 mm3
                                                                           0,6 mm à 6,6 MHz                             0,19 mm3 (6,6 MHz)
             4,4                    Mode                    THI                    THI                   THI                    THI
                                 Fréquence             Haute (9 MHz)         Haute (9 MHz)          6,6 et 9 MHz           Haute (9 MHz)
                                   Mesure                 0,1 mm                 0,4 mm                2,7 mm                0,11 mm3
                                                     0,2 mm à 6,6 MHz      0,5 mm à 6,6 MHz                             0,27 mm3 (6,6 MHz)
             7,7                    Mode                    THI                    THI                   THI                    THI
                                 Fréquence             Haute (9 MHz)          6,6 et 9 MHz          6,6 et 9 MHz           Haute (9 MHz)
                                   Mesure                 0,1 mm                 0,6 mm                1,6 mm                0,10 mm3
                                                     0,2 mm à 6,6 MHz                                                   0,20 mm3 (6,6 MHz)
             10,7                   Mode                    THI                   THI                    THI                    THI
                                 Fréquence             Haute (9 MHz)         Haute (9 MHz)          6,6 et 9 MHz           Haute (9 MHz)
                                   Mesure                 0,1 mm                0,5 mm                 1,6 mm                0,08 mm3
                                                     0,2 mm à 6,6 MHz      0,6 mm à 6,6 MHz                             0,19 mm3 (6,6 MHz)
             21,1                   Mode                    THI                   THI                    THI                    THI
                                 Fréquence             Haute (9 MHz)         Haute (9 MHz)          Haute (9MHz)           Haute (9 MHz)
                                   Mesure                 0,2 mm                0,7 mm                 1,6 mm                0,28 mm3
                                                     0,3 mm à 6,6 MHz        1,1 à 6,6 MHz        2,2 mm à 6,6 MHz      0,73 mm3 (6,6 MHz)



                               Tableau B : Pré réglages pour l'optimisation de l'analyse proximale et distale.

                                                        Paramètre            Optimisation
                             Profondeur minimale            Mode              Fondamental
                                  D'analyse              Fréquence             5 à 12 MHz
                                 (Zone morte)              Mesure                0,5 mm
                             Profondeur maximale            Mode              Fondamental
                                   D'analyse             Fréquence           Basse (5 MHz)
                                                           Mesure               98,9 mm
IV.               Évaluation technologique
  Tableau A : Récapitulatif de l’optimisation du volume minimale d'analyse pour différentes profondeurs d’analyses (sonde matricielle)

         Profondeur          Paramètre           Optimisation            Optimisation            Optimisation          Optimisation
      d'analyse (mm) :                         Résolution axiale      Résolution latérale     Résolution azimutale    volume minimal
             1,5                Mode           THI / fondamental      THI / fondamental                THI                   THI
                             Fréquence          Haute (14 MHz)             14 MHz                7 et 14 MHz          Haute (14 MHz)
                               Mesure               0,1 mm                  0,4 mm                  1,4 mm                0,06 mm3
                                               0,2 mm à 7 MHz          0,5 mm à 7 MHz                                0,14 mm3 (7 MHz)
            4,4                 Mode           THI / fondamental              THI                      THI                   THI
                             Fréquence          Haute (14 MHz)         Haute (14 MHz)             7 et 14 MHz         Haute (14 MHz)
                               Mesure               0,1 mm                  0,3 mm                  2,1 mm               0,06 mm3
                                               0,2 mm à 7 MHz          0,5 mm à 7 MHz                                0,21 mm3 (7 MHz)
            7,7                 Mode                   THI            THI / fondamental                THI                   THI
                             Fréquence          Haute (14 MHz)           7 et 14 MHz              Basse (7 MHz)       Haute (14 MHz)
                               Mesure               0,1 mm                  0,4 mm                   1,2 mm               0,07 mm3
                                               0,2 mm à 7 MHz                                   1,6 mm à 14 MHz      0,10 mm3 (7 MHz)
           10,7                 Mode           THI / fondamental              THI                      THI                   THI
                             Fréquence          Haute (14 MHz)          Basse (7 MHz)             Basse (7 MHz)         7 et 14 MHz
                               Mesure               0,1 mm                  0,4 mm                   0,9 mm               0,08 mm3
                                               0,2 mm à 7 MHz          0,5 mm à 14 MHz          1,6 mm à 14 MHz
           21,1                 Mode           THI / fondamental              THI                      THI                  THI
                             Fréquence           7 et 14 MHz            Basse (7 MHz)             Basse (7 MHz)        Basse (7 MHz)
                               Mesure               0,2 mm                  0,5 mm                   1,3 mm              0,13 mm3
                                                                       0,6 mm à 14 MHz          1,6 mm à 14 MHz      0,19 mm3 (14 MHz)

                              Tableau B : Pré réglages pour l'optimisation de l'analyse proximale et distale.

                                                  Paramètre             Optimisation
                         Profondeur minimale        Mode                Fondamental
                              D'analyse           Fréquence             7,2 à 14 MHz
                             (Zone morte)          Mesure                  0,8 mm
                         Profondeur maximale        Mode                Fondamental
                               D'analyse          Fréquence            Basse (7,2 MHz)
                                                   Mesure                 54,6 mm
IV.    Évaluation technologique
  En Analyses superficielles, apport de la technologie matricielle en
    terme de qualité image.

  Remarque : apparition d’artefacts de dédoublement inhérent à la
    technologie
V.         Conclusion personnelle

• Rôle de l’ingénieur biomédical en milieu hospitalier :

     – Appel d’offres,
     – gestion et suivi du parc d’équipements,
     – Interface privilégiée : corps médical, service économiques et
       fournisseurs.


• Enrichissement des connaissances.

• Réorientation de mon projet professionnel :
     – Curiosité intellectuelle,
     – Relationnel,
     – Mobilité.
Questions ?!

				
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