RADIOPHYSIQUE MÉDICALE

RADIOPROTECTION PERSONNEL

FORMATION

LA RADIOPROTECTION A AUSSI SES EXPERTS

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

57è journées scientifiques de la Société Française de Physique Médicale14/06/2018

Performance assessment of MRI Pelvimetry using ex vivo pelvises and a 3D-printed geometric distortion phantom

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

Intérêt: salarié de la société ALARA EXPERTISE

PLAN

1. Introduction

Contexte - Motivations

Objectifs de l’étude

2. Matériels & Méthodes

Métriques de pelvimétrie

Acquisition des images

Analyse des mesures

3. Résultats

4. Discussion - Perspectives

3

INTRODUCTION – OBJECTIFS

4

CONTEXTE - MOTIVATIONS

5

Disproportion entre le fœtus et le plancher pelvien =>

Allongement de la durée du travail

augmentation de la morbidité et de la mortalité du fœto-maternelle

Recours à une « césarienne »

augmentation de risques de placenta accreta

Imagerie de pelvimétrie pour évaluer l’éligibilité de

délivrance par voie basse en cas de suspicion de

disproportion:

RX conventionnelle : Dose absorbée ≈ 10 à 15 mGy

Obsolète

TDM : CTDIvol ≈ 1 mGy

Faible qualité des images à faible dose

Administration de RX au fœtusFerguson et al, Clin Obstet Gynecol, 2000

MOTIVATIONS - OBJECTIFS

6

IRM comme technique d’imagerie alternative:

Exploitation de Champs EM pas de rayonnements ionisants

Pelvi-IRM 2D réalisée en routine clinique sur quelques sites

Excellent contraste tissulaire non-exclusivité de l’examen : pelvimétrie + Exploration prénatale

Suivi de 2003 à 2015 : 1424105 sujets

De la naissance à 4 ans

Cohorte IRM = 5654 sujets

Pas d’augmentation de risques liés à l’exposition du fœtus

au 1er trimestre

Utilisation Gd risques inflammatoires, mort-nés, …

MOTIVATIONS - OBJECTIFS

7

IRM comme technique d’imagerie alternative:

Exploitation de Champs EM pas de rayonnements ionisants

Pelvi-IRM 2D réalisée en routine clinique sur quelques sites

Excellent contraste tissulaire pelvimétrie + Exploration prénatale

Problème: l’IRM peut être sujet à des distorsions géométriques causées par :

inhomogénéités du champ statique B0 correction par le SHIMMING

défauts de linéarités des champs à gradients commutés algorithme de correction spécifique

Objectif: Evaluation ex vivo des performances de la pelvi-IRM vs pelvi-TDM classique.

Elaborer et implémenter un protocole de pelvimétrie par IRM

Comparer les résultats avec un protocole de pelvi-TDM classique et TDM haute résolution

Comparer les performances de scanners d’IRM de différents constructeurs

MATÉRIELS & MÉTHODES

8

M & M : MÉTRIQUES PELVIMÉTRIQUES

9

Les Diamètres mesurés:

Illustration from Dr Manal Behery undergraduate course lectures in obstetrics and gynecology.

Valeurs normales moyennes:

SagPRP > 105mm

SagSSSP ∊ [110 - 115] mm

SagCorde ∊ [100 - 130] mm

SagFleche ∊ [15 - 25] mm

AxBE ∊ [100 - 105] mm

AxBI ≈ 110 mm

AxOblTM ≈ 135 mm

AxOblDG ≈ 120 mm

AxOblDD ≈ 120 mm

Promonto-rétro-pubien : SagPRP

Sous-sacro-sous-pubienSagSSSP

Corde sacréeSagCorde

Flèche sacréeSagFleche

Bi-épineuxAxBE

Transverse MaximalAxOblTM

Bi-ischiatiqueAxBI

DiamètresOblique droit AxOblDDOblique gauche AxOblDG

M & M : ACQUISITION DES IMAGES

10

Protocole d’acquisition

Paramètres IRM

FSE: TR/TE/angle = {511,

3500}ms/11ms/150°, Rés =

[0.7-0.9]×[0.7-0.9]×3 mm,

ETL=16, Nex=2, Tacq = 2mn20s

SPGR: TR/TE/angle/Nex = [100-

171]/11/70°/1, Rés = [0.39-

0.87]×[0.39-0.87]×3 mm, Tacq

= 44s

b-SSFP 3 plans, VIBE 3D

TDM Somatom Sensation 16

Pelvi-TDM classique, LDCT,

CTDIvol = 1.08 mGy

TDM haute résolution, HDCT

CTDIvol = 7.9 mGy

10 Pelvis ex vivo

CHU de Toulouse, 4 IRM, 1.5T, Siemens Avanto,

GE Optima MR360, Toshiba Titan, Philips Ingenia

T1-w FSE, T2-w FSE, Sag, Ax, AxObl

SPGR, Ax, AxObl

Correction « constructeur » Dist Géom

Dist résiduelles: évaluation locale 3D

Sewonu et al, 2016

190 mm

170 mm

M & M : ANALYSE DES DONNÉES

11

Métriques pelvi: Interne du département de

Radiologie de l’hôpital Rangueil.

Analyse des données: MRI Physicist

Concordance avec la référence HDCT:

Bland-Altman {IRM, HDCT} vs {LDCT, HDCT}

Précision de mesure

Ecart relatif absolu: ∣IRM-HDCT∣/HDCT vs

∣LDCT-HDCT∣/HDCT

Comparaison inter-constructeur d’IRM :

Coeff de variabilité (StD/Mean) inter-appareils

Mesure des Dist Géom résiduelles

pour l’IRM Siemens ⎮δ⎮ < 0.9 mm

Work in progress. Data not shown here

RÉSULTATS

12

RÉSULTATS

13

T1-w MRIHDCTLDCT

Excellente concordance entre pelvimétrie par IRM et par TDM haute résolution

RÉSULTATS

14

Pelvi-IRM vs TDM

haute définition:

Écart maximal ≈ 6%

Pelvi-TDM classique vs

TDM haute définition :

Écart maximal ≈ 13%

Meilleure précision de la pelvimétrie par IRM

MRIHDCTLDCT

COMPARAISON INTER-CONSTRUCTEURS IRM

15

COMPARAISON INTER-CONSTRUCTEURS IRM

16

Variabilité inter-appareils d’IRM < 8%

Faible variabilité entre appareils d’IRM

de constructeurs différents.

DISCUSSION - PERSPECTIVES

17

DISCUSSION - PERSPECTIVES

18

En résumé : Précision de mesure pelvimétrique supérieure en IRM par rapport à la pelvi-TDM classique

Faible variabilité inter-appareils d’IRM (@ 1.5T) de constructeurs différents

Faible niveau de distorsions géométriques résiduelles (IRM Siemens. )

Suite de l’étude :

Performance de pelvimétrie à partir d’acquisition d’IRM 3D T1-w

3D FSPGR (VIBE): TR/TE/angle = 4.9/1.6/20°, rés = 0.9×0.9×1.4 mm, Tacq = 5mn21s

Evaluation des Dist Géom résiduelles pour les trois autres scanners d’IRM

Evaluation de la Reproductibilité intra- et inter-observateur

Elaboration et Implémentation d’un algo de mesures automatique à partir d’IRM 3D

Validation ex vivo et clinique

Optimisation des paramètres d’acq pour la maitrise du SAR notamment

Proposition en routine clinique de Pelvi-IRM 3D avec mesures automatisées

REMERCIEMENTS

19

Equipe de recherche mixte ALARA EXPERTISE / Radiologie-Rangueil :

Prof Hervé Rousseau, MD, PhD

Ramiro Moreno, PhD

Olivier Meyrignac, MD, PhD

Anou Sewonu, PhD

Louise Gervais, MD

Charline Zadro, MD

Adrien Vavasseur, MD

Thomas Puiseux, PhD student

Equipes des MERM

Pôle Imagerie, CHU de Toulouse

Laboratoire d’Anatomie, Université Toulouse III Paul Sabatier

I2MC, équipe 10, UMR 1048 INSERM / Université Toulouse III Paul Sabatier

Merci pour

ALARA Expertise 7 allée de l’Europe 67960 STRASBOURG-ENTZHEIM

www.alara-expertise.fr - Tél. : 03 69 09 21 31

votre attention

SUPPLEMENTARY MATERIALS: GEOM DIST MEASUTREMENT

21

Outcomes of the geometric distortion assessment on Siemens Avanto 1.5T :

ALGOIRM 3D

A 3D set of MR Images

GD Phantom