Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article aborde les techniques de reconstruction d'images tomographiques, de plus en plus utilisées sur des équipements de radiologie conventionnelle (le « CBCT » et la tomosynthèse). Cet article s'efforçant de donner un état de l'art des questions traitées, les techniques algébriques y sont décrites au même titre que les techniques analytiques (FBP). On trouve également quelques pages sur les techniques de tomosynthèse.
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This article deals with 3D tomographic reconstruction, a feature more and more often included in new generations of conventional X-ray equipment (“CBCT” and tomosynthesis). The article focuses especially on the state-of-the-art: algebraic techniques are thus described together with conventional analytic ones (FBP). The reader will also find a section on tomosynthesis techniques.
Auteur(s)
-
Thierry LEMOINE : Directeur technique Thales Microwave & Imaging Subsystems, France
INTRODUCTION
La tomographie, ou imagerie 3D, date du début des années 1930, mais elle s'est d'abord peu développée car les techniques analogiques à base de films se prêtaient mal à son implémentation. Les choses ont considérablement changé avec l'apparition des CT-Scanners (Computed Tomography Scanners) dans les années 1970, basés sur l'utilisation de calculateurs. Et trois décennies durant, l'imagerie 3D par rayons X a été le monopole de ce type d'équipements. Dans les années 1990 et suite à l'apparition de détecteurs numériques de radiographie (amplificateurs de brillance couplés à une caméra CCD, puis détecteurs plats), des équipes de recherche ont initié les premiers travaux visant à adapter l'imagerie 3D aux équipements de radiologie traditionnelle, et c'est pourquoi elle est abordée ici. Vu la complexité des techniques de reconstruction tomographique, nous ne ferons que les effleurer, quitte à renvoyer le lecteur intéressé vers une bibliographie fournie mais hélas essentiellement en langue anglaise. Rappelons que par 3D, il faut entendre « imagerie volumique » (dont des coupes (slices) sont présentées sur un écran) et non pas « imagerie stéréoscopique » donnant une impression de relief. L'imagerie 3D permet néanmoins, couplée à des techniques de segmentation, de restituer des vues dans l'espace d'organes particuliers (réseau vasculaire, ossature, etc.). Ce type de traitement d'image haut niveau ne sera pas abordé.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
tomography | X-ray image processing
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Conclusion7. Tomosynthèse
La tomographie CBCT rend l'imagerie 3D accessible sur des équipements de radiologie traditionnelle équipés de détecteurs numériques plats (ou FPD). Elle permet la reconstruction de volumes 3D dans des conditions proches du scanner, mais en contrepartie elle nécessite une mécanique assurant un mouvement sur 210o au moins (un arceau motorisé avec une mécanique précise et robuste). L'utilisation de tels arceaux n'est pas toujours adaptée aux conditions de l'examen. Aussi existe-t-il une autre technique, qui se satisfait d'un mouvement plus simple de la source et du détecteur (ce dernier est souvent immobile), et qui n'exige qu'un nombre réduit de projections (quelques dizaines) au prix d'une perte de résolution dans un axe perpendiculaire au détecteur et au mouvement de la source : la tomosynthèse.
Pour comprendre la tomosynthèse, il est utile de se référer à l'ancienne tomographie analogique, pratiquée pendant un demi-siècle avec des films de radiologie, mais dont l'usage a fortement décru. Son principe est décrit sur la figure 17.
Entre les temps t1 et t2, la source et le détecteur se déplacent de part et d'autre de l'objet, parallèlement et en sens contraire, à des vitesses respectives VS et VD. Tout au long de ce déplacement qui peut durer d'une à trois secondes, la source émet en continu et le détecteur (un film) intègre également en continu. L'image reconstituée est celle intégrée par le détecteur en t = t2.
On constate sur la figure 17 qu'au cours du déplacement, le point A se projette à tout instant au même endroit P (A) sur le détecteur. Un calcul rapide montre qu'il en est ainsi parce que A est situé dans le « plan de coupe H » défini par h1/h2 = VS/VD.
Par contre, la projection du point X situé hors du plan H « bouge » en surface du détecteur lorsque la source et le détecteur se déplacent : tous les points qui ne sont pas situés au voisinage immédiat du plan H deviennent flous dans l'image reconstituée, alors que ceux situés à proximité du plan H restent nets. On a donc réalisé une coupe dans l'objet, à une profondeur définie par le rapport VS/VD : c'est le principe de la tomographie, qui est une somme de « backprojections » – effectuée...
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Tomosynthèse
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BUZUG (T.M.) - Computed tomography : from photon statistics to modern cone-beam CT. - Springer (2010).
-
(2) - KALENDAR (W.A.) - Computed tomography : fundamentals, system technology, image quality, applications. - Publicis (2011).
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(3) - HSIEH (J.) - Computed tomography : principles, design, artifacts, and recent advances. - SPIE Press (2003).
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(4) - ZENG (Z.L.) - Medical image reconstruction : a conceptual tutorial. - Springer (2010).
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(5) - FITZPATRICK (J.P.), SONKA (M.) - Handbook of medical imaging. - Medical Image Processing and Analysis. SPIE Press, vol. 2 (2000).
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(6) - WERNICK (M.N.), AARSVOLD (J.N.) - Emission tomography : the fundamentals of pet and spect. - Elsevier (2004).
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